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第二节 植物生产与太阳辐射 “万物生长靠太阳”，太阳辐射是植物制造有机物质的唯一能源，是植物生产的决定性因素。 一、光合有效辐射 太阳辐射的光谱范围大约在150—4000nm,不同波长的光对植物生长所起的作用不同。 波长大于1000nm的辐射，被植物吸收转化为热能，不参与生化作用。 波长在720---1000nm的辐射只对植物伸长起作用，其中700---800nm的称为远红外光，对光周期以及种子形成有重要作用，并控制开花与果实颜色。 波长在610---720nm的光，主要是红、橙光，被叶绿素强烈吸收，是光合作用最有效的部分，有时也表现出强的光周期作用。 波长在510---610nm的光，主要为绿光，表现低光合作用与弱成形作用。 波长在400---510nm的光主要为蓝、紫光，被叶绿素和黄色素强烈吸收，也表现出强的光合作用和成形作用。 波长在315---400nm的辐射，起成形作用。如使植物变矮，叶片变厚等。 280---315nm的辐射，对多属植物有害。 小于280nm的辐射可立即杀死植物。 对植物光合作用有效的光谱成分称为光合有效辐射（生理辐射）。 波长范围： 380---710nm：俄罗斯、东欧采用此值。 400---700nm：美国、西欧采用此值。 总之，充足的光照可促进作物健壮生长，籽粒饱满、粒重增加。光也是叶绿素形成的必要条件，在黑暗中生长的植物不能形成叶绿素，只能形成胡萝卜素和叶黄素，植物呈现黄色或黄白色。强光对植物有一定的伤害---光抑制现象。 二、太阳辐射在植物群体中的分布 研究太阳辐射与植物光合作用的关系时，常需分析太阳辐射在作物群体中的分布，因为只有被叶片截获并吸收的辐射才能被利用进行光合作用，照到植被上的太阳辐射并非全部被截获与吸收，所以我们需要先算出被植物截获的能量。植物群体中不同部位所得到的辐射强度和光谱成分都有显著差异，其光合效应也不相同。群体中太阳辐射的分布特点，可以作为植物群体结构好坏的一个标志。 （一）群体内光照的分布 植物群体内不同层次、不同部位、甚至一天内不同时间截获的光照都是不同的。 一般上层得到的光照多且强，下层少且弱。如P49图 （二）太阳光在植物群体中的反射、透射与吸收 太阳光照到植物叶片时，一部分被反射，一部分透射，一部分被吸收，反射率、透射率，吸收率之和等于1。一般，反射率、透射率大致都在20%--30%，但数值随太阳光的入射角而变动。垂直照射时（入射角为90°），反射率最小而透射率最大；入射角减小则反射率增加而透射率减小，从而使吸收率能够保持相对稳定的数值。叶片的角度也是决定太阳光对叶面入射角的一个重要因子。较直立的叶片，太阳高度角大时，反射率高，可为群体下部提供一定数量的短波辐射，改善下部光照条件。 植物群体内的光照，一是穿过上部叶片间的直射光----呈“光斑”；另一种是透射光和散射光----呈“阴影”。两部分光的强度和光谱成分均不同，对光合作用的效应也不同，其作用主要靠光斑。 三、植物群体光合强度的估算与鉴定 计算植物光合强度的 表3—2 几种植物的单叶光饱和点、补偿点 四、光照与作物生长量和产量 干物质增长量（植物生长量）=净光合同化量+无机物吸收量-消耗量（枯、落、被食）。 以上各项中，净光合同化量=光合同化量-呼吸消耗量。无机物吸收量只占1 ／10，如果不计干枯、脱落与被食量，那么，植物的生长量就决定于净光合同化量。 主要作物多数都是喜光的，减弱光强将减少其生长量与产量。有些作物却喜欢并适应遮阴条件，遮阴条件除减弱光强外还有保水保肥、保持土壤结构等作用。 五、提高光能利用率的途径 （一）光能利用率 在到达地面的太阳辐射中，光合有效辐射（ 380---710nm ）约占44%，据计算，光合作用的理论最大效率为22%，除过呼吸消耗，大约还剩15%，在考虑大田反射、株间漏光、接茬耗光与生长后期因衰老利用率下降等因素，最终的光能利用率最高可达10%（理论数值）。 在实际生产中，光能利用率离理论数值相差甚远，还不到 1%。最高产量时光能利用率也仅为2%，如果提高到2.6%水稻产量可达1250kg ／667m2，说明增产的潜力还是很大的。 （二）提高光能利用率的途径 1、限制光能利用率的自然因素 （1）作物生长初期覆盖度小 （2）作物群体内光分布不合理 （3）光能转化率低 （4）冬季低温限制 （5）不良外界条件使气孔关闭，影响光合作用。 （6）CO2含量限制光合作用。 （7