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農作物光能利用率與光合作用效率的區別和聯系
農作物光能利用率一般是指單位土地面積上，農作物通過光合作用所產生的有機物中所含的能量，與這塊土地所接受的太陽能的比。
光合作用效率是指綠色植物通過光合作用制造的有機物中所含有的能量，與光合作用中吸收的光能的比值。
顯然，從概念上看，兩者不是一回事！
?要提高光能利用率，主要是通過延長光合時間、增加光合面積和加強光合效率等途徑。 (一)延長光合時間 延長光合時間就是最大限度地利用光照時間，提高光能利用率。延長光合時間的措施有： 1．提高復種指數 復種指數就是全年內農作物的收獲面積對耕地面積之比。提高復種指數就是增加收獲面積，延長單位土地面積上作物的光合時間。國內外無數事實說明，提高復種指數是充分利用光能、提高產量的有效措施。解放后，隨著社會主義事業的發展，全國各地在耕作制度改革方面做了一系列工作，如將一年一熟制改為一年兩熟制，兩熟制改為三熟制，復種指數不斷提高。提高復種指數的措施就是通過輪、間、套種。在一年內巧妙地搭配各種作物，從時間上和空間上更好地利用光能，縮短田地空閑時間，減少漏光率。 2．延長生育期 在不影響耕作制度的前提下，適當延長作物的生育期。例如，前期要求早生快發，較早就有較大的光合面積；后期要求葉片不早衰。這樣，光合時間就延長。當然，延長葉片壽命不能造成貪青，因為貪青徒長，光合產物用于形成營養器官，反而減產。 3．補充人工光照 在小面積的栽培中，當陽光不足或日照時間過短時，還可用人工光照補充。日光燈的光譜成分與日光近似，而且發熱微弱，是較理想的人工光源。白熾燈比較差，90％以上的電能都變成熱能，溫度過高，而且它的光譜成分與日光相比，藍紫光過少，不利于植物生長。某些植物(例如黃瓜和番茄等)在白熾燈下仍然生長得很好。 (二)增加光合面積 光合面積即植物的綠色面積，主要是葉面積。它是影響產量最大，同時，又是最容易控制的一個方面。但葉面積過大，又會影響群體中的通風透光而引起一系列矛盾，所以，光合面積要適當。 1．合理密植 合理密植是提高光能利用率的主要措施之一，因為它能夠使群體得到最好的發展，有較合適的光合面積，充分利用日光能和地力。密植，不可太稀，不可太密。種得過稀，個體發展較好，但群體得不到充分發展，光能利用率低。種得過密，下層葉子受到光照少，在光補償點以下，變成消費器官，光合生產率減弱，也會減產。 2．改變株型 最近培育出比較優良的高產新品種(如水稻、小麥、玉米)，株型都具有共同的特征，即稈矮，葉直而小、厚，分蘗密集。株型改善，就能增加密植程度，增大光合面積，耐肥不倒伏，充分利用光能，提高光能利用率。 (三)加強光合效率 光、溫、水、肥和二氧化碳等都可以影響單位綠葉面積的光合效率。C4植物利用CO2效率較高，光合效率也高，這里重點講兩種主要措施。 1．增加二氧化碳濃度 前面已經講過，空氣中的CO2含量一般占體積的0.033％，即330mg／L，這個濃度與最適CO2濃度(1000mg／L)相差太遠，尤其是隨著密植栽培，肥多水多，需要的CO2量就更多，空氣中的CO2量滿足不了要求。例如，小麥的光合速率一般為20～30mgCO2／dm2·h。以標準情況來算，空氣中的CO2含量為0.65mg／L空氣或0.65g／m3空氣。就是說，每dm2的小麥葉片進行光合作用，每h需要有3～5m3空氣供給CO2。又如玉米，其光合速率為40～60mgCO2／dm2·h，那就是每h需要6～9m3空氣供給CO2。顯然，如果只靠空氣中CO2本身的濃度差所造成的擴散作用為動力來移動補充，遠遠不能滿足作物的需要，特別在中午前后光合速率較快，株間的CO2最低(圖3-37)。因此，通風良好就使大量空氣(包括CO2)通過葉面，有利于光合作用正常進行。生產上要使田間通風良好，原因之一就是為了更好供應CO2。我國古農書《齊民要術》中提到“正其行、通其風”，也正是這個道理。 增加空氣中的CO2濃度，光合速率就會增加，產量也會有所提高。增加室內環境的CO2濃度還是易行的，如燃燒液化石油氣，用干冰(固體CO2)等辦法。問題是怎樣增加大田中的CO2濃度。這個問題目前還在試驗探索階段，有三個措施值得試行：(1)控制栽植規格和肥水，因地制宜選好行向，使后期通風良好。(2)增施有機肥料，使土壤微生物的數量增多、活動能力加強，分解有機物，放出CO2。土壤放出的CO2，一部分溶解于土壤溶液中供根部吸收，一部分擴散到空氣中被葉子吸收。(3)深施碳酸氫銨肥料。這種肥料除了含有氮素外，還含有50％左右的CO2。 必須強調指出，增加CO2濃度固然可以提高光合速率，但是無限制地在全球范圍提高CO2濃度，會產生“溫室效應”(greenhouse effect)。所謂溫室效應，是指在地球周圍的大氣層中，人類無限制地向地球大氣層中排放CO2，使CO2濃度不斷增長。本來太陽輻射下來的熱，地球以紅外線形式重新輻射到空間。由于大氣層中的CO2能強烈地吸收紅外線，太陽輻射的能量在大氣層中就“易入難出”，溫度上升，似溫室一樣(圖3-38)。地球變暖，造成冰川融化，海水上升，會淹沒沿海城市和農田；氣候也異常，高溫、干旱。所以溫室效應已引起全球關注。防止溫室效應加劇的辦法是盡量減少燃燒時排放CO2，積極種植樹木，吸收CO2。 2．降低光呼吸 水稻、小麥、大豆等C3植物的光呼吸很顯著，消耗光合剛剛合成的有機物總量的20～27%；而甘蔗等C4植物的光呼吸消耗很小，只有2～5％，甚至更少。為了提高水稻等C3植物的光合能力，要設法降低它們的光呼吸。降低光呼吸的措施主要有兩種：(1)利用光呼吸抑制劑去抑制光呼吸，提高光合效率。例如，用乙醇酸氧化酶抑制劑［α-羥基磺酸類化合物，如α-羥基-2-吡啶甲烷磺酸(α-hydroxy-2-pyridine methanesulphonate，HPMS)及α-羥基丁炔酸(α-hydroxybutynoate，HBA)或其丁酯等〕。抑制乙醇酸變成乙醛酸，能使煙草葉子小圓片固定CO2速度明顯增加。又如，以100mg／LNaHSO3噴灑大豆，1～6天后平均提高光合速率15.6％，抑制光呼吸32.2％；2，3-環氧丙酸也具有類似效果。(2)改變環境成分，尤其增加CO2濃度，使核酮糖二磷酸羧化酶氧化酶的羧化反應(固定CO2)占優勢，減少其氧化反應的比例(減少光呼吸)，光能利用率就能大大提高。
延長光照時間、增加光照面積是不能提高光合作用效率。因為光合作用產量（m）和光合作用（實際）效率（v是單位面積的）有區別。t是時間，s是光照面積。 m=svt 和光合作用速率有關的是光照強度、光質，溫度、CO2的濃度、水肥條件等。延長光照時間，增加光照面積提高的是光合作用產量，不能提高光合作用效率。

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