第四节辐射与农业

1、第四节第四节 辐射与农业辐射与农业一、光谱成分与农业生产一、光谱成分与农业生产光光光光光合色素的吸收光谱光合色素的吸收光谱如果把叶绿体色素溶液放在光源和分光镜之间，就可以看到如果把叶绿体色素溶液放在光源和分光镜之间，就可以看到光谱中有些波长的光线被吸收了，光谱上出现了暗带，这就光谱中有些波长的光线被吸收了，光谱上出现了暗带，这就是叶绿体色素的吸收光谱。是叶绿体色素的吸收光谱。连续光谱连续光谱 叶绿体色素的吸收光谱叶绿体色素的吸收光谱有两个强吸收峰区有两个强吸收峰区640640660nm660nm的红光的红光 430430450nm450nm的蓝紫光的蓝紫光对橙光、黄光吸收较少，对橙光、黄光吸收

2、较少，尤以对绿光的吸收最少。尤以对绿光的吸收最少。1.1.光谱成分对植物的影响光谱成分对植物的影响远紫外光远紫外光0.28m 1.00m1.00m被植物吸收转化为热能，体温，蒸被植物吸收转化为热能，体温，蒸 腾。不参加光合作用。可促进干物质的积累。腾。不参加光合作用。可促进干物质的积累。 2.2.光合有效辐射光合有效辐射（ PAR PAR ） 能被利用的植物吸收利用进行光合作用的太阳辐射光谱。能被利用的植物吸收利用进行光合作用的太阳辐射光谱。 范围在（范围在（0.40.40.7m0.7m）与可见光基本重合。大致占太阳）与可见光基本重合。大致占太阳总辐射的总辐射的50%50%。 从量子理论的角度

3、出发建议采用光合量子通量密度从量子理论的角度出发建议采用光合量子通量密度Ei/Ei/s s或或Ei/Ei/s s表示被植物光合作利用的辐射光量子数。表示被植物光合作利用的辐射光量子数。其理由是：其理由是： 二二. .光照时间与植物生长光照时间与植物生长1.1.光照时间光照时间光照时间光照时间可照时数曙暮光可照时数曙暮光可照时数可照时数：昼长。昼长。2.2.植物的感光性植物的感光性光周期现象光周期现象: :作物的开花时间决定于光照时数，白天与黑夜的交作物的开花时间决定于光照时数，白天与黑夜的交替及其持续时间对作物开花有很大影响，这种现象称为光周期现替及其持续时间对作物开花有很大影响，这种现象称为

4、光周期现象。象。 短日照植物（热带、亚热带）短日照植物（热带、亚热带） 植物的光周期的反应：长日照植物植物的光周期的反应：长日照植物（温带）温带） 中性植物中性植物 界定：界定：12121414 感光性强弱的标准：感光性强弱的标准： 临界光照度：临界光照度：指可以使植物通过光照阶段开花结实的光照指可以使植物通过光照阶段开花结实的光照时间的临界值。短日照植物是上限，长日照植物是下限。时间的临界值。短日照植物是上限，长日照植物是下限。 发育速度随光照时间的变化：发育速度随光照时间的变化： 短日照植物：短日照植物：原产于热带地区的植物。水稻、玉米、原产于热带地区的植物。水稻、玉米、 长日照植物：长日

5、照植物：原产于温带地区小麦、大麦、油菜、菠菜、豌豆原产于温带地区小麦、大麦、油菜、菠菜、豌豆等等 中性植物：中性植物：西红柿，月季、紫茉莉、石竹、仙客来、天竺葵西红柿，月季、紫茉莉、石竹、仙客来、天竺葵等。等。 1 1、纬度相近地区之间，因光照时间相近，引种成功之、纬度相近地区之间，因光照时间相近，引种成功之可能性大。可能性大。 2 2、短日照作物、短日照作物（光温相互叠加光温相互叠加） 南方品种北引：延迟开花。引用较早熟的品种或感光南方品种北引：延迟开花。引用较早熟的品种或感光性较弱的品种；性较弱的品种； 北方品种南引：缩短生育期，影响植物营养，影响作北方品种南引：缩短生育期，影响植物营养，

6、影响作物产量。宜选用迟熟与感光性弱的品种。物产量。宜选用迟熟与感光性弱的品种。 3 3、长日照植物、长日照植物（光温相互抵偿光温相互抵偿）南北引种困难较少。南北引种困难较少。 4 4、平原、高山引种。、平原、高山引种。 3.3.光照时间与作物引种：光照时间与作物引种：二、作物群体中的辐射状况二、作物群体中的辐射状况比尔定律：比尔定律：LKseRR0R Rs s：任一叶层获得的辐射强度；：任一叶层获得的辐射强度；R R0 0: :植物冠层顶部的辐射强度；植物冠层顶部的辐射强度；L L：叶面积指数：叶面积指数：K :K :消光系数消光系数 三、光照强度与作物生产三、光照强度与作物生产 光照强度、光

7、饱和现象，光饱和点、光补偿点。光照强度、光饱和现象，光饱和点、光补偿点。 喜阳植物（喜阳植物（C C4 4植物）植物） 强光有利于作物果实和籽粒的生长，产品中的蛋强光有利于作物果实和籽粒的生长，产品中的蛋白质、含糖量等都比较高。白质、含糖量等都比较高。 相对的弱光有利于植物营养器官的生长，植物细相对的弱光有利于植物营养器官的生长，植物细长、嫩弱，蛋白质含量较少，水分含量较高。长、嫩弱，蛋白质含量较少，水分含量较高。 这对于以植物营养部分为收获对象的作物是很有这对于以植物营养部分为收获对象的作物是很有利的。总之正确地调节光照强度以提高对太阳能的利利的。总之正确地调节光照强度以提高对太阳能的利用，

8、是作物栽培的重要课题之一。用，是作物栽培的重要课题之一。 1 .阳性花卉：喜强光，不耐庇荫，必须在全日光照下，才能正常生长发育。阳性花卉：喜强光，不耐庇荫，必须在全日光照下，才能正常生长发育。2.2.中性花卉：中性花卉不喜强光，稍能耐阴，在光照充足或中性花卉：中性花卉不喜强光，稍能耐阴，在光照充足或微阴下可以生长良好。如桂花、夹竹桃、棕榈、苏铁，而樱微阴下可以生长良好。如桂花、夹竹桃、棕榈、苏铁，而樱花、蜡梅较喜阳光，属中性偏阳。花、蜡梅较喜阳光，属中性偏阳。3.3.阴性花卉：阴性花卉适于光照不足或散射光条件下生长的种阴性花卉：阴性花卉适于光照不足或散射光条件下生长的种类，要求遮荫度保持在类，

9、要求遮荫度保持在50%50%， 如杜鹃、山茶、马蹄莲、万年青、如杜鹃、山茶、马蹄莲、万年青、玉簪等。观叶植物要求光照的强度也较低。玉簪等。观叶植物要求光照的强度也较低。4.4.强阴性花卉：强阴性花卉要求遮荫度达强阴性花卉：强阴性花卉要求遮荫度达80%80%左右，不能左右，不能适应强烈的光照，如兰科和蕨类等种类。适应强烈的光照，如兰科和蕨类等种类。%100PARhReU光能利用率（光能利用率（U U） ：单位面积上作物收获物中所包含的能量：单位面积上作物收获物中所包含的能量（eheh）与投射该面积上的光合有效辐射（可见光）能量）与投射该面积上的光合有效辐射（可见光）能量（RPARRPAR）的比值

10、叫做光能利用率。）的比值叫做光能利用率。 其计算公式其计算公式: :世界平均：世界平均：0.2%0.2%；中国；中国0.3-0.4% ;U=4%0.3-0.4% ;U=4%，1500kg/666.71500kg/666.7 理论上光能利用率可达理论上光能利用率可达5-8%5-8%， （三）提高光能利用率途径（三）提高光能利用率途径 延长光合时间；增加光合面积；提高光合效率延长光合时间；增加光合面积；提高光合效率（二）限制光能利用率的自然因素（二）限制光能利用率的自然因素 1 1、作物生长初期覆盖率小；、作物生长初期覆盖率小； 2 2、作物群体内光分布不合理；、作物群体内光分布不合理； 3 3、光能转化率低；、光能转化率低； 4 4、中高纬度地区冬季受低温的限制；、中高纬度地区冬季受低温的限