备课素材：光能利用率和光合效率- 高一上学期生物人教版必修1

光能利用率和光合效率

光能利用率和光合速率是不同的概念，若把洒落在地表的太阳光比作天降美食，提高光能利用率就是相当于利用天降美食尽可能让自己长的更胖，可通过延长干饭（光合）时间、增加接受美食（光合）面积以及加强美食同化（光合）效率等途径实现，即通过不停吃、吃得多、吸收好实现快速育肥😄。显然的，吸收好只是快速育肥的关键因素之一。1.延长光合时间（不停吃）

延长光合时间就是最大限度地利用光照时间，提高光能利用率。延长光合时间的措施有:

(1)提高复种指数复

种指数就是全年内农作物的收获面积对耕地面积之比。提高复种指数就是增加收获面积，延长单位土地面积上作物的光合时间。提高复种指数的措施就是通过轮、间、套种。在年内巧妙地搭配各种作物，从时间上和空间上更好地利用光能，缩短田地空闲时间，减少漏光率。(2)补充人工光照

在小面积的温室或塑料棚栽培中，当阳光不足或日照时间过短时，还可用人工光照补充。日光灯的光谱成分与日光近似，而且发热微弱，是较理想的人工光源。但是人工光照耗电太多，增加成本。2.增加光合面积（吃得多）

光合面积即植物的绿色面积，主要是叶面积。它是影响产量最大，同时又是最容易控制的个方面。但叶面积过大，又会影响群体中的通风透光而引起一系列矛盾，所以，光合面积要适当。

(1)合理密植

合理密植是提高光能利用率的主要措施之一，因为这能够使群体得到最好的发展，有较合适的光合面积，充分利用日光能。

(2)改变株型最近培育出的比较优良的高产新品种(如水稻、小麦、玉米)，株型都具有共同的特征，即秆矮，叶直而小、厚，分蘖密集。株型改善，就能增加密植程度，增大光合面积，耐肥不倒伏，充分利用光能，提高光能利用率。3.提高光合效率（吸收好）

光、温、水、肥和CO2等都可以影响单位绿叶面积的光合效率。这里重点讲两种主要措施。

(1)增加CO2浓度空气中的CO2含量一般占体积的0.036%，即360mg/L，这个浓度与C3植物最适CO2浓度(约1000mg/L)相差太远，尤其是随着密植栽培，肥多水多，需要的CO2量就更多，空气中的CO2量满足不了要求。如果只靠空气中CO2本身的浓度差所造成的扩散作用为动力来移动补充，远远不能满足作物的需要，特别在中午前后光合速率较快，株间的CO2浓度最低。因此，田间需要通风良好，使大量空气(包括CO2)通过叶面，有利于光合作用正常进行。生产上要使田间通风良好，原因之--就是为了更好地供应CO2。我国古农书《齐民要术》中提到“正其行、通其风”，也正是这个道理。

增加空气中的CO2浓度，光合速率就会增加，产量也会有所提高。增加室内环境的CO2浓度还是易行的，如燃烧液化石油气、用干冰(固体CO2)等办法。问题是怎样增加大田中的CO2浓度?这个问题目前还在试验探索阶段。(2)喷施亚硫酸氢钠溶液

研究表明，以低浓度(1~2mmol/L)亚硫酸氢钠(NaHSO3)溶液喷施水稻、小麦、棉花、菠菜等叶片，都得到较好的效果。例如，水稻增产5%~10%，棉花保铃显著;处理时期是水稻开花后一周内(籽粒灌浆初期)，棉花是结铃盛期，因为这些时期光合产物往往供应不足，会引|起空瘪粒或幼铃脱落。施用NaHSO,溶液后两三天之内，光合速率迅速增加20%。ATP的供应是光合作用的限制因子。以叶绿素荧光作为围绕PSI的环式电子传递指标，研究NaHSO3与环式光合磷酸化的偶联关系。结果表明，环式光合磷酸化电子传递使类囊体腔内外形成质子梯度，驱动ATP合酶，把ADP合成ATP。卡尔文循环中的还原阶