分析光和植物生活的联系

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分析光和植物生活的联系

光是植物重要的一个生态因子,影响着植物的生长发育,刺激和支配植物组织和器官的分化,在某种程度上决定着植物器官的外部形态和内部结构,有形态建成的作用。

一、光与光合作用

光合作用是指绿色植物吸收光能,同化二氧化碳和水,制造有机物并释放氧气的过程,光合作用的产物主要是糖类,储存着能量。光能是植物光合的能量来源,但植物对不同波长的光,吸收量不同,且光合产物有差异。研究表明,在红光照射下,叶片形成大量的碳水化合物,蛋白质较少;而在蓝光照射下,碳水化合物减少而蛋白质的含量增多。

光饱和现象和光补偿点。光合作用是一个光生物化学反应,在一定范围内,光合速率随着光照强度的增加而增加,但超出一定范围之后,当光照达到某一强度时,光合速率就不再增加,这种现象称为光饱和现象。阳生植物的光饱点较高而阴生植物的光饱和点较低,另外,光饱和现象是对单叶而言,对群体则不适用。因为群体叶枝繁茂时,外光照很强,达到单叶光饱和点以上时,而群体内部光照强度仍在光饱和点以下,中下层叶片就比较充分地利用透射光和反射光,群体光速率就会上升。

另外,当光照减弱时,光合速率就逐渐地接近呼吸速率,最后达到一点,即光合等于呼吸速率。同一叶子在同一时间里,光合过程吸收的CO2和呼吸过程放出的CO2等量时的光照强度,就称为光补偿点。

此时,有机物的光合积累和吸收消耗相等,植物就不生长。因此,为了保证作物的正常生长,光照强度必须大于光补偿点。

(一)延长光合时间。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,具体的措施是:

1、提高复种指数。就是提高全年内农作物的收获面积对耕地面积之比。具体的做法就是四季轮作、合理套种。在一年内巧妙地搭配各种作物,从时间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、延长生育期。在不影响耕作制度的前提下,适当延长作物生育期。

3、补充人工光照。在小面积的栽培下,当阳光不足或日照时间过短时,可用人工光补充,日光灯是理想的人工光源,光谱成分与日光近似。

(二)增加光合面积。光合面积即植物的绿色面积,主要是叶面积,它对产量的影响最大,又是容易控制的一个方面。

1、合理密植。主要是处理好群体与个体之间的关系,种得过稀,个体发展较好,但群体得不到充分的发展,光能利用率低;种得过密,下层叶子受到光照少,在光补偿点以下,成为消费器官,光合生产率减弱,也会减产。

2、改变株型。选育株型优良的高产品种,即杆矮、叶直而厚、分蘖密集。即能增加密植程度,增大光合面积,耐肥不倒伏,充分利用光能,提高光能利用率。

(三)提高光合效率。使田间通风良好,保证CO2的供应,或者提高田间的CO2浓度,都可以提高单位面积的光合效率。目前,常用方法是,第一是因地制宜选好行向,保证通风。第二是增施有机农家肥、碳酸氢铵肥料等,不但提高了氮素,同是提高了田间的CO2浓度。第三是利用光呼吸抑制剂去抑制光呼吸,提高光和能力。

二、光与植物生长的关系

一般说来,植物的生长发育是在日光下进行的,不同的光谱分对植物的光合作用、生长、发育、叶绿素的形成、向光性、光形态建成的诱导等许多种光反应现象的作用是不同的。

(一)光对植物营养器官生长的影响。幼苗发育是受光控制的。播种在土中的禾谷类作物种子,芽鞘和中胚轴在土中不断伸长,直到见光为止。而幼苗见光后,卷曲的叶片才张开。光对茎伸长有抑制作用。光也可以抑制多种作物根的生长,而且光强度与抑制根生长呈正相关。

(二)植物生长的向光性。植物随光的方向而弯曲的能力称为向光性。如叶子能尽量伸展于最适宜利用光能的位置。产生向光性的原因是:单侧方向的光照,可引起生长素向背光侧的横向运输,从而使背面侧生长素多,细胞伸长强烈,所以植株便向光弯曲生长。另外,研究发现,对向光性起作用的是短波光,而红光是无效的。

(三)光照对植物开花和休眠的影响

1、日照长度对植物开花的影响。植物开花有光周期现象,日照长度对于植物从营养生长到花原茎形成这段时间的长短,有决定性影

响。研究表明,植物开花的光周期现象,在光期和暗期中,对于诱发花原茎形成起决定作用的是暗期长短。即短日照植物必须在超过某一临界暗期时才能形成花芽;而长日照植物必须在短于某一临界暗期时才能开花。闪光试验证明了暗期的重要性。

2、光照对植物休眠的影响。许多研究表明,温带植物的秋季落叶、冬季休眠与日照长度有关。短日照可以促使植物进入休眠状态。如杨树在给予几天短日照后,即使气温还在相当高的情况下,但在继续长出几片叶子后即形成顶芽,叶子的生长停止。如再继续短日照处理(温度条件不变),则其叶子便不再生长,然后逐渐萎黄脱落,进入深休眠;如果再给以长日照处理,则植物可继续生长,而不进入休眠状态。洋槐、柳等树种对短日照也有同样的反应。因此北方植物园在引种工作中,可利用短日照促使树木提早休眠,增强御寒越冬的能力。

(四)光在诱导形态建成、向光性及色素形成等方面有一定作用。如可见光中的蓝紫光与青光对植物的伸长有抑制作用,从而使植物形成矮小的形态;青、蓝、紫光能引起植物向光性的敏感,并能促进花青素等植物色素的形成。蓝光可以激活光合作用中同化CO2的酶类;紫外线能抑制植物体内生长素的形成,抑制茎的伸长。高山植物茎秆矮小,叶面缩小,茎、叶富含花青素等,都与高山上蓝、紫、青等短波光以及紫外线较多有关。

根据不同光质对植物生长的影响不同,就可以用人工改变光质的方法以改善作物生长,近年来有色薄膜在农业上的应用已经越来越广

泛。如,用浅蓝色薄膜育秧与用天然色薄膜相比,前者的秧苗及根系都较粗壮,插后成活快,分蘖早而多,大米的各种营养成分含量较高。

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