太阳辐射对光合作用的影响

辐射光对植物光合作用的影响

摘要：太阳辐射是地球上生物有机体的主要能源源泉，植物的光合作用使得所有的有机体与太阳辐射之间发生了最本质的联系。太阳辐射以光和效应、热效应和形态效应对植物生长发育的各方面产生影响，决定了植物产量形成及地理分布。一般来说，植物干物质有90%~95%是来自光合作用。作为种植业基础的光合作用与农业生产有着非常密切的联系，如何提高作物产量是光合作用研究的重要方面。因此，如何充分利用照射到地球表面的太阳辐射能，制造更多的光合产物，是农业生产中的一个根本性问题。

关键词:太阳辐射光合作用光效应热效应形态效应太阳辐射光谱随波长的分布，它分为紫外线区、可见光区、红外线区。紫外线区的波长小于0．4微米，可见光区的波长介于0．4-0．76微米之间，红外线区的波长大0．76微米。不同波段的辐射光对植物生命活动起着不同的作用，它们在为植物提供热量、参与光化学反应及光形态的发生等方面，各起着重要的作用。

一、不同光谱成分对作物的影响

（1）波长大于1.0微米的辐射，被植物吸收转化为热量，影响植物体温和蒸腾作用，可促进干物质的积累，但不参加光合作用。

（2）波长在1.0-0.27微米的辐射，只对植物伸长起作用，其中0.78-0.80微米的近红外光，对光周期及种子形成有重要作用，并控制开花与果实的颜色。

（3）波长在0.72-0.61微米的红光和橙光，可被植物体叶绿素强烈吸收，光合作用最强。并表现为强光合作用。

（4）波长在0.61-0.51微米的绿光，表现为低光合作用和弱成形作用。

（5）波长在0.51-0.40微米的蓝紫光，可被叶绿素和叶黄素较强烈地吸收，表现为强的光合作用与成形作用。

（6）波长在0.40-0.32微米的紫外光，主要起成形和着色的作用。

(7)波长在0.32-0.28微米的紫外光，对大多数植物有害。

（8）波长小于0.28微米的远紫外线可立即杀死植物。

太阳辐射中对植物光合作用有效的光谱成分称为光合有效辐射(PAR).大致包0.38-0.71微米波段的太阳辐射，在自然条件下，由于植物的种类不同、生长发育的环境不同及生长发育的时期不同，光合作用色素的种类、含量和比例也不同。因此，光质不同影响着植物的光合速率。

一般来说，不同波段影响下的光合高峰相对于叶绿素和类胡萝卜素的吸收光谱。在自然条件下，植物会或多或少受到不同波长的光线照射。例如，阴天的光照不仅光强减弱，而且蓝光和绿光增多；树木的叶片吸收红光和蓝光较多，故树冠下的光线富于绿光，尤其是树木繁茂的森林更是明显。水层同样改变光强和光质。水层越深，光照越弱，例如，20米深处的光强和水面的光强比较，前者为后者的二十分之一。水层对光波中的红、橙部分吸收显著多于对蓝、绿部分的吸收，水下深层的光线相对富于短波长的光。所以含有叶绿素，吸收红光较多的蓝藻分布在海水的表层，含有澡红蛋白，吸收绿、蓝光较多的红藻，则分布在海水的深层。

二光照强度对植物生长发育的影响

光照强度是阳光在物体表面的强度，正常人的视力对可见光的平均感觉。光照强度的大小，决定于可见光的强弱。在自然条件下，由于天气状况，季节变化和植株度的不同，光照强度有很大的变化。阴天光照强度小，晴天则大。一天中，早晚的光照强度小，中午则大。一年中，冬季的光照强度小，夏季则大。植株密度大时光照强度小，植株密度小时光照强度大。

光照强度对植物的生长发育影响很大，它直接影响植物光合作用的强弱。在一定光照强度范围内，在其它条件满足的情况下，随着光照强度的增加，光合作用的强度也相应的增加。但光照强度超过光的饱和点时，光照强度再增加，光合作用强度不增加。光照强度过强时，会破坏原生质，引起叶绿素分解，或者使细胞失水过多而使气孔关闭，造成光合作用减弱，甚至停止。光照强度弱时，植物光合作用制造有机物质比呼吸作用消耗的还少，植物就会停止生长。只有当光照强度能够满足光合作用的要求时，植物才能正常生长发育。

1．光照强度影响植物的外形

生长在空旷地的植物，光照强度强，茎秆粗矮，生长在光照强度较弱条件下

的植物，则茎秆细长，节少挺直，生长均匀。

2．光照强度影响植物的发育速度

当光照强度愈强，植物积累的有机物质意多，植物的发育速度愈快。反之，植物发育速度减慢。光照强度与植物发育速度正相关，但光照强度超过光的饱和点时，植物发育速度减慢。光照强度的突然变化，有时使树叶枯黄，树木生长减弱，甚至死亡，使幼树处于强光照射下，可能使树木发生上述现象。所以在我们的快繁过程当中就不需要遮阴，因为遮阴影响植物的光合作用，影响其碳水化合物的积累，所以我们的快繁苗床一般不进行遮阴。

三、光照时间与植物生长发育

日照时间是指每天从日出到日落，直接照射到地面的时数。影响植物生长发育的日照时间，还包括曙暮光在内，因为曙暮光也能使一些植物进行光合作用。

㈠光照时间影响植物的开花

白天的光照和夜间黑暗交替，即它们的持续时间对植物的开花、结实、休眠期等系列发育过程有很大的影响。根据植物的光周期现象可以把植物分为长日照作物、短日照作物和中性作物。对于长日照植物来讲，光照时间要长于某一时数才能开花。延长光照时间可以使其提前开花。长日照植物一般原产于高纬度。长日照植物对于光照强度也有要求的阈值。对于短日照植物来讲，光照时间要短于某一时数才能开花。缩短光照时间，可使其提前开花。短日照植物大多原产于低纬度。对中间植物来讲，开花不受光照时间的影响。

举个例子来讲：如果采光条件不好的情况下，光照强度和光照时间肯定都会受到影响。对于植物的开花来讲，为了补偿光照时间可采用日光灯照射的方法。远红光可控制开花，但可能会影响到其它品质。而光照强度是最为难解决的问题，在实验室中常用卤化钨灯来模拟自然光，但费用很高。光照条件只是植物开花的众多条件之一，对于有些植物来讲可能是影响植物的主导因素，而有些时候在温度和湿度适宜的条件下，光照条件的不足也不一定会成为植物开花的限制的条件。当光照强度不足的时候，为了增加植物的光合作用，可以通过增加二氧化碳浓度的方法来补偿。