高中生物植物生产与环境《提高植物光能利用率的途径》教案设计

第三节提高植物光能利用率的途径

教学重点：

◆经济产量、叶面积系数、光能利用率等基本概念。

◆光能利用率不高的原因及提高光能利用率的途径。

教学难点：

◆提高光能利用率的途径。

一、植物的光合性能与产量

（一）作物的产量构成因素

决定作物产量的因素是：叶面积、光合强度、光合时间、呼吸消耗和经济系数。

1．光合面积光合面积是指植物的绿色面积，通常以叶面积系数来表示叶面积的大小。在一定范围内，叶面积越大，光合作用积累的有机物质越多，产量也就越高。

2．光合时间适当延长光合作用的时间，可以提高作物产量。当前主要是采取选用中晚熟品种、间作套种、育苗移栽、地膜覆盖等措施，使作物能更有效地利用生长季节，达到延长光光时间的目的。

（二）作物光能利用率

目前作物的光能利用率普遍不高。据测算，只有0.5%～1%的辐射能用于光合作用。低产田作物对光能利用率只有0.1%～0.2%，而丰产田对光能的利用率也只有3%左右。

（三）作物群体对光能的利用

作物群体比个体更能充分利用光能。在群体的结构中，叶片彼此交错排列、多层分布，使各层叶片的透射光可以反复地被吸收利用。

二、提高植物光能利用率的途径

（一）植物对光能利用率不高的原因

当前作物对光能利用率不高的主要原因是：

1．漏光植物的幼苗期，叶面积小，大部分阳光直射到地面上而损失掉

2．受光饱和现象的限制光照度超过光饱和点以上的部分，植物就不能吸收利用，植物的光能利用率就随着光照强度的增加而下降。

3．环境条件及作物本身生理状况的影响自然干旱、缺肥、CO2浓度过低、温度过低或过高，以及作物本身生长发育不良，受病虫危害等，都会影响作物对光能的利用。

（二）提高作物光能利用率的途径

1．选育光能利用率高的品种光能利用率高的品种特征是：矮秆抗倒伏，叶片分布较为合理，叶片较短并直立，生育期较短，耐阴性强，适于密植。

2．合理密植合理密植是提高作物产量的重要措施之一。只有合理密植，增大绿叶面积，以截获更多的太阳光，提高作物群体对光能的利用率，同时还能充分地利用地力。

3．间套复种间作套种可以充分利用作物生长季节的太阳光，增加光能利用率；复种则可把空间的生长季节充分加以利用。

4．加强田间管理加强田间管理提高作物群体的光合作用，减少呼吸消耗。整枝、修剪调节光合产物的分配。增加空气中的CO2浓度也能提高作物对光能的利用率。

复习思考：

1. 什么叫光能利用率？光能利用率不高的原因有哪些？

2. 光能利用率高的品种有哪些特征？

3. 提高植物光能利用率的途径有哪些？

[实验与实训7] 叶面积系数的测定[选做]

一、目的为了了解叶面积的大小与密度和产量的关系，有必要学习叶面积系数的测定，为

确定栽培密度提供依据。

二、仪器及用具 光电叶面积仪、扭力天平、卷尺、剪刀、方格板、打孔器、旧报纸等。

三、材料 田间栽培植物。

四、原理 在单位土地面积上，植物总叶面积与土地面积之比，叫叶面积系数。果树的叶面积系数则可计算一棵树的总叶面积与其树冠所覆盖的土地面积之比。

五、方法步骤

（一）取样及计算

1．大田作物的取样及计算

（1）在测定地块上，选取有代表性样点五处，每处取一平方米（或其他适当大的面积），正确计算每平方米的株数。

（2）在各平方米中随机取样10株（根据作物大小不同可增减），分别测量每株叶面积，并求10株平均叶面积，即为单株的平均叶面积。单株平均叶面积×该样点的株数＝该样点总叶面积。再求5个样点的平均数，即为每平方米土地内植株总叶面积。

（3）求叶面积系数

()

()22m m 样点土地面积样点面积内植株总面积叶面积系数= 2．果树取样及计算

（1）在选定的树上，根据树枝类型不同，分长枝、中长枝、中枝、短枝和叶丛枝等，每类树枝各选20根，分别测定每根枝条叶片总面积，求出每类枝条单根的平均总叶面积。

（2）再计算整棵树上各类枝的数目。以各类树枝每根枝条平均总叶面积乘以各类枝条的数目，即为各类枝的总叶面积。各类枝总叶面积之和，为全树总叶面积。

（3）求叶面积系数

()()

22

m m 树体所占土地面积全树总叶面积叶面积= （二）叶面积的测算方法

1．称重法 取厚薄一致的纸一张，裁成一定大小的单位面积（如1m 2），称其重量，可得单位面积的纸重。然后把待测的所有叶片平铺在同样质量的纸上，用铅笔准确画下所有叶片的轮廓，仔细剪下称重，再按下式求出叶面积：

单位面积的纸重全部叶片图样的纸重叶面积=

2．方格法 用一块玻璃板，上面划成许多1cm 2的小方格，测定时把玻璃板压在叶片上，然后计算叶片所占有的方格数，边缘部分不满一格的可估计。叶片占有的方格数总和，即为叶片面积。

3．也可用光电叶面积仪直接测定出单片叶的叶面积。

六、实验实习报告

计算所测作物（或果树）的叶面积系数，并注明测定方法和步骤。