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太阳辐射对植物生长发育的影响
姓名: 周君玺
学号:
专业:农业资源与环境
太阳辐射光谱与植物生长发育
太阳辐射是许多不同波长的光波所组成,太阳辐射能随波长的分布我们称之为太阳光谱。到达地面上的太阳辐射包括紫外线、可见光和红外线三个部分。在太阳光谱中,对于植物生活起最重要的是可见光部分(波长0.4~0.76μm),但紫外线(波长0.01~0.4μm)和红外线(波长0.76~1000μm)也有一定的意义。
科学试验证明,不同波长的光对植物生长有不同的影响。可见光中的蓝紫光与青光对植物生长及幼芽的形成有很大作用,这类光能一直植物的伸长而使其形成矮而粗的形态;同时蓝紫光也是支配细胞分化最重要的光线;蓝紫光还能影响植物的向光性。紫外线是使植物体内某些生长激素的形成受到抑制,从而也就抑制了茎的伸长;紫外线也能引起向光性的敏感,并和可见光中的蓝、紫和青光一样,促进花青素的形成。可见光中的红光和不可见光中的红外线,都能促进种子或者孢子的萌发和茎的伸长。红光还可以促进二氧化碳的分解和叶绿素的形成。此外,光的不同波长对于植物的光合作用产物也有影响,如红光有利于碳水化合物的合成,蓝光有利于蛋白质和有机酸的合成。
二、光长和光强对植物的影响
(一)光周期概念
光周期现象是指植物生长发育对昼夜长短的不同反应。既白天光照和夜晚黑暗的交替与它们的持续时间对植物的开花有很大的影响,称为光周期现象。这是植物内部节奏生物钟的一种表现。自然季节的光周期变化使每天光长按规律加长或缩短。它是对植物内部节奏的信号,植物知觉到光照长度的变化,由此来识别一年内时间的推移,因而光周期现象事实上是利用对光长的测量控制植物生理反应的现象。
自然界中很多植物的开花对光照长度非常敏感。有的只有在光照长度超过一个临界值时开花,否则停留在营养状态,这类植物称之为长日性植物;有的植物只在光照长度短于一定临界值时开花,这类植物称之为短日性植物;还有一类中日性植物,是指当昼夜长短的比例接近于相等时才能开花的植物。
对光周期有效的光强及感应时期
1、对光周期有效的光强
在夜间用基本不能进行光合作用的弱光照射,仍然有延长光照长度的效果,因此,光周期现象与光合量无关,既与光合强度无关。
光照长度和生理反应强度之间的关系不仅对强光有效,对很弱的光强也有效。
2、光周期感应时期
植物的光周期所感应的是光期长度、还是暗期长度,光、暗期的比率是否起作用?通过试验表明:
(1)在光周期所引起的成花诱导中,重要的因素不是光期长度,也不是光、暗期之比,而是暗期长度。如不给予短日性植物一定时间以上的暗期,就不能进行花芽分化;相反如给予长日性植物一定时间以上的暗期,也不能进行花芽分化。
(2)即使给予足够长的暗期,如暗期中途给以“光中断”,暗期效果即消失。
光周期学说在农业生产上的应用
1、引种
不同作物与品种具有不同的光周期性和感光性,而不同地区与季节的光照时间不同,所以在不同地区引种工作中,必须在意作物的光周期特性及引种地区的光照特点。
(1)短日性作物的北方品种向南方引种时,由于光照变短,温度增高,导致生育期缩短,可能出现早穗现象,穗小粒少。南方品种向北引种时,由于光照变长,温度降低,导致延迟成熟,甚至不能抽穗开花。
(2)长日性作物的北方品种向南引种时,一般延迟成熟。但南方温度较高,生育期是否延长,还要综合考虑。南方品种向北引种时一般提早成熟,但北方温度较低,发育速度减慢,因此生育期长短也应综合分析。
(3)纬度和海拔高度相近地区引种,光温条件大致相同,生育期变化小,较易成功。
(4)在同一地区,平原与高原间相互引种,其延长或缩短的日数,决定于高度差引起的温度变化。
2、育种
根据亲本对光长反应的特性人为地延长或缩短光照时间,以便使亲本延迟或提早开花,促使花期相遇。
三、光照强度对植物的影响
(一)光强与光合作用
光饱和现象:在一定的光照强度范围内,并在植物生长发育适宜的外界条件下,光合强度随着光照强度的增强而增强。当光强超过一定限度时,光强再增大,光合强度并不相应增强,它以一个最高值为渐近线而不在上升,此种现象称为光饱和现象。光—光合作用曲线成双曲线型。
单叶的光合作用曲线与群体的光合作用曲线不同。光合作用曲线随群体繁茂程度有明显差异,在平均单位面积土地上,当叶面积较小时,比较弱的光就可以达到饱和;随着叶面积增大,光饱和的光照强度增大;对于非常繁茂的群体,可能不出现光饱和现象。因繁茂程度引起的光合产量差异,通常是在弱光下小,强光下大。
光强的变化与光合作用
在自然条件下,植物叶子所受的光强,不是恒定的。投射到地表的光强,随着云层的有无而变化。试验表明,用强弱
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