第四章作物生产与环境条件选读.doc

第四章 作物生产与环境条件 第一节 光 一、光对作物生产的重要性 作物生产所需要的能量主要来自太阳光，其次是来自各种不同的人工光源。光是作物生产的基本条件之一。光在作物生产中的重要性包括间接作用和直接作用两个方面。间接作用就是作物利用光提供的能量进行光合作用，合成有机物质，为作物的生长发育提供物质基础。据估计，作物体中90%～95%的干物质是作物光合作用的产物。光对作物的直接作用是指光对作物形态器官建成的作用，如光可以促进需光种子的萌发、幼叶的展开，影响叶芽与花芽的分化、作物的分枝与分蘖等。此外，光还会影响作物的某些生理代谢过程而影响作物产品的品质。总而言之，光对作物生产的这些重要性最终体现在作物的群体结构的改变和作物产量和品质的改变上。 二、光对作物生长发育的影响 光对作物生产发育的影响是通过其光照强度、日照长度和光谱成分的影响而达到的。 （一）光照强度 光照强度可通过影响作物的器官的形成和发育以及光合作用的强度而影响作物的生长发育。 1．光照强度与形态器官建成和生长发育 充足的光照对于器官的建成和发育是不可缺少的。作物的细胞增大和分化，组织和器官分化，作物体积增大和重量增加都与光照强度有密切的关系；作物体各器官和组织在生长和发育上的正常比例，也与光照强度有关系。例如，如果作物群体过密，群体内光照不足，植株会过分伸长，一方面使分枝或分蘖数量减少，改变分枝或分蘖的位置，另一方面使茎杆细弱而容易导致倒伏，造成减产。 作物花芽的分化、形成和果实的发育也受光照强度的制约。如作物群体内部光照不足，有机物质生产过少，在花芽形成期，花芽的数量减少，即使已形成的花芽也会由于养分供应不足而发育不良或在早期夭折；在开花期，授粉受精受阻，造成落花；在果实充实期，会引起结实不良或果实停止发育，甚至落果。例如，水稻在幼穗形成和发育期遇上多雨且光照不足，稻穗变小，造成较多的空粒和秕粒。 2．光照强度与光合作用 作物光合作用的能量来源是太阳光。由于作物群体的茂密程度不同和高矮不同，也由于作物种类不同而叶片形状与大小以及叶层的构成与分布不一致，使群体内的光分布不同，即群体内不同位置（特别是不同高度）的光照强度不一样，也导致叶片的受光态势不同。在正常自然条件下，上层叶片的光强一般会超过光合作用的需要，但中下部叶片常会处于光照不足的状态，会影响光合作用强度而减少物质的生产，削弱个体的健壮生长，这时光成为限制光合作用的主导因子。 光合作用强度一般可用光合速率(CO2mg/dm2/h)表示，即每小时每平方分米的叶片面积吸收的CO2的毫克数。一般情况下，光照强度与光合作用强度的关系成正比。不同的作物种类的光合速率有较大的差异，其对光照强度的要求可用“光补偿点”和“光饱和点”两个指标来表示。夜晚，基本没有光照，作物没有光合积累而只有呼吸消耗。白天，随着光照强度的增加，作物的光合速率逐渐增加，当达到某一光照强度时，叶片的实际光合速率等于呼吸速率，表观光合速率等于零，此时的光照强度即为光补偿点。随着光照强度的进一步增强，光合速率也随之上升，当达到某一光照强度时，光合速率趋于稳定，此时的光照强度叫做光饱和点（图4-1）。光补偿点和光饱和点不仅分别代表光合作用对光照强度要求的低限和高限，而且分别代表光合作用对于弱光和强光的利用能力，可作为作物需光特性 的两个重要指标。 图4-1表示的单个叶片的需光量曲线。对于一个作物群体来说，上层叶片接受到的光照强度往往会超过光饱和点，而中下层叶片特别是下层叶片，由于上层叶片的遮荫，其接受的光照强度远远还达不到光饱和点，密植群体下部叶片的光强往往是在光补偿点上下。因此，通过各种措施改善作物群体叶层的受光态势，增加中下层叶片的受光量是获取作物高产的重要途径。 　 　　 　 　　　 　　　 　　 图 4-1 作物需光量曲线模式图 Ａ 光补偿点 Ｃ 光饱和点 （引自《作物栽培学总论》，董钻等主编，2000） 根据植物对光照强度要求的不同，可把植物分为阳生植物和阴生植物。就光补偿点和光饱和点而言，阴生植物二者均低，光补偿点只在100 lx 左右，光饱和点在5000～10000 lx；喜光的阳生植物二者均较高，分别为500～1000 lx 和20000～25000 lx。虽然作物没有阳生与阴生之分，大多数为喜光类型，一般要求较充足的光照，但不同作物品种需光量也有差别，C4作物（