浅谈如何提高作物光能利用率
大田农艺《现代农业科技》2007年第9期
浅谈如何提高作物光能利用率
江贵波
黄丹莹
(广东省揭阳职业技术学院,广东揭阳522000)
摘要介绍了作物光合作用的基本过程和影响作物光能利用率的因素,并提出提高作物光能利用效率的几种途径。
关键词作物;光合作用;光能利用率;提高途径
太阳光能是作物进行光合作用、制造有机物的唯一能量来源,它直接影响作物生长发育和产量的形成,是作物产量形成的基础,光资源的利用程度已成为衡量农业现代化水平的重要标志[1]。作物产量高低和品质优劣,主要决定于光能资源的质量和光能利用率的大小[2]。依叶绿体的光化学角度分析结果,光能利用率最高为20%~25%,在自然条件下生长的植物和栽培作物,其光能利用率只有1%左右。在作物叶面积最大的旺盛生长期的短时间内,最高利用率也不过5%左右。因而,夺取作物优质、高产、高效,就要在保证水、肥供应和栽培管理等基础上,主要着眼于对光能资源的合理充分利用。
光合作用随温度下降而急剧递减。
(5)二氧化碳。二氧化碳不足也会使光合速率受到限制。(6)肥料。肥料不足或施用不当,会影响光合作用正常进行或使叶片早衰。
33.1
提高作物光能利用效率的途径培育和引进高光效作物品种
优良品种是夺取农作物高产优质的内因,良种具有合
理的株型结构,能充分利用光能,积累有机物质多。据研究,有利于光合作用的叶、蘖、茎应具备叶片直立、叶片较厚、叶面积较大、分蘖力中等、分蘖比较紧凑而整齐、成穗率高、茎秆矮或半矮、坚硬粗壮、茎壁厚、低位3个节间短、整个株型呈倒伞型等特征,这种株型结构的品种,能充分利用光能,提高作物的产量和品质。
1光合作用的基本过程
光合作用是绿色植物利用太阳能将二氧化碳和水转化
为碳水化合物并放出氧气的过程。它是在叶绿体中进行的,叶绿体是能量转换器,像微小而极复杂的化工厂,在太阳能推动下,利用水和二氧化碳制造碳水化合物和氧气。光合作光反应”和用至少包含了几十个步骤,大体分两个阶段:“
“暗反应”。光反应阶段利用太阳能经过原初反应、同化力形成产生生物代谢中的高能物质三磷酸腺苷(ATP)和还原辅酶Ⅱ(NADPH),水被分解,氧气作为副产品被释放出来;暗反应阶段则使用光反应阶段形成的同化力(ATP和
3.2改革种植制度
目前,种植制度仍存在着复种指数不高、作物布局不太
合理等问题,仍有大量的田土资源冬闲,未被利用。因此,应进一步改革种植制度,通过提高复种指数和土地、气候资源利用率来提高光能利用率。如对于旱耕地,属中低产田,单产水平低,只要不断改进种植制度,其增产潜力是很大的。首先,要把坡耕地改造为梯田,加深耕作层,并实行旱地分矮杆作物间种、套种,有利于作物分层用带轮作种植,高杆、
光和改善通风透光条件,同时,变一熟为二熟或变二熟为多熟,提高复种指数,延长作物绿叶覆盖面积和时间,充分利用光能利用率。
NADPH)推动卡尔文循环,固定和还原二氧化碳形成碳水
化合物和其他物质。现已确定,光合作用光能的吸能、传能和转化均是在具有一定分子排列及空间构象、镶嵌在光合膜(类囊体膜)中的捕光及反应中心色素蛋白复合体和有关的电子载体中进行的。从光能吸收到原初电荷分离需要的时间范围为10.5~电10.7s,包含着一系列涉及光子、质子、子、离子等传递和转化的复杂的物理和化学过程。
3.3合理密植
合理密植是解决作物群体与个体矛盾的根本途径,也
是改善光合性能和保证个体营养从而获得丰产的主要环节[3]。如水稻插秧过稀,前期群体叶面积不足,光能利用率低,从而减产。插秧过密,后期叶面积大,下层叶片受光少,呼吸作用消耗过大,降低光能利用率。因此,应根据品种分蘖力特性,合理密植。
2影响作物光能利用率的因素
(1)品种。株型紧凑的品种,叶片较直立,反射光损失小;
而株型披散的品种,叶片较平展,反射光损失大;叶片较厚品种,约透过太阳辐射10% ̄20%,光能利用率较高;而叶片非常薄的品种,太阳辐射可透过40%以上,光能利用率低。
(2)漏光。水稻初期植株较小,日光大部分漏到地面而损失,降低了水稻光能利用率。
(3)光强。水稻光饱和点为4.0×104 ̄5.0×104Lx,在弱光下虽然其他条件适合,但光合速率仍较低。
(4)温度。温度过高或过低影响酶活性,当低于20℃时,
作者简介收稿日期
江贵波(1973-),男,广东揭阳人,讲师,硕士,主要从事化学
生态学方面的研究。
3.4合理灌水和施肥
合理灌水和施肥,也可以使作物较早封行,促进作物前
期生长发育,减少生育期间的漏光损失。
4参考文献
2007-02-27
潜力及提高途径[J].广东[1]杨桂萍,涂悦贤.广东省水稻光能利用现状、
农业科学,1996(6):9-10.
[2]徐恒永,赵君实,徐茂臻.高产冬小麦光能利用率的研究[J].莱阳农学
院学报,1994,11(1):6-10.
[3]陈多方,谷爱莲,张晋.充分利用光能资源提高新疆甜菜产质量[J].中
国甜菜糖业,1999(8):18-20.