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光合速率定义
点击次数:434 更新时间:2023-08-31

内容摘自:潘瑞炽.植物生理学:高等教育出版社,2008:56-92

光合速率定义

光合速率通常是指单位时间单位叶面积所吸收的二氧化碳或释放的氧气的量,也可用单位时间单位叶面积上的干物质积累量来表示。

内部影响因素

1. 不同部位

在一定范围内,叶绿素含量越多,光合越强。以一片叶子为例,最幼嫩的叶片光合速率低,随着叶子成长,光合速率不断加强,达到高峰,随后叶子衰老,光合速率就下降。

2. 不同生育期

株作物不同生育期的光合速率不尽相同,一般都以营养长期为顶点,到生长末期就下降。以水稻为例,分蘖盛期的光合速率较快,在稻穗接近成熟时下降。但从群体来看,群体的光合量不仅决定于单位叶面积的光合速率,而且很大程度上受总叶面积及群体结构的影响。

外部影响因素

1. 光照

1光强度对光合作用的影响

光合作用是一个光生物化学反应,所以光合速率随着光照强庋的增减而增减。在黑暗时,光合作用停止,而呼吸作用不断释放CO2;随着光照增强,光合速率逐渐增强,逐渐接近呼吸速率,最后光合速率与呼吸速率达到动态平衡相等。同一叶子在同一时间内,光合过程中吸收的CO2与光呼吸和呼吸作用过程中放出的CO2等量时的光照强度,就称为光补偿点(light compensation point)。植物在光补偿点时,有机物的形成和消耗相等,不能积累干物质,而晚间还要消耗干物质,因此从全天来看,植物所需的光照强度,必须高于光补偿点,才能使植物正常生长。

2光质对光合作用的影响

光质也影响植物的光合效率。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弱,而且蓝光和绿光成分增多;树木的叶片吸收红光和蓝光较多,故树冠下的光线富含绿光,尤其是树木繁茂的森林更是明显。

2. 二氧化碳

二氧化碳是光合作用的原料,对光合速率影响很大。其主要是通过气孔进入叶片,加强通风或设法增施二氧化碳能显著提高作物的光合速率,对C3植物尤为明显。此外,植物对CO2的利用与光照强度有关,在弱光情况下,只能利用较低浓度的CO2,光合速率慢,随着光照强度的加强,植物就能吸收利用较高浓度的CO2,光合速率加快。

3. 温度

光合过程中的碳反应是由酶所催化的化学反应,而温度直接影响酶的活性,因此,温度对光合作用的影响也很大。除了少数的例子以外,一般植物可在10 ~ 35下正常地进行光合作用,其中以25 ~ 30最适宜,在35以上时光合作用就开始下降,40 ~ 50时即停止。在低温中,酶促反应下降,故限制了光合作用的进行。而在高温时,一方面是高温破坏叶绿体和细胞质的结构,并使叶绿体的酶钝化;另一方面,暗呼吸和光呼吸加强,光合速率便降低。

4. 矿质元素

矿质元素直接或间接影响光合作用。氮镁、铁、锰等是叶绿素等生物合成所必需的矿质元素;铜、铁、硫和氯等参与光合电子传递和水裂解过程;钾、磷等参与糖类代谢,缺乏时便影响糖类的转变和运输,这样也就间接影响了光合作用同时,磷也参与光合作用中间产物的转变和能量传递,所以对光合作用影响很大。

5. 水分

水分是光合作用原料之一,而光合作用所需的水分只是植物所吸收水分的一小部分(1%以下),因此,水分缺乏主要是间接地影响光合速率下降。具体来说,缺水使叶片气孔关闭,影响CO2进入叶内;缺水使叶片淀粉水解加强,糖类堆积,光合产物输出缓慢,这些都会使光合速率下降。


以上内容摘自:潘瑞炽.植物生理学:高等教育出版社,2008:56-92。


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