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光合速率定義
點擊次數:438 更新時間:2023-08-31

內容摘自:潘瑞熾.植物生理學:高等教育出版社,2008:56-92

光合速率定義

光合速率通常是指單位時間單位葉面積所吸收的二氧化碳或釋放的氧氣的量,也可用單位時間單位葉面積上的干物質積累量來表示。

內部影響因素

1. 不同部位

在一定范圍內,葉綠素含量越多,光合越強。以一片葉子為例,最幼嫩的葉片光合速率低,隨著葉子成長,光合速率不斷加強,達到高峰,隨后葉子衰老,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盡相同,一般都以營養長期為頂點,到生長末期就下降。以水稻為例,分蘗盛期的光合速率較快,在稻穗接近成熟時下降。但從群體來看,群體的光合量不僅決定于單位葉面積的光合速率,而且很大程度上受總葉面積及群體結構的影響。

外部影響因素

1. 光照

1光強度對光合作用的影響

光合作用是一個光生物化學反應,所以光合速率隨著光照強庋的增減而增減。在黑暗時,光合作用停止,而呼吸作用不斷釋放CO2;隨著光照增強,光合速率逐漸增強,逐漸接近呼吸速率,最后光合速率與呼吸速率達到動態平衡相等。同一葉子在同一時間內,光合過程中吸收的CO2與光呼吸和呼吸作用過程中放出的CO2等量時的光照強度,就稱為光補償點(light compensation point)。植物在光補償點時,有機物的形成和消耗相等,不能積累干物質,而晚間還要消耗干物質,因此從全天來看,植物所需的光照強度,必須高于光補償點,才能使植物正常生長。

2光質對光合作用的影響

光質也影響植物的光合效率。在自然條件下,植物會或多或少受到不同波長的光線照射例如,陰天的光照不僅光強弱,而且藍光和綠光成分增多;樹木的葉片吸收紅光和藍光較多,故樹冠下的光線富含綠光,尤其是樹木繁茂的森林更是明顯。

2. 二氧化碳

二氧化碳是光合作用的原料,對光合速率影響很大。其主要是通過氣孔進入葉片,加強通風或設法增施二氧化碳能顯著提高作物的光合速率,對C3植物尤為明顯。此外,植物對CO2的利用與光照強度有關,在弱光情況下,只能利用較低濃度的CO2,光合速率慢,隨著光照強度的加強,植物就能吸收利用較高濃度的CO2,光合速率加快。

3. 溫度

光合過程中的碳反應是由酶所催化的化學反應,而溫度直接影響酶的活性,因此,溫度對光合作用的影響也很大。除了少數的例子以外,一般植物可在10 ~ 35下正常地進行光合作用,其中以25 ~ 30最適宜,在35以上時光合作用就開始下降,40 ~ 50時即停止。在低溫中,酶促反應下降,故限制了光合作用的進行。而在高溫時,一方面是高溫破壞葉綠體和細胞質的結構,并使葉綠體的酶鈍化;另一方面,暗呼吸和光呼吸加強,光合速率便降低。

4. 礦質元素

礦質元素直接或間接影響光合作用。氮鎂、鐵、錳等是葉綠素等生物合成所必需的礦質元素;銅、鐵、硫和氯等參與光合電子傳遞和水裂解過程;鉀、磷等參與糖類代謝,缺乏時便影響糖類的轉變和運輸,這樣也就間接影響了光合作用同時,磷也參與光合作用中間產物的轉變和能量傳遞,所以對光合作用影響很大。

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,水分缺乏主要是間接地影響光合速率下降。具體來說,缺水使葉片氣孔關閉,影響CO2進入葉內;缺水使葉片淀粉水解加強,糖類堆積,光合產物輸出緩慢,這些都會使光合速率下降。


以上內容摘自:潘瑞熾.植物生理學:高等教育出版社,2008:56-92。


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