環(huán)境因素影響光合速率分析

外界環(huán)境因素影響光合速率分析外界環(huán)境因素影響光合速率的分析強度、CO2濃度、溫度、水和礦質(zhì)元素等。說明：光照因素可以分為光照強度和光照時間，所以在寫光照對植物光合作用的影響時，肯定要寫清楚是光照強度還是光照時間。下面首先解析外部環(huán)境因素如何影響光合速率。環(huán)境因素轉(zhuǎn)變影響光合速率示意圖光照因素合作用都有深刻的影響。光照強度光強－光合曲線隨著光強的增高，光合速率相應(yīng)提高，當?shù)竭_某一光強時，葉片的光合速率等于呼吸速率，即CO2CO2釋放量，表觀光合速光補償點。在低光強區(qū)，光合速率隨光強的增加而呈比例地增加〔A〕；當超過肯定光強，光合速率增加就會轉(zhuǎn)慢〔B〕；當?shù)竭_某一光強時，光合速率就不再增加，而呈現(xiàn)光飽和現(xiàn)象。開頭到達光合速率最光飽和點，此點以后的階段稱飽和階段〔直線C〕。不同植物的光強－光合曲線不同，光補償點和光飽和點也有很大的差異。光補償點高的植物一般光飽和點也高，草本植物的光補償點與光C4植物的光飽和點要高于C3植物。光補償點和光飽和點可以作為植物需光特性的主要指標，用來衡量需光量。光補償點低的植物較耐陰，如大豆的光補償點僅0.5klx，所以可與玉米間作，在玉米行中仍能正常生長。在光補償點時，光合積存與呼吸消耗相抵消，如考慮到夜間的呼吸消耗，則光合產(chǎn)物還有虧空，因此從全天來看，植物所需的最低光強必需高于光補償點。對群體來說，上層葉片承受到的光強往往會超過光飽和點，而中下層葉片的光強仍處在光飽和點以下，如水稻單株葉片光飽和點為40～50klx，而群體內(nèi)則為60～80lx，因此改善中下層葉片光照，力求讓中下層葉片承受更多的光照是高產(chǎn)的重要條件。植物的光補償點和光飽和點不是固定數(shù)值，它們會隨外界條件的變化而變動。例如，當CO2濃度增高或溫度降低時，光補償點降低；而CO2濃度提高時，光飽和點則會上升。在封閉的溫室中，溫度較高，CO2較少，這會使光補償點提高而對光合積存不利。在這種狀況下應(yīng)適當降低室溫，通風(fēng)換氣，或增施CO2才能保證光合作用的順當進展。C4植物不消滅光飽和現(xiàn)象，其緣由是：①C4植物同CO2消耗的同化力要比C3PEPCO2的親和力高，以及具有“CO2泵”，所以空氣中CO2濃度通常不成為C4植物光合作用的限制因素。強光損害－光抑制。晴天中午的光強常超過植物的光飽和點，很多C3植物，如水稻、小麥、棉花、大豆、毛竹、茶花等都會消滅光抑制，輕者使植物光合速率臨時降低，重者葉片變黃，光合活性喪失。當強光與高溫、低溫、干旱等其他環(huán)境脅迫同時存在時，光抑制現(xiàn)象尤為嚴峻。不能正常生長；大田作物由光抑制而降低的產(chǎn)量可達15%以上。因此光抑制產(chǎn)生的緣由及其防范系統(tǒng)引起了人們的重視。平，加強對光能的利用，這是減輕光抑制的前提。同時實行各種措用。光質(zhì)可見光照耀植物葉片，測定到的光合速率不一樣。600～680nm紅光區(qū)，光合速率有一大的峰值，在435nm左右的藍光區(qū)又有一小的峰值?？梢姡夂献饔玫淖饔霉庾V與葉綠體色素的吸取光譜大體吻合。的效率更低。“大樹底下無豐草”就是這個道理。水層同樣轉(zhuǎn)變光強和光質(zhì)。水層越深，光照越弱。20米深處的光強是水面光強的二格外之一，如水質(zhì)不好，深多的紅藻則分布在海水的深層，這是海藻對光適應(yīng)的一種表現(xiàn)。光照時間對放置于暗中一段時間的材料〔葉片或細胞〕照光，起初光合速率很低或為負值，要光照一段時間后，光合速率才漸漸上升并趨于穩(wěn)定。從照光開頭至光合速率到達穩(wěn)定水平的這段時間，稱為“光合滯后期”或稱。一般整體葉片的光合滯后期約30～60min，而排解氣孔影響的去表皮葉片，細胞、原生質(zhì)體等光合組織的滯后期約10min。將植物從弱光象。在光合的滯后期中光呼吸速率與光合速率會按比例上升。長的主要因素。合速率時要讓葉片充分預(yù)照光。二氧化碳濃度CO2－光合曲線曲線上四個點對應(yīng)濃度分別為CO2補償點(C)，空氣濃度下細胞間隙CO2濃度(n)，與空氣濃度一樣的細胞間隙CO2濃度(350μl-1左右)CO2飽和點(S)。Pm為最大光合速率；CE為比例階段曲線斜率，代表羧化效率；OACO2氣體中的釋放速率，可代表光呼吸速率。CO2－光合曲線與光強－光合曲線相像，有比例階段與飽和階CO2，CO2。圖中的OA局部為光下葉片向無CO2氣體中的CO2釋放速率，通常用它來代表光呼吸速率。在比例階段，光合速率隨CO2濃度增高而增加，當光合速率與呼吸速率相等時，環(huán)境中的CO2CO2補償點C(S)(PM)，開頭到達光合最大速率時的CO2CO2飽和點。CO2供給CO2是光合作用的碳源，陸生植物所需的CO2主要從大氣中獲得。CO2從大氣至葉肉細胞間隙為氣相集中，而從葉肉細胞間隙到葉綠體基質(zhì)則為液相集中，集中的動力為CO2濃度差?？諝庵械腃O濃度較低，約為0.035%C3CO飽和2 21%左右，是空氣中的3～5合作用旺盛的作物冠層內(nèi)的CO濃度可降至200μl·L-12由于光合作用對CO的消耗以及存在CO集中阻力，因而葉綠體2 2CO濃度很低，接近CO補償點。因此，加強通風(fēng)或設(shè)法2 2增施CO能顯著提高作物的光合速率，這對C3植物尤為明顯。2溫度響。CO2濃度時溫度對光合速率的影響要比弱光、低CO2濃度時影響大，這是由于在強光和高CO2條件下，溫度能成為光合作用的主要限制因素。高的溫度被稱為光合最適溫度。也是光合受抑的緣由。C4植物的最高溫度較高，可達50～60C3植物較低，一般40～50℃。溫刺激了光暗呼吸，使表觀光合速率快速下降。晝夜溫差對光合凈同化率有很大的影響。白天溫度高，日光充因此，在肯定溫度范圍內(nèi)，晝夜溫差大有利于光合積存。光合生產(chǎn)力，這已被普遍應(yīng)用于冬春季的蔬菜栽培。水分不到蒸騰失水的1%，因此缺水影響光合作用主要是間接的緣由。力量恢復(fù)，如果水分虧缺嚴峻，供水后葉片水勢雖可恢復(fù)至原來水生蹲苗時，要掌握烤田或蹲苗程度，不能過頭。阻力、蒸騰速率變化：水分虧缺降低光合的主要緣由有：氣孔導(dǎo)度下降增加，從而引起氣孔關(guān)閉，導(dǎo)度下降，進入葉片的.CO2削減。光合產(chǎn)物輸出變慢強，糖類積存，結(jié)果會引起光合速率下降。光合構(gòu)造受損光合速率下降，而且使光合力量不能恢復(fù)。光合面積擴展受抑在缺水條件下，生長受抑，葉面積擴展受到限制。有的葉面被鹽結(jié)但同時也因?qū)獾奈∠鳒p而使得光合速率降低。水分過多也會影響光合作用。土壤水分太多，通氣不良阻礙根系活低。礦質(zhì)養(yǎng)分面：葉綠體構(gòu)造的組成成分N、P、S、Mg是葉綠體中構(gòu)成葉綠素、蛋白質(zhì)、核酸以及片層膜不行缺少的成分。電子傳遞體的重要成分例如，電子傳遞體PC中含Cu，F(xiàn)e-S中心、CytbCytf和Fd中Fe，放氧復(fù)合體不行缺少Mn2+和Cl-。磷酸基團的重要作用ATPNADPH物，合成淀粉的前體UDPG物中都含有磷酸基團?；罨蛘{(diào)整因子Rubisco等酶的活化需要Mg2+；Fe、Cu、Mn、ZnK+

Ca2+

KP轉(zhuǎn)化與運輸?shù)?。N量、葉綠素含量、Rubisco含量分別與光合速率呈正相關(guān)。葉片中含N量的80%在葉綠體中，施N既能增加葉綠素含量，加速光反響，又能增加光合酶的含量與活性，加快暗反響。從N好的葉片中提取出的Rubisco功能。另外，鎘對PSⅡ活性有抑制作用。光合速率的日變化一天中，外界的光強、溫度、土壤和大氣的水分狀況、空氣中的CO2濃度以及植物體的水分與光合中間產(chǎn)物含量、氣孔開度等都在不斷地變化，這些變化會使光合速率發(fā)生日變化，其中光強日變化對光合速率日變化的影響最大。漸漸降低，日落后光合速率趨于負值〔呼吸速率〕。假設(shè)白天云量變化不定，則光合速率會隨光強的變化而變化。水稻光合速率的日變化：A圖：光合速率〔P〕和氣孔導(dǎo)度〔C〕平行變化B圖：由A圖數(shù)據(jù)繪制的光合速率與光強的關(guān)系在一樣光強下，上午光合速率要大于下午的光合速率。另外，光合速率也同氣孔導(dǎo)度的變化相對應(yīng)。在一樣光強時，通常下午的光合速率要低于上午的光合速率(上右圖)，這是由于經(jīng)上午光合后，葉片中的光合產(chǎn)物有積存而發(fā)生反響抑制的原因。當光照猛烈、氣溫過高時，光合速率日變化呈雙峰曲線，大峰在上午，小峰在下午，中午前后，光合速率下降，呈現(xiàn)“午睡”現(xiàn)象，且這種現(xiàn)