Question

为什么农作物的产量会受到光合作用效率的影

Answer 1

提高农作物产量的重要条件之一，是提高农作物对光能的利用率。要提高农作物对光能的利用率，除了高中生物必修课本中介绍过的延长光合作用时间和增加光合作用面积以外，还应当提高农作物的光合作用效率。光合作用效率是指绿色植物通过光合作用制造的有机物中所含有的能量，与光合作用中吸收的光能的比值。那么，怎样才能提高农作物的光合作用效率呢？
光照强弱的控制
光照是光合作用的条件之一，直接影响农作物光合作用效率的提高。但是，不同的农作物，对光照强弱的需求不同。有些农作物如水稻、玉米、向日葵等，进行光合作用时需要强的光照，只有强的光照才能生长发育良好，才能提高光合作用效率，这类农作物属于阳生植物，阳生植物应当种植在阳光充裕的地方。有些农作物如胡椒(如图)等，进行光合作用时不需要太强的光照，太强的光照不利于生长发育，也就不利于提高光合作用效率，这类农作物属于阴生植物，阴生植物应当种植在荫蔽的地方。
光的不同成分
太阳光经过三棱镜后，形成按红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫次序连续分布的彩色光谱，这是人眼能够感觉到的可见光。不同颜色的光，对农作物的光合作用效率有一定的影响。科学研究证明，当绿色植物在能量相等的不同单色光下进行光合作用时，红光和蓝紫光有利于提高光合作用效率，而黄绿光则不利于提高光合作用效率。有趣的是，不同颜色的光对光合作用产物的成分也有影响：在蓝紫光的照射下，光合产物中蛋白质和脂肪的含量较多；在红光的照射下，光合产物中糖类的含量较多。这一发现在塑料大棚和人工光照的温室中具有应用价值。例如，在培育水稻秧苗时，蓝色的塑料薄膜有利于培育壮秧。
二氧化碳的供应
科学家通过研究绿色植物周围空气中二氧化碳浓度与光合作用强弱的关系，绘制出图。分析左图可以看出，二氧化碳的浓度很低时，绿色植物不仅不能制造有机物，而且还要消耗体内的有机物；随着二氧化碳浓度的提高，光合作用逐渐增强；当二氧化碳浓度提高到一定程度时，光合作用的强度不再随二氧化碳浓度的提高而增强；如果继续提高二氧化碳的浓度，光合作用的强度反而明显减弱。可见，绿色植物周围空气中二氧化碳的浓度，直接影响绿色植物的光合作用效率。农作物周围空气中二氧化碳的浓度通常比较低，而且随着光合作用的进行还会降低，使植株经常处于“二氧化碳饥饿”的文本框: 我国北魏时期的农书《齐民要术》中，就有关于栽种农作物要“正其行，通其风” 的记载。状态，这显然不利于提高光合作用效率。对于农田里的农作物来说，确保良好的通风透光，既有利于充分利用光能，又可以使空气不断地流过叶面，有助于提供较多的二氧化碳，从而提高光合作用效率。对于温室里的农作物来说，通过增施农家肥料或使用二氧化碳发生器等措施，可以增加温室中二氧化碳的浓度，同样可以提高农作物的光合作用效率。
必需矿质元素的供应
绿色植物进行光合作用时，需要多种必需的矿质元素。例如，氮是催化光合作用过程中各种酶以及NADP+和ATP的重要组成成分，磷也是NADP+和ATP的重要组成成分。科学家发现，用磷脂酶将离体叶绿体膜结构上的磷脂水解掉后，在其他原料和条件都具备的情况下，这些叶绿体的光合作用过程明显受到阻碍。可见，磷在维持叶绿体膜的结构和功能上起着重要的作用。又如，绿色植物通过光合作用合成糖类，以及将糖类运输到块根、块茎和种子等器官中，都需要钾。再如，镁是叶绿素的重要组成成分。可见，只有保证植物必需矿质元素的供应，才能使光合作用顺利地进行下去。需要指出的是，必需矿质元素的供应过量时，也会给农作物的生长发育带来危害，例如氮肥施用过多时，会造成农作物倒伏，从而影响农作物光合作用效率的提高。