作物光合生理生态PPT学习教案

1、会计学1作物光合生理生态作物光合生理生态第1页/共119页第2页/共119页图图 太阳辐射光谱太阳辐射光谱第3页/共119页图图第4页/共119页第5页/共119页第6页/共119页第7页/共119页表表第8页/共119页第9页/共119页第10页/共119页第11页/共119页第12页/共119页第13页/共119页第14页/共119页第15页/共119页第16页/共119页第17页/共119页图图 叶片对可见光区域的分光特性（叶片对可见光区域的分光特性（KleshninKleshnin等，等，19591959）A A：吸收率；：吸收率；R R：反射率；：反射率；T T：透光率；：透光率；E

2、 E：吸光度（透光：吸光度（透光率倒数的对数）率倒数的对数）第18页/共119页%03. 1%100KJ100 . 517.2KJ/g2g1015tEu106第19页/共119页第20页/共119页生物学产量生物学产量（t/hat/ha）最大净同化率最大净同化率(g/m(g/m2 2日日) )最大光能利用率最大光能利用率（% %）全生育期全生育期光能利用光能利用率（率（% %）最高值最高值平均平均值值最高值最高值平均平均值值最高值最高值平均平均值值平均值平均值水稻水稻 19.7(18.6)19.7(18.6) 15.215.2 36.0(30.1)36.0(30.1)25.025.03.17(

3、2.91)3.17(2.91)2.272.271.251.25大豆大豆9.4(8.7)9.4(8.7)7.37.326.7(20.0)26.7(20.0)14.414.44.36(3.00)4.36(3.00)1.901.900.730.73玉米玉米 26.5(20.3)26.5(20.3) 16.316.3 51.6(40.4)51.6(40.4)32.732.74.63(4.23)4.63(4.23)3.593.591.361.36甜菜甜菜 22.0(20.0)22.0(20.0) 19.519.5 27.8(26.2)27.8(26.2)24.724.74.52(3.61)4.52(3.

4、61)3.183.181.321.32第21页/共119页第22页/共119页第23页/共119页第24页/共119页第25页/共119页产产 品品光光 合合 作作 用用 系系 统统C C3 3C C4 4CAMCAM饮料和药材饮料和药材茶茶龙舌兰龙舌兰咖咖 啡啡根茎类作物根茎类作物马铃薯马铃薯木木 薯薯谷谷 物物小小 麦麦玉米玉米大大 麦麦高粱高粱水水 稻稻籽粒苋籽粒苋糖糖 料料甜甜 菜菜甘蔗甘蔗纤纤 维维亚亚 麻麻剑麻剑麻棉棉 花花油油 料料大大 豆豆向日葵向日葵油油 菜菜果果 品品苹苹 果果菠萝菠萝香香 蕉蕉仙人掌（仙人掌（Opuntia sppOpuntia spp. .）牧牧 草草黑

5、麦草黑麦草黍黍 稷稷紫花苜蓿紫花苜蓿无芒虎尾草无芒虎尾草三叶草三叶草无豆科作物无豆科作物第26页/共119页第27页/共119页第28页/共119页第29页/共119页第30页/共119页特征特征C C3 3型型C C4 4型型CAMCAM型型叶片横切面解剖叶片横切面解剖特点特点细胞器普遍分布在叶肉细胞器普遍分布在叶肉细胞或栅栏细胞中，如细胞或栅栏细胞中，如有维管束鞘细胞则其细有维管束鞘细胞则其细胞器含量近于或低于前胞器含量近于或低于前者者围绕维管组织有明显的维围绕维管组织有明显的维管束鞘细胞层，内含密集管束鞘细胞层，内含密集的细胞器；叶肉细胞成层的细胞器；叶肉细胞成层状围绕着维管束鞘细胞状围

6、绕着维管束鞘细胞海绵状。叶肉细胞有大海绵状。叶肉细胞有大液泡，细胞器均匀分布液泡，细胞器均匀分布在薄层细胞质中。一般在薄层细胞质中。一般缺少明显的栅栏细胞层缺少明显的栅栏细胞层固定固定1 1分子分子COCO2 2所所需理论能量数需理论能量数(CO(CO2 2:ATP:NADPH):ATP:NADPH)1 1：3 3：2 21 1：5 5：2 21 1：6.5:26.5:2固定固定COCO2 2的羧化酶的羧化酶RuBPCRuBPC先先PEPC, PEPC, 后后RuBPCRuBPCPEPCPEPC及及RuBPCRuBPC两者两者COCO2 2补偿点补偿点(PPm)(PPm)30-7030-700

7、-100-10暗中暗中0-5, 0-5, 日变化日变化0-2000-200最大净光合速率最大净光合速率(mgCO(mgCO2 2/dm/dm2 2h)h)15-4015-4040-8040-80一般一般1-41-4，最高报道，最高报道11-11-1313光呼吸光呼吸有有难检出难检出难检出难检出生长适温生长适温20-2520-2530-3530-35约约3535在适温下净光合在适温下净光合率对增加光强的率对增加光强的反应反应约在约在1/4-1/31/4-1/3的最大日照的最大日照强度下，即达光饱和强度下，即达光饱和或相应增加，或仅仅在最或相应增加，或仅仅在最大日照强度下接近光饱和大日照强度下接近

8、光饱和不肯定，但大概在最大不肯定，但大概在最大日照强度下明显地饱和日照强度下明显地饱和干物质生产干物质生产t/ha t/ha a a22.022.03.33.338.638.616.916.9变异很大变异很大 主要作物主要作物稻类、麦类、棉花、稻类、麦类、棉花、豆类、薯类、芋类、豆类、薯类、芋类、油菜油菜玉米、高梁、甘蔗、谷玉米、高梁、甘蔗、谷子子菠萝，剑麻菠萝，剑麻第31页/共119页第32页/共119页第33页/共119页第34页/共119页作物类别作物类别光合速率（光合速率（mg COmg CO2 2/dm/dm2 2 h h ）数据出处数据出处小小 麦麦28.528.5（旗叶）（旗叶）

9、张荣铣，张荣铣，19881988大大 麦麦26.31-27.01(26.31-27.01(两个品种的第七叶两个品种的第七叶) )潘波，潘波，19901990燕燕 麦麦14.0-36.4(14.0-36.4(两个品种不同叶位两个品种不同叶位) )李雁鸣，李雁鸣，19901990水水 稻稻25-3225-32（品种间）（品种间）邓仲池等，邓仲池等，19891989大大 豆豆25.58-38.1825.58-38.18（品种间）（品种间）邹冬生，邹冬生，19891989棉棉 花花20-5020-50（品种间）（品种间）EL-Sharkawy, 1964EL-Sharkawy, 1964玉玉 米米41

10、.6-58.141.6-58.1（两个品种不同叶位）（两个品种不同叶位）赵明，赵明，19881988高高 粱粱34.6-72.434.6-72.4（两个品种不同叶位）（两个品种不同叶位）李雁鸣，李雁鸣，19881988谷子（粟）谷子（粟）24.1-37.024.1-37.0（品种间）（品种间）舒薇，舒薇，19901990甘甘 蔗蔗34.4-86.434.4-86.4Lrvine, 1967Lrvine, 1967第35页/共119页第36页/共119页第37页/共119页第38页/共119页第39页/共119页第40页/共119页第41页/共119页第42页/共119页第43页/共119页第4

11、4页/共119页第45页/共119页单叶光合速单叶光合速率（率（mgCOmgCO2 2/ / dmdm2 2h h）旗叶面积旗叶面积（cmcm2 2）光合高值持光合高值持续期（续期（d d）叶源量叶源量（mgCOmgCO2 2）高秆高秆野生型野生型30.630.69.29.22323777.0777.0原始栽培品种原始栽培品种19.219.221.921.929291463.31463.3矮秆矮秆现代栽培品种现代栽培品种12.812.829.429.433331490.21490.2第46页/共119页第47页/共119页第48页/共119页第49页/共119页第50页/共119页第51页/共

12、119页第52页/共119页第53页/共119页第54页/共119页第55页/共119页第56页/共119页第57页/共119页第58页/共119页第59页/共119页第60页/共119页第61页/共119页第62页/共119页第63页/共119页第64页/共119页第65页/共119页第66页/共119页第67页/共119页第68页/共119页种植密度种植密度（株（株/ /亩）亩）叶面积叶面积指数指数反光率反光率 透光率透光率 截获率截获率200020002.602.608.58.523.723.767.867.8300030003.913.918.58.512.512.578.778.74

13、00040005.395.3910.910.97.37.381.881.8第69页/共119页第70页/共119页第71页/共119页第72页/共119页第73页/共119页第74页/共119页第75页/共119页叶与水叶与水平面的平面的角度角度叶片光合速率叶片光合速率mgCOmgCO2 2/(dm/(dm2 2h)h)截获最大光截获最大光量的量的LAILAI* *小区总光合作用小区总光合作用mgCOmgCO2 2/(dm/(dm2 2h)h)0 033331 13333606031312 26262757526264 4104104858512121010120120第76页/共119页第7

14、7页/共119页第78页/共119页第79页/共119页第80页/共119页第81页/共119页第82页/共119页第83页/共119页第84页/共119页) 1 ()/(1*gggPIIPbIIP第85页/共119页)2(FRdF)/(n*ggPIIPP第86页/共119页第87页/共119页第88页/共119页)3(*00*RdPeIKeIkPPgKLKLgn第89页/共119页dL*00*L0）（群体）RdPeIKeIkPPgKLKLgn) 4()k1ln(*Pg*0*0LRdPeKIPkIgKLg第90页/共119页第91页/共119页第92页/共119页第93页/共119页第94页/

15、共119页 （3 3）韧皮部运输机理）韧皮部运输机理 源端装载：源端装载：通过蔗糖通过蔗糖/H/H+ +共运转进入筛管（需能过程共运转进入筛管（需能过程） 筛管分子筛管分子-伴胞复合体质膜伴胞复合体质膜 质外体 共质体 蔗糖 蔗糖 蔗糖载体蔗糖载体 H+ H+ H+ H+ ATPase K+ K+pH5.5 低K+ 低蔗糖 pH8.5 高K+ 高蔗糖 第95页/共119页第96页/共119页第97页/共119页第98页/共119页第99页/共119页第100页/共119页第101页/共119页图图 大麦不同叶位叶片光合产物向各器官大麦不同叶位叶片光合产物向各器官的最终运输的最终运输(%) (%

16、) (李小云，李小云，1987) 1987) 图示大麦各叶位图示大麦各叶位叶的同化产物主要叶的同化产物主要往当时的生长中心往当时的生长中心转移分配。转移分配。1-51-5叶光合产物主叶光合产物主要往生长中新叶、要往生长中新叶、分蘖及根系中分配分蘖及根系中分配。6-76-7叶主要往茎节叶主要往茎节、节间、分化中幼、节间、分化中幼穗和根中分配同化穗和根中分配同化产物。产物。8-108-10叶则运往穗部叶则运往穗部、为籽粒提供光合、为籽粒提供光合产物。产物。第102页/共119页地上部生物产量经济产量经济系数第103页/共119页n矮秆品种由于具较大的经济系矮秆品种由于具较大的经济系数，如果配合适当

17、密植，可显数，如果配合适当密植，可显著增加产量。著增加产量。第104页/共119页表表 小麦和水稻古老品种和现代品种籽粒占总干物重小麦和水稻古老品种和现代品种籽粒占总干物重% %作作 物物品品 种种籽粒占总干重籽粒占总干重% %水稻水稻现代的现代的 IR8IR8 Tainan Tainan古老的古老的 HungHung Nang Mong Nang Mong5353555537373333小麦小麦现代的现代的 Bluebird 6Bluebird 6号号古老的古老的 Napo 63Napo 6344443434第105页/共119页量呈正相关量呈正相关第106页/共119页第107页/共119

18、页用，其中截断源器官的同化产用，其中截断源器官的同化产物的输出的影响更大。物的输出的影响更大。第108页/共119页第109页/共119页第110页/共119页na.a.源限制型：源限制型：此类作物品种源叶此类作物品种源叶同化产物不能满足库容的需求，同化产物不能满足库容的需求，结实率低，空秕率高。水稻的大结实率低，空秕率高。水稻的大穗型品种，单穗颖花数在穗型品种，单穗颖花数在150150粒粒以上，因叶片光合面积或光合速以上，因叶片光合面积或光合速率相对较小，需要稀植。率相对较小，需要稀植。第111页/共119页适当密植来提高产量。适当密植来提高产量。nc.c.源库互作型：源库互作型：此类作物品种源此类作物品种源库功能协调，生产上易于充分发库功能协调，生产上易于充分发挥生产潜力。挥生产潜力。第