02-3提高农作物的光能利用率

三提高农作物的光能利用率俗话说，“民以食为天”。人都是直接或间接以绿色植物为食。但由于人口问题进而引起粮食日益短缺，又是一个致命的威胁。只要我们适当能提高农作物的产量，就能缓解这一严重的威胁。所以这节课就在前面课——光合作用知识的基础上了解如何提高农作物的产量。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，除了延长光照时间和增强光合作用面积以外，还应当提高农作物的光能利用率。（一）概念：光能利用率：指单位土地面积上，农作物通过光合作用所产生的有机物中所含有的能量，与这块土地所接受的光能的比值。（二）提高农作物光合作用效率的方式：1、光光照强弱的控制，即是光照强度影响。光饱和点——光照强度增加到一定程度光合速率不在随光照强度的增加而增加此时的光照强度就是光饱和点。光补偿点——光合速率和呼吸速率相等时的光照强度就是光的补偿点（此时光合作用吸收的CO2等于呼吸作用放出的co2）。植物在光补偿点时有机物的产生和消耗相等，不能积累有机物。而夜晚还要消耗有机物。因此，从全天来看植物所需的最低光照强度必须高于光的补偿点才能使植物正常生长。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。植物对光照强度需要的不同分为阳生植物和阴生植物。（1） 阳生植物：需要强的光照来进行光合作用，只有强的光照才能生长发育好，才能提高光合作用效率，如小麦、水稻、玉米、向日葵、松树、柳树等，阳生植物应种植在阳光充裕的地方；（2） 阴生植物：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，也不利于提高光合作用效率，如胡椒、人参、三七等，阴生植物应种植在隐蔽的地方。光波长绿色植物对不同波长的可见光吸收程度不同，最多的是蓝紫光和红橙光。最少的是绿光。并且不同颜色的光对光合作用的影响不同：红光对蛋白质和脂肪形成有利。蓝紫光对糖类形成有利。2、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含量与光合作用强弱的关系，得到下面曲线：从图中可知，二氧化碳的含量很低时，绿色植物不能进行光合作用制造有机物，只有达到某点时随着二氧化碳含量的提高，光合作用逐渐增强；当二氧化碳含量提高到一定程度时，光合作用的强度不再随二氧化碳含量的提高而增强。另外，当植物光合作用吸收CO2量等于呼吸作用呼出CO2量时，外界CO的浓度叫做CO2的补偿点。可见，绿色植物周围空气中二氧化碳的含量，直．接．影响绿色植物的光合作用效率。农作物周围空气中CO2的含量通常比较低，并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CO2，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含量，同样可以提高农作物的光合作用效率。如果CO2浓度过高，光合作用不但不会增加，反而要下降，甚至引起植物CO2中毒而影响植物正常的生长发育。思考：怎样提高空气中CO2的浓度呢？1、 合理密植，通风透光2、 施用干冰。3、 施用农家肥。可以使土壤中微生物的数量增多，活动增强，分解有机物，释放更多的CO2。4、 使用NH4HCO3肥料。即可以提供氨盐又可以提供C02。5、 温室可以和家禽动物养殖场相通，互相有利。那是不是CO2浓度越高，就越有利？大家分析温室效应。必须强调指出的是，空气中高浓度CO2可以强烈地吸收红外线。这样，随着大气中CO2浓度的不断提高，太阳辐射能在大气中就会“易入难出”从而使地球好象温室一样逐渐变暖，这就会造成冰川融化、海面上升和气候异常。因此，农田中增施CO2也要适量，避免促成“温室效应”3、必需矿质元素的供应：俗话说：“庄稼要长好，底粪要上饱”；“庄稼上底粪粮食打满囤”“；底粪不足苗不长，追肥不足苗不旺”；说明肥料对提高农作物产量有重要作用。矿质元素通常指肥料。对于光合作用过程中由于有大量化学物质参与反应，而这些化学物质含有相应的矿质元素。所以，植物进行光合作用需要多种必需矿质元素。除了教材中所提到的N、P、K、Mg外，S、Fe、Mn、Cu、Zn、Cl等也参与光合机构的组成或运行。这些元素在植物生命活动中各有哪些重要作用？例如，（1）N——是组成蛋白质的元素。酶、核酸、生长素、ATP以及NADP+；细胞结构的重要构件。（2）Mg——叶绿素；（3） P——ATP以及NADP+；在维持生物膜的结构和功能上起着重要的作用。因为科学家发现，用磷脂酶将离体叶绿体膜结构上的磷脂水解后，在原料和条件都具备的情况下，这些叶绿体的光合作用受到明显的阻碍。（4） K——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K。 （合成、运输糖类需K。）以上例子说明，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。但是，必需矿质元素的供应如果过量，也会给农作物的生长、发育带来危害，例如，N肥施用过多，会造成农作物倒伏，从而影响农作物光合作用效率的提高。施肥要求：1、 根据植物生长规律和需肥规律2、 中耕松土，促使根对矿质元素的吸收3、发展生态农业，合理补充有机肥料。4、与豆科植物进行间种或轮种，豆科植物能固氮，将大气中的N还原成氨。提高土壤肥力，增加氮肥。例、施用农家肥能提高温室作物光合作用效率的理由中，正确的是（）A、促进植物对水的吸收 B、提高温室内CO2的浓度C、提高光照强度 D、矿质元素含量高解析：在温室内施用农家肥，能提高光合作用的效率，其原因有二：一是提供了矿质元素，但其中的矿质元素含量不一定高，用它与化肥比较显然含量要低得多，其二是含有机物，农家肥中含有家畜的排泄物及未被消化吸收的有机物，这些有机物被土壤中的分解者分解后，一方面将其中的矿质元素归为无机界，另一方面将其转化为CO2和H2O等也归为无机界。答案：B自我评价一、选择题1、 叶绿体中光能转换成电能时，电子最终来源及最终受体分别是（B）A、叶绿体a、NADPH B、H2O、NADP+C、叶绿体a、、NADP+ D、H2O、NADPH2、 光合作用的光反应为暗反应提供的必需物质最正确的一项是（C）A、O2和能量 B、ATP和[H]C、NADPH和ATP D、NADP+和ATP3、将CO2最终还原成糖类等有机物的还原剂以及使 H2O氧化的强氧化剂分别是（D）A、NADP+和叶绿素a B、NADP+和失去电子的叶绿体aC、NADPH和叶绿体a D、NADPH和失去电子的叶绿体a4、C4植物中构成维管束