如何提高农作物的光合作用效率.doc

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如何提高农作物的光合作用效率
在“光合作用”这一内容中,学生普遍感到“提高农作物的光能利用率及光合作用效率的途径”较难理解。在教学中,笔者从以下几方面来突破此难点,收到较好的效果。
一、展开概念去理解“两率” (即光能利用率和光合作用效率)
光能利用率是指农作物光合作用积累的有机物中所含能量占照射到同一地面上太阳辐射能的百分率。改善农作物的生长和光合作用条件,提高光能利用率是增加农作物产量的重要途径之一。光合作用效率是指作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。水稻、小麦、大豆等C3植物的光呼吸(叶绿体在光照时利用一部分光合作用的产物并释放二氧化碳)很显著,消耗光合作用刚刚合成的有机物总量的20%～ 27%;而甘蔗等C4植物的光呼吸消耗很小,只有2%～5% ,甚至更少。为了提高水稻等C3植物的光合作用效率,要设法降低它们的光呼吸,总之“两率”的比例式中,主要是分母的不同。光能利用率比例式中分母是指照射到同一时期同一地面上的太阳辐射能,而光合作用效率比例式中的分母是同一时期同一土地面积农作物光合作用所接受的太阳能;两比例式中的分子都是作物光合作用积累的有机物中所含的能量。
二、理论联系实际——从途径、措施等方面提高对“两率”的认识。
要提高光能利用率,主要是通过延长光合作用时间、增加光合作用面积和加强光合作用
效率等途径。
1. 延长光合作用时间
延长光合作用时间就是最大限度地利用光照时间,提高光能利用率。延长光合作用时间的措施有:
(1)提高复种指数　复种指数就是全年内农作物的收获面积与耕地面积之比。提高复种指数就是增加收获面积,延长单位土地面积上作物的光合时间。如将一年一熟制改为一年两熟制,两熟制改为三熟制,不断提高复种指数。也可以通过轮、间、套种。在一年内巧妙地搭配各种作物,从时间上和空间更好地利用光能,缩短田地空闲时间,减少漏光率。
(2)延长生育期　在不影响耕作制度的前提下,适当延长作物生育期。例如,前期要求早生快发,较早就有较大的光合作用面积,后期要求叶片不早衰。这样,光合作用时间就延长。当然,延长叶片寿命不能造成贪青,因为贪青徒长,光合作用产物用于形成营养器官,反而减产。
(3)补充人工光照　在小面积的栽培中,当阳光不足或日照时间过短时,还可用人工光照补充。
2.增加光合作用面积
光合作用面积即植物的绿色面积,主要是叶面积,它对产量的影响最大。同时,又是最容易控制的一个因素。但叶面积过大,又会影响群体中的通风透光,从而引起一系列矛盾,所以,光合面积要适当。
(1)合理密植　合理密植是提高光能利用率的主要措施之一,因为它能够使群体得到最好的发展,有较合适的光合面积,充分利用日光能和地力。密植,不可太稀,不可太密。种得过稀,个体发展较好,但群体得不到充分发展,光能利用率低。种得过密,下层叶子受到光照少，变成消费器官,光合生产率减弱,也会减产。
(2)改变株型　最近培育出比较优良的高产新品种(如水稻、小麦、玉米),株型都具有共
同的特征,即秆矮,叶直而小、厚,分蘖密集。株型改善,就能增加密植程度,增大光合面积,充
分利用光能,提高光能利用率。
3.加强光合作用效率
阳光、温度、水分、矿质元素和二氧化碳等都可以影响单位绿叶面积的光合作用效率。 C4
植物利用CO2效率较高,光合作用效率也高。
如下列表1分析。

三、精选巩固练习,加深理解“两率”本质内涵。
例:将金鱼藻置于一烧杯中培养。在不同温度下,金鱼藻光合速率(用每小时O2释放量表示)与光照强度关系如下图所示。呼吸速率(用每小时O2消耗表示)与温度关系如下表所示。
请据图、表回答:

1.从图中可见,金鱼藻的光合速率与_____________等因素有关。
2.金鱼藻的呼吸速率随温度升高而升高。其原因是________________________。
3.金鱼藻生成的O2若在同一细胞内被消耗,在其整个过程中,O2穿过了____层磷脂分子层。
4.适宜光照和温度条件下的金鱼藻,开始时O2产生较快,但3d后O2生成减慢,其最主要原因是_________________________。
答案: 1.光照强度和温度　 2.一定范围内随温度升高,酶的活性随温度的升高而增强　3.8　 4.水中CO2逐渐被光合作用消耗而没有得到及时补充
总之,光合作用是在植物有机体内部和外部综合条件的适当改变下进行的。因此内外条件的改变都会影响到光合作用的进程或光合作用强度,从而影响“两率”。