生物气象学ch02-1.doc

第二章 植物与气象
• 2.1 光与植物生长发育
• 2.2 热量与植物生长发育
• 2.3 植物的水分需要
2.1 光与植物生长发育
• 光的概念
• 光的生物学意义与植物的光学特性
• 光谱的生物学影响
• 光强与光合作用
• 光长与植物光周期
什么是光?
• 以电磁波传输的能量
• 短波光 ：高能(蓝色)
• 长波光 ：低能(红光)
• 紫外光 ：不可见
光的生物学意义
1. 提供植物光合作用的能量（可见光）
光合作用
CO2 +H2O + 光能 è C6H12O6 +O2 +化学能

2. 促进或改变生理反应(形态和生理效应)。如种子发芽、开花、衰老、块茎形成、休眠等。

3. 提供热能。红外和可见光被植物吸收，获得热能提高体温，不参加生化反应。

3. 辐射产生变异。太空育种。
什么是光质？
• 辐射能量随波长的分布（不同颜色的光量），
也即光谱特征。
• 植物叶片吸收红、蓝光，反射绿光。
• 大气散射蓝光，太阳看起来是红色。
• 玻璃和塑料过滤光
光合有效辐射
• 定义：能直接进行光合有效辐射那一部分太阳光谱成为光合有效辐射
• 光谱范围：400 - 700 nm
• 计算：QPAR=0.43S+0.57D
植物的光学特性—cont.
• 叶片反射特性的应用
反射率受叶绿素、叶片水、叶温、病虫害等影响，运用遥感技术监测长势
光谱的生物学效应
可见光 400 - 700 nm
• 光合作用
• 蓝光使植物矮壮、坚硬，颜色变黑。
• 红光使植物节间伸长、软、植株高。
• 红光-远红光高端引起短小、暗绿色、有利分支生长。
• 红光-远红光高端增加节间长度、叶片增大、减少分支、减弱叶色、花色。
光谱的生物学效应—cont.
• 紫外线
<290 nm: 伤害作用
290 – 315 nm: 加速发育
315 – 400 nm: 无作用
光谱的生物学效应—cont
• 红外线：
远红外：>1000 nm 作为热能吸收
近红外：710 – 1000 nm 具有特殊伸长作
用；影响植物开花，种子发芽等。
光谱的生物学效应—应用
• 色膜覆盖改变光质
如:浅蓝色薄膜育秧有利于形成壮秧；
黄色薄膜促进黄瓜叶色浓绿，叶片肥大，增产。
什么是光强?
• 单位时间单位面积接收到的辐射能量。
• 用 Wm-2 表示
– 夏天 〉1,000 Wm-2
– 室内 = 3 Wm-2
• 植物需要20-13,00 Wm-2
影响光强的因素：
纬度、海拔、坡向、坡度、季节、植被等。

光强与植物的光合作用：
光补偿点：当光合作用固定的CO2恰与呼吸作用释放的CO2相等时的光强。
光饱和点：光合作用中，随着光照强度的加大，净 光合速率逐渐减慢，直到光合产物不再增加时的光强。

光强对生物的生长发育和形态建成的作用：
黄化现象
什么是光长?
• 日长、光照时间：
=可照时间+曙暮光时间

可照时间：在春分到夏至到秋分，北半球>12hrs。
曙暮光时间：夏季最长，冬季最短；高纬长于低
纬，夏季尤其如此。

日照时数：
• 光周期现象：植物生长发育对昼夜长短
日变化和年变化的反应。
• 光周期现象
• 长日照植物：要求较长的白天和较短的黑夜，日长 >13 hrs。否则，不能开花、延迟开花或数目减少。如：麦类、蚕豆、油菜等。产于高纬寒温带地区。
• 短日照植物：要求较短的白天和较长的黑夜，日长 <12 hrs。在日长缩短的情况下，提早开花或数目增多。日照超过一定长度便不开花或明显推迟开花。如：水稻、玉米、高粱、向日葵、棉花、牵牛、菊类等，产于低纬热带地区。
• 中日照植物：花芽形成需要中等日照时间的植物，例如甘蔗。
• 日中性植物：开花与否同日照条件无关，如黄瓜等。
植物光周期的反应:
主要是诱导花芽的形成和开始休眠。
如：多年生果树的休眠。
• 光周期现象在引种上的应用：
长日照植物
北种南引
补偿作用
南种北引
短日照植物
北种南引
叠加作用
南种北引