影響植物光合效率的因子及應用

王瑩　張玉岐

1 影響植物光合作用的主要因子

1.1 光照強度

光照強度與光合作用的關系極為密切。光是光合作用的能量來源，也是葉綠素形成的條件。光照影響著葉片氣孔的開閉，從而影響到二氧化碳的進人。此外光照還影響到溫度和濕度變化。在一定范圍內，植物的光合強度隨著光照強度的增加而上升。當光照強度增加到某一數值時，光合強度達到最大值，此后即使光照強度繼續增加，光合強度也不再增加。這種現象即是光飽和現象，達到光飽和時的光照強度叫做光飽和點。達到光飽和點后仍繼續增加光照，有些植物的光合強度不僅不增加反而會下降，這種現象稱為光抑制現象。根據植物對光照強度的不同要求，可把植物分為陽性植物和陰性植物。陽性植物如樺木、松樹、楊樹、懸鈴木、月季、扶桑、唐菖蒲等。陽性植物的光飽和點接近全日照。而陰性植物在全日照1/10時就能進行正常的光合作用，如果光照強度過高光合作用反而減弱。這類植物有云杉、紅豆杉、八仙花、杜鵑等。

當光照強度較高時，植物的光合作用往往要比呼吸作用高，當光照強度下降時，光合作用和呼吸作用隨著下降，當光照強度降低到一定數值時，植物的光合作用吸收二氧化碳：與呼吸作用放出的二氧化碳相等，此時的光照強度叫做光補償點。光補償點標志著該種植物對光照要求的極限，反映了該種植物對弱光的利用能力。在園林植物種植設計和室內綠化裝飾工作中，要充分考慮到環境的光照強度和不同樹種，不同花卉的光補償點。一般喜光植物光補償點為500～1000勒克斯，耐陰植物為l00勒克斯。

1.2 二氧化碳濃度

二氧化碳濃度與光合強度的關系，也類似光照與光合強度的關系，有二氧化碳飽和點和二氧化碳補償點。二氧化碳補償點就是植物光合作用吸收二氧化碳與呼吸作用放出二氧化碳相等時環境中二氧化碳的濃度。二氧化碳補償點反映某種植物在低濃度下利用二氧化碳的能力。在二氧化碳補償點以上，光合強度會隨二氧化碳濃度的升高而增加。但當二氧化碳濃度達到某一濃度時，光合作用不再隨二氧化碳濃度而增加，此時二氧化碳的濃度稱為二氧化碳飽和點。大多數植物的二氧化碳飽和點在正常日照條件下為0.08%～0.18%。二氧化碳濃度超過飽和點以后，將引起植物中毒或氣孔關閉，抑制光合作用。

1.3 溫度

溫度對光合作用的影響比較復雜，光合過程中的暗反應包含著一系列的酶促反應，而溫度直接影響到酶的活性。因此，溫度的變化必然對光合作用帶來影響。光合作用的最適溫度因不同植物而異。熱帶植物在低于5～7℃的溫度下，即不能進行光合作用，而溫帶和寒帶植物在0℃以下仍能進行光合作用。碳三植物最適溫度在10～30℃。碳四植物的光合作用最適溫度在40℃左右。

1.4 水分

水對光合作用的影響是間接的。當土壤干旱，植物體內水分虧缺時，會直接影響葉片組織含水量，造成氣孔關閉，二氧化碳不能進入到葉肉間隙；而且植物缺水時，葉片中淀粉水解加強，糖分積累，影響到光合產物的輸出，這些情況都會影響到光合作用的進行。

1.5 礦質元素

礦質元素對光合作用的影響既有直接作用又有間接作用。氮和鎂是葉綠素的組成元素，鐵和錳參與葉綠素的合成過程，鉀和磷等參與碳水化合物代謝，缺乏時便影響糖類的轉化和運輸，這樣間接地影響到光合作用。此外，磷也參與光合作用中間產物的轉化和能量傳遞，對光合作用的影響很大。因此，合理施肥，保證礦質元素營養對光合作用的正常進行非常重要。

1.6 植物體內葉綠素含量

在一定范圍內，光合強度與葉綠素含量成正比。植物在光照強度減弱的情況下，葉片內的葉綠素含量會有所增加，這是植物對環境的適應能力的表現。一般來說葉綠素含量豐富的植物比較健壯，陰性樹種比陽性樹種的葉綠素含量高。

1.7 植物不同生育期及葉片年齡

植物從苗期開始，隨植株的成長，一直到開花期，光合強度表現出上升趨勢，開花期達到最高值。到了生育后期，隨植株的衰老，光合強度也逐漸下降。葉片幼小時光合強度低，成熟的葉片光合強度最高，葉片衰老變黃時光合強度又下降。所以同一株植物不同部位的葉片光合強度也有所不同。

1.8 光合產物的積累

光合產物的積累不利于光合作用，只有當光合產物運出時才有利于光合作用。所以光合強度高，產生大量可外運的有機物，而有機物的外運又反過來促進光合作用的進行，產生了一種良性的互促關系。在外界條件相同時，不同植物光合強度差別也很明顯。一般來說草本植物的光合強度大于木本植物，陽生葉的光合強度大于陰生葉，碳四植物的光合強度大于碳三植物。

2 提高植物光能利用率的措施

在生產實踐中常通過一些措施促進植物的光合作用，從而促進植物健壯生長，達到栽培的目的。

2.1 延長光合時間

延長光合時間就是最大限度地利用光照時間，一是提高復種指數，采用輪作、間作、套種等辦法，在一年內巧妙地搭配各種植物，從時間和空間上更好地利用光能，縮短土地的空閑時間。二是延長生育期，適時早播、早栽和合理施肥，迅速擴大光合面積，后期要求葉片不早衰，相對地增加了光合時間和延長了生育期。近年來苗圃采用塑料大棚育苗，可以提前播種，使苗木的生育期延長，生長量也隨之增加。三是人工補充光照，在室內小面積栽培中，當陽光不足或日照時間縮短時，可用日光燈補充光照。

2.2 增加光合面積

光合面積是指植物的葉面積而言，增加的辦法主要有合理密植和改變株形。

2.3 加強光合效率

光照、溫度、水分、肥料和二氧化碳濃度等因素都會影響光合效率，生產中改變這些因素則可加強光合效率。如在設施園藝中增加二氧化碳濃度的方法普遍應用，空氣中的二氧化碳濃度為0.033%，而植物光合作用最適濃度0.1%，因此可用燃燒石油液化氣或用干冰升華、設置二氧化碳發生器等方法增加二氧化碳濃度，效果十分顯著。