作物生理生态学

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1、【作物生理生态学】研究作物的生理反应过程与生态环境之间相互关系的科学；它主要研究包括作物个体、群体对不同环境的适应性，及环境对群体的影响；作物种群和群落在不同环境中的形成及发展过程以及田间生态随作物生长的变化。产生背景：现代作物生产的负效应。①能源过度消耗。②水资源日益紧缺。③生产成本增加。④污染加剧。⑤其他负效应。【作物生理生态学原理】（一）相生相克与互补原理（二）循环与再生原理（三）平衡与补偿原理。【光合作用】绿色植物利用光能把CO2和水合成有机物，同时释放氧气的过程。【光合速率】指单位时间单位叶面积的CO2吸收量或O2的释放量，也可用单位时间单位叶面积上的干物质积累量

2、来表示。【新长出的嫩叶光合速率低原因】(1)叶组织发育未健全，气孔尚未完全形成或开度小，细胞间隙小，叶肉细胞与外界气体交换速率低；(2)叶绿体小，片层结构不发达，光合色素含量低，捕光能力弱；(3)光合酶，尤其是Rubisco的含量与活性低；(4)幼叶的呼吸作用旺盛，因而使表观光合速率降低。当叶片长至面积和厚度最大时，光合速率通常也达到最大值，光合速率随叶龄增长出现”低—高—低”的规律。【叶的结构对光合能力的影响】(1)厚度、栅栏组织与海绵组织的比例、叶绿体和类囊体的数目等都对光合速率有影响。(2)C4植物的叶片光合速率通常要大于C3植物，这与C4植物叶片具有花环结构等特性有

3、关。栅栏组织细胞细长，排列紧密，叶绿体密度大，叶绿素含量高，致使叶的腹面呈深绿色，且其中Chla/b比值高，光合活性也高，而海绵组织中情况则相反。【光合产物的输出对光合的影响】光合产物积累到一定的水平后会影响光合速率的原因：(1)反馈抑制-化学。(2)淀粉粒的影响-物理学。叶肉细胞中蔗糖的积累会促进叶绿体基质中淀粉的合成与淀粉粒的形成，过多的淀粉粒一方面会压迫与损伤类囊体，另一方面，由于淀粉粒对光有遮挡，从而直接阻碍光合膜对光的吸收。【作物光合生态因子】光照、CO2、温度、水分、营养元素。光照为什么能影响光合？①光是光合作用的动力。②光是形成叶绿素、叶绿体以及正常叶片的必要

4、条件。③光还显著地调节光合酶的活性与气孔的开度。细分光照因子中有哪些因素对光合有影响？光强、光质、光照时间、光周期。光强对作物光合作用的影响：不同植物的光强—光合曲线不同，光补偿点和光饱和点也有很大的差异。光补偿点高的植物一般光饱和点也高，草本植物的光补偿点与光饱和点通常要高于木本植物；阳生植物的光补偿点与光饱和点要高于阴生植物；C4植物的光饱和点要高于C3植物。【光抑制】当光合结构接受的光能超过它所能利用的量时，光会引起光合速率的降低，这个现象就叫光合作用的光抑制。【强光下作物的保护机理】①通过叶片运动，叶绿体运动或叶表面覆盖蜡质层、积累盐或着生毛等来减少对光的吸收；②通

5、过增加光合电子传递和光合关键酶的含量及活化程度，提高光合能力等来增加对光能的利用；③加强非光合的耗能代谢过程；④加强热耗散过程，如蒸腾作用；⑤增加活性氧的清除系统，如超氧物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽还原酶等的量和活性；⑥加强PSⅡ的修复循环等。【光质】紫外光对果实着色也有很大影响。红外光主要是产生热量，特别是大于1000nm的红外光是产生热量的主要光源。【光合滞后期】从照光开始至光合速率达到稳定水平的这段时间。【产生滞后期的原因】①光对酶活性的诱导。②光合碳循环中间产物的增生需要准备过程。③光诱导气孔开启所需较长的时间，是叶片滞后期延长的主要因素。【光周期现象的影响】1.异

6、地引种：要考虑两地的日照时数是否一致及作物对光周期的要求。短日植物（北方→南方，发育提前，应选晚熟品种；南方→北方,发育推迟，应选早熟品种）长日植物（北方→南方，发育推迟，应选早熟品种；南方→北方，发育提前，应选晚熟品种）。2.光周期可使主茎节数、分枝数和分枝长度、叶片数、株高等发生变化。【光周期现象在生产中的应用】①日照长短不影响黄瓜开花但影响花雌雄的分化，日照短利于雌花形成。②以块茎、鳞茎等贮藏器官休眠的花卉，其贮藏器官的形成受光周期的诱导与调节。③光敏不育性杂交育种。【CO2对作物光合作用的影响】光合速率与大气至叶绿体间的CO2浓度差成正比，与大气至叶绿体间的总阻力成

7、反比；凡能提高浓度差和减少阻力的因素都可促进CO2流通而提高光合速率。CO2能显著提高作物的光合速率，这对C3植物尤为明显。【温度对作物光合作用的影响】①昼夜温差对光合净同化率有很大的影响。白天温度高，日光充足，有利于光合作用的进行；夜间温度较低，降低了呼吸消耗，因此，在一定温度范围内，昼夜温差大有利于光合积累。②在农业实践中要注意控制环境温度，避免高温与低温对光合作用的不利影响。【水分对作物光合作用的影响】①气孔导度下降。②光合产物输出变慢。③光合机构受损。④光合面积扩展受抑。【提高作物光能利用效率基础和途径】一