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光合有效辐射(光量子)名词解释


发布日期:[2015-01-28] 共阅[3044]次

光合有效辐射(光量子)名词解释:在环境因子、作物因子,以及农业技术措施均处于*状态时,由作物群体光合效率所决定的单位面积生物学产量。通过光合生产潜力的计算,不仅可得出植物潜在光合生产力的地域分布规律,还可据以分析影响作物生长发育和干物质形成的限制因素,以便采取更合理的农业技术措施,zui大限度地利用太阳能。
  
  光合生产潜力的计算涉及多种参数值。植物的叶绿体吸收太阳辐射光谱中400~700纳米波段的能量(即光合有效辐射)参与光合作用,因此,计算光合生产潜力就要估算光合有效辐射 (Qp)占总辐射(Q)的比例、作物群体截获的太阳光能的数量、光饱和点以上未被利用的能量(Ls),以及包括光呼吸消耗在内的呼吸作用所损耗的能量(Lr)。另外,太阳光能通过辐射到达作物层时,一部分被反射回宇宙空间(RA),一部分透射到土面(RT),还有一部分被作物非光合器官所吸收(An)。进入叶绿体光合作用反应中心的太阳光能,又受量子效率(Eg)的影响,所以太阳光能zui终以有机物的形式储存于植物体内的能量,只占太阳光能的极少一部分。
  
  根据量子效率理论,可计算出光合作用的zui大效率为22.4%。但实际上还要排除某些因素的影响。如除去光合作用中消耗于呼吸作用的物质损失等,并以上述计算结果的30%计,则吸收的光能在光合作用中用于形成有机物质的理论有效系数当为 0.224(1-0.3)=15.68%。如果再把大田反射、透射、接茬耗光和植物衰老期利用率下降等因素计算在内,则在zui终形成产量的能量利用率约为10%,这一理论数值即是农业生产中有可能达到的产量上限。
  
  光合生产潜力(P)的计算也可用下式表达:
  
  式中CE为生产1克干物质所需的能量,CA为干物质中灰分含量,CA为风干干物质的规定含水率。
  
  如对P进行温度订正,即为光温生产潜力(Pt)。
  Pt=ft·p
  式中ft为温度订正函数。
  
  由于研究者取值不同,计算所得结果常有不同。
  
  绿色植物进行光合作用过程中,吸收的太阳辐射中使叶绿素分子呈激发状态的那部分光谱能量。波长约为400~700纳米,以符号Qp代表,单位为瓦/米2。光合有效辐射是植物生命活动、有机物质合成和产量形成的能量来源。
  
  太阳直接辐射中的光合有效辐射系数,即直接辐射中的光合有效辐射与太阳直接辐射之比,随太阳高度角的增大和大气混浊度的减小而增高。其比值随时间的变化在晴天快,一般早晚低,正午前后高而稳定,夏季高,冬季低。晴朗的冬季,当太阳高度从10°增加到45°时,光合有效辐射系数由0.35增加到0.45;夏季则由0.47增加到0.48。散射辐射中的光合有效辐射系数基本上不随太阳高度角改变,但在睛阴不同的天气类型下,却存在一定变化,并比直接辐射中的光合有效辐射系数偏大,介于0.50~0.60之间。
  
  光合有效辐射可用仪器直接测定。为取得太阳直接辐射和散射辐射与光合有效辐射之间的比例系数,可将日射仪或天空辐射表和光合有效辐射仪进行同步观测,计算出日、月、季和年的系数值及其相互关系。苏联Χ.莫尔达乌等人研究了太阳直接辐射(S)和漫射辐射(D)与光合有效辐射(Qp)的定量关系,列出了计算式并指出在中高纬度4~9月中午太阳高度不低于20°时,该式对光合有效辐射日总量或月总量的计算误差不超过 5%。其计算式为:
  Qp=0.43S+0.57D
  
  对绿色植物生长发育有作用的辐射波长范围较光合有效辐射波长范围为宽,大致在300~800纳米范围内,这一部分辐射称为生理辐射,它除对光合作用起作用外,也对其他一些生理活动有影响。RY-GH型光合有效辐射传感器可被用来测量植物光合作用中光合有效辐射量。

 

 
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