試析太陽(yáng)輻射對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響

湯軍

黑龍江北大荒農(nóng)業(yè)股份有限公司二九0分公司氣象站

試析太陽(yáng)輻射對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響

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太陽(yáng)輻射能夠保證植物光合作用，提高農(nóng)作物產(chǎn)量；維持生長(zhǎng)溫度，保證農(nóng)作物持續(xù)生長(zhǎng)。本文分析了太陽(yáng)輻射對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響因素。

太陽(yáng)輻射；農(nóng)業(yè)生產(chǎn)；影響

一、光照度與植物生長(zhǎng)發(fā)育的關(guān)系

（一)影響光合作用

綠色植物的光合作用是在光照條件下進(jìn)行的，在一定的光照度范圍內(nèi)，植物的光合速率隨光照度上升而增加，當(dāng)光照度上升到某一數(shù)值后，光合速率不再繼續(xù)提高，這時(shí)的光照度稱為光飽和點(diǎn)。如果光照度繼續(xù)提高到一定程度后，反而會(huì)使光合作用強(qiáng)度下降，這是因?yàn)樘?yáng)輻射的熱效應(yīng)使葉面過(guò)熱的緣故，這種情況一般出現(xiàn)在炎熱的夏季中午前后。

不同作物的光飽和點(diǎn)不同。一般來(lái)說(shuō)，喜陽(yáng)作物的光飽和點(diǎn)比較高，如水稻、小麥、玉米、高梁、大豆、向日葵以及荒漠和高山作物；光飽和點(diǎn)高的作物對(duì)光能的利用率比較高。作物群體的光飽和點(diǎn)高于單株、單葉的光飽和點(diǎn)，封行后的群體甚至不存在光飽和點(diǎn)，因?yàn)楣庹斩仍黾樱后w的上層葉片雖已飽和，但下層葉片光合速率仍隨光照度的增加而提高，所以群體總的光合速率不斷上升。

(二)影響作物的發(fā)育進(jìn)程

一般強(qiáng)光有利于生殖生長(zhǎng)，如黃瓜雌花數(shù)的增加，小麥分化更多的小花等等。弱光有利于營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)。但當(dāng)光照不足時(shí)，植株將黃化，莖稈柔軟而缺乏韌性，容易倒伏。

(三)影響作物的品質(zhì)

喜光作物在光照不足時(shí)，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量將減少。如禾本科(水稻等)和豆科作物的籽粒中的蛋白質(zhì)含量將減少；糖用甜菜的含糖量將減少；馬鈴薯塊莖中淀粉含量將減少；牧草的營(yíng)養(yǎng)成分、品質(zhì)將降低。相反，光照太強(qiáng)，對(duì)煙草等喜陰作物來(lái)說(shuō)，品質(zhì)將降低。

二、光照時(shí)間與植物生長(zhǎng)發(fā)育的關(guān)系

(一)光周期現(xiàn)藏和類型

晝夜交替及它們的長(zhǎng)度對(duì)植物開花結(jié)實(shí)有很大的影響，有些植物需要長(zhǎng)夜短晝才能開花，另外一些則相反，這種現(xiàn)象稱為光周期現(xiàn)象。

根據(jù)植物對(duì)光周期的反應(yīng)，把植物分成以下三種類型：

1.短日照植物指只有在日照長(zhǎng)度小于某一時(shí)數(shù)才能開花的植物，延長(zhǎng)日照就不能開花結(jié)實(shí)，如水稻、玉米、大豆、高梁、果等原產(chǎn)熱帶和亞熱帶植物。

2.長(zhǎng)日照植物指只有在日照長(zhǎng)度大于某—時(shí)數(shù)才能開花的植物，延長(zhǎng)日照時(shí)數(shù)就不能開花結(jié)實(shí)，如大麥、菠菜等原產(chǎn)高緯度的植物品種。

3.中間性植物這類植物在長(zhǎng)、短不同的日照下都能正常開花結(jié)實(shí)，如番茄、黃瓜等。

上述標(biāo)準(zhǔn)彼此有較大的重復(fù)，如在12—14h的光照下，不少長(zhǎng)日照植物與短日照植物都能開花，不過(guò)當(dāng)光照時(shí)間延長(zhǎng)或縮短時(shí)，二者的發(fā)育有的加快，有的卻延緩，它們質(zhì)的差別就顯示出來(lái)了。

（二)光照時(shí)間與作物引種

在引種工作中除了考慮當(dāng)?shù)販囟?、水分?yīng)滿足引入品種的要求外，還應(yīng)考慮日照條件是否符合要求。

1.緯度相同地區(qū)間引種因光照時(shí)間相近，引種成功的可能性較大。但相同緯度的兩地，雖同一時(shí)期光照時(shí)間相近，但通常兩地溫度不同，易造成兩地的發(fā)育期出現(xiàn)日期不盡相同，這一點(diǎn)是要注意的。

2.短日照作物引種南方品種北引，由于北方生長(zhǎng)季節(jié)內(nèi)日照時(shí)間較長(zhǎng)，特使作物生育期延長(zhǎng)，嚴(yán)重的甚至不能抽穗和開花結(jié)實(shí)。為了使其能及時(shí)成熟，宜引用較早熟的品種，或感光性較弱的品種；反之，北方品種南引，由于南方害夏生長(zhǎng)季節(jié)內(nèi)日照時(shí)間較短，使作物加速發(fā)育，生育期縮短，如果生育期縮短，過(guò)多地影響了營(yíng)養(yǎng)體生長(zhǎng)，將減低作物產(chǎn)量。為了使南引的作物保持高產(chǎn)，宜選用遲熟與感光性弱的品種，或調(diào)整播種期。同理，在雙季種植制度下的短日照植物，由于晚季比早季光照時(shí)間短而品種感光性強(qiáng)。所以，早、晚之間的換種，將出現(xiàn)與不同緯度之間的引種類似的問題，即早季品種在晚季種植將加快發(fā)育，反之則延遲發(fā)育。

3.長(zhǎng)日照作物引種北方品種南引，由于日照時(shí)間短，將延遲發(fā)育與成熟；南方品種北引，則相反。從生產(chǎn)上講，長(zhǎng)日性作物引種比短日性作物困難較少，因?yàn)槿绻豢紤]地勢(shì)的影響，我國(guó)南方一般北方溫度高，長(zhǎng)日性作物北種南引，溫度將加快發(fā)育，光照短使之延遲發(fā)育，光溫對(duì)發(fā)育的影響有“互相補(bǔ)償”的作用，南種北引類似。反之，短日性作物之南種北引，光、溫對(duì)發(fā)育速度的影響有“互相疊加”的作用，所以增加了南北引種的困難。

三、作物的光能利用率及其提高途徑

（一）作物的光能利用率

到達(dá)作物層的太陽(yáng)輻射，一部分被作物反射到空間，一部分漏射或透射到地面，其余部分被作物(主要是葉片)所吸收。但是，在被作物吸收的這部分輻射中，大部分轉(zhuǎn)化為熱量釋放出來(lái)，而只有一小部分用于光合作用，制造破水化合物，所以作物的光能利用率是很低的。

(二)影響光能利用率提高的主要因素

作物自身的光合效能低和總的光合量低是限制光能利用的主要原因，具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

1.光能轉(zhuǎn)化率低投射到大田的光合有效輻射值有較大的浪費(fèi)，即田間漏光、農(nóng)耗時(shí)期光能損失、田間葉片的反射以及衰老的葉片不參與光合作用等損失約占36%。而光合作用中消耗與呼吸作用的物質(zhì)及其他損失，占光合作用的20%一30%。

2.溫度高溫下，光合速率降低，甚至幾乎停止，這主要是由于高溫使葉片氣孔關(guān)閉。冬春氣溫低，使植物體生長(zhǎng)矮小，不能形成足夠的葉面積，使植物光合產(chǎn)量不高。另外，自然界還有一些高低溫災(zāi)害，使植物生長(zhǎng)狀況變壞。

（三)提高光能利用率的途徑

1.充分利用生長(zhǎng)季節(jié)，優(yōu)化耕作制度和栽培措施作物在苗期往往較稀，有大量的太陽(yáng)光漏射到地面上而浪費(fèi)了，而苗期往往占作物整個(gè)生育期的l／3左右，為了充分發(fā)揮這—階段的光能潛力，間作套種是解決這個(gè)問題的有效措施。它延長(zhǎng)了生長(zhǎng)季節(jié)，較充分地利用了各種小氣候條件，從而提高了光能與土地利用率。間作套種還把單作的間隙用光變?yōu)樘鬃鞯难永m(xù)交替用光，延長(zhǎng)群體的光合時(shí)間，同時(shí)加大總體光合面積。另一方面，間作套種的邊際優(yōu)勢(shì)的作用是很大的。在同一種植密度下，由于增加邊行與多層受光，因而增加了直接照光面，把單作時(shí)光照分布的上強(qiáng)下弱形勢(shì)變成邊行光照強(qiáng)、光照比較均勻的形勢(shì)，改善了農(nóng)田通風(fēng)遠(yuǎn)光條件。

2.選育合理的株型、葉型、酌產(chǎn)和不倒伏品種一般斜立葉較利于群體中光能的合理分布與利用，并且斜立葉向外反射光較少，向下漏光較多，使下面有更多葉片見光。株型緊湊的群體互相遮陽(yáng)較少，耐弱光照抗倒，形成較大的葉面積，光合利用率高。

[1]王建源趙玉金陳艷春馮建設(shè).山東省太陽(yáng)輻射及其光熱生產(chǎn)潛力評(píng)估[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),2010(07).

[2]周明厚;基于溫度數(shù)據(jù)的太陽(yáng)輻射空間模擬[D];西南大學(xué); 2011年