影響植物光合作用的因素分析

李璐

摘 要：光合作用是自然界生物存在和發(fā)展的基礎(chǔ)，與其他生理活動(dòng)一樣，光合作用也受到一系列因素的影響，包括水分、二氧化碳、光照、溫度和礦質(zhì)元素，了解這些因素，可以更好的創(chuàng)造植物適宜的生長(zhǎng)環(huán)境，增強(qiáng)光合作用的效率。

關(guān)鍵詞：光合作用；產(chǎn)生原理；影響因素

1 概述

眾所周知，光合作用是指含有葉綠素的綠色植物和部分藻類在可見(jiàn)光源的作用下，吸收光能，產(chǎn)生反應(yīng)，使水和二氧化碳進(jìn)行轉(zhuǎn)化，形成有機(jī)物，并釋放氧氣的過(guò)程。光合作用是自然界一切生命存在和發(fā)展的基礎(chǔ)，對(duì)地球的整個(gè)生態(tài)循環(huán)系統(tǒng)具有不可替代的重要作用，尤其是保證氧元素和碳元素的平衡，包括很多系統(tǒng)的、復(fù)雜的代謝反應(yīng)，主要包括光反應(yīng)和暗反應(yīng)兩個(gè)不同的階段。自1771年，光合作用被發(fā)現(xiàn)以來(lái)，科學(xué)家在不斷研究光合作用，希望能夠找尋出能量進(jìn)行轉(zhuǎn)化的原理，推動(dòng)農(nóng)業(yè)和能源技術(shù)的發(fā)展。

2 光合作用產(chǎn)生的原理

大多數(shù)人認(rèn)為只有綠色植物才產(chǎn)生光合作用，其實(shí)不然，一些含有葉綠體的動(dòng)物和細(xì)菌在足夠的條件下也可以產(chǎn)生光合作用，這就與光合作用的原理息息相關(guān)。這些能產(chǎn)生光合作用的物體除了都含有葉綠體外，一般都比較簡(jiǎn)單，沒(méi)有類似于動(dòng)物消化系統(tǒng)這樣復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，只能依靠自己來(lái)提供營(yíng)養(yǎng)。以綠色植物為例，只要有充分的光照，植物就可以借助這些光能進(jìn)行光合作用，獲得本體在成長(zhǎng)發(fā)育中所需要的養(yǎng)分。如果光照太過(guò)強(qiáng)烈，植物會(huì)自動(dòng)關(guān)閉氣孔，減弱光合作用的強(qiáng)度。對(duì)植物的光合作用來(lái)說(shuō)，葉綠體是非常重要的關(guān)鍵，在光合作用下，葉綠體把植物從根部吸收到的水分與從空氣中吸取的二氧化碳進(jìn)行轉(zhuǎn)化，在釋放氧氣的同時(shí)，形成淀粉類物質(zhì)。

3 影響光合作用的因素

3.1 水分的影響

水分是光合作用重要的原料之一，光合作用要用到很多的水嗎？其實(shí)不然，植物本身所吸取到的水分用在光合作用里的不足百分之一，剩余的水分部分用于植物的其他需要，部分通過(guò)蒸騰作用而消散。水分通過(guò)作用于植物的其他活動(dòng)，間接作用于光合作用，而不是產(chǎn)生直接的影響。如果植物的水分代謝出現(xiàn)問(wèn)題，葉子沒(méi)有足夠的含水量，就是自動(dòng)閉合氣孔，使二氧化碳無(wú)法進(jìn)入葉子內(nèi)部，從而降低光合作用的效果。

3.2 二氧化碳濃度的影響

二氧化碳是光合作用另外一種極其重要的原料，只有當(dāng)植物周圍的二氧化碳濃度達(dá)到一定的數(shù)值時(shí)，才可以進(jìn)行光合作用。植物可以順利進(jìn)行光合作用的最低濃度數(shù)值為二氧化碳補(bǔ)償點(diǎn)，也就是說(shuō)當(dāng)植物周圍的濃度達(dá)到這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，其吸收的二氧化碳跟釋放的二氧化碳量是平衡的。如果周圍的濃度低于這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，植物吸收的二氧化碳就會(huì)比釋放的少，長(zhǎng)此以往的消耗過(guò)多，植物就會(huì)枯萎、死亡。正常情況下，二氧化碳濃度越高，植物光合作用的能力就越強(qiáng)，但這也是有限度的，如果超過(guò)這個(gè)限度，光合作用的強(qiáng)度就會(huì)停止增加或僅少量增加，這個(gè)限度通常被稱為飽和點(diǎn)。如果大大超過(guò)這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，光合作用的強(qiáng)度不但不會(huì)增加，甚至還會(huì)減少，最終將妨礙植物的正常成長(zhǎng)。所以在人工培育時(shí)要根據(jù)植物生長(zhǎng)的周邊環(huán)境，適當(dāng)?shù)恼{(diào)整二氧化碳的濃度，保證植物健康成長(zhǎng)。

3.3 光源照射強(qiáng)弱程度的影響

光源的種類、強(qiáng)弱、時(shí)長(zhǎng)都影響光合作用轉(zhuǎn)化形成的物質(zhì)，同時(shí)還使植物的形態(tài)發(fā)生改變，例如開(kāi)花的形態(tài)、樹(shù)葉的厚薄、根莖的大小以及植株的高低等。假定在二氧化碳濃度相同的環(huán)境中，在限定的光源照射強(qiáng)弱程度內(nèi)，光源照射強(qiáng)度值越大，光合作用產(chǎn)生的效果越好。當(dāng)光源照射的強(qiáng)度值超過(guò)限定的最高點(diǎn)時(shí)，光合作用的效果不但不會(huì)變強(qiáng)，還會(huì)起到相反的效果，使植物中的葉綠素被分解，植物產(chǎn)生生理病害。不同植物對(duì)光照的耐受程度都有所不同，光源照射的強(qiáng)度值會(huì)隨著周邊環(huán)境里二氧化碳濃度而產(chǎn)生變化，也就意味著在植物生長(zhǎng)過(guò)程中，一味加大光照強(qiáng)度是沒(méi)有作用的。反之，如果植物長(zhǎng)期處在弱光照環(huán)境中，對(duì)植物的生長(zhǎng)也十分不利，植物光合作用產(chǎn)生的物質(zhì)大大小于呼吸作用消耗的物質(zhì)，植物成長(zhǎng)的速度就會(huì)變得緩慢，長(zhǎng)時(shí)間的話還會(huì)造成植物死亡。通常以植物對(duì)光源照射強(qiáng)度的需求為標(biāo)準(zhǔn)，分為喜光型植物、中光型植物、弱光型植物，以我們常吃的蔬菜為例，它就屬于喜光型植物，對(duì)光照的要求比較高，在現(xiàn)代的植物種植工廠中，為了更好的培育蔬菜，會(huì)運(yùn)用人工光源，而選擇的依據(jù)就是植物對(duì)光源照射強(qiáng)度的相關(guān)要求。正確認(rèn)識(shí)不同植物對(duì)光照強(qiáng)度的需求標(biāo)準(zhǔn)，是設(shè)計(jì)、選用人工光源、增加植物產(chǎn)量的重點(diǎn)。

3.4 溫度的影響

植物進(jìn)行光合作用能適應(yīng)不同的溫度，溫度影響主要與植物生存的環(huán)境有關(guān)。在溫帶，植物進(jìn)行光合作用，溫度達(dá)到0-6攝氏度就可以；在寒帶，溫度低至零下6-8攝氏度，植物依舊可以進(jìn)行光合作用；與之相反的是熱帶植物，如果處于3-7攝氏度的時(shí)候，就不能進(jìn)行光合作用。在限定的溫度區(qū)間內(nèi)，從最低值開(kāi)始，光合作用的強(qiáng)度隨著溫度上升而加強(qiáng)，但超過(guò)最高值時(shí)，光合作用的強(qiáng)度反而會(huì)隨之下降。有研究表明，植物可以在10-37攝氏度之間進(jìn)行一般的光合作用，最適宜的溫度大概在25-30攝氏度之間，能適應(yīng)的最高溫度不超過(guò)50攝氏度，但這個(gè)時(shí)候光合作用已經(jīng)微乎其微了，有的甚至已經(jīng)沒(méi)有了。溫度不是單一的影響光合作用，而是受到環(huán)境中二氧化碳和光源照射強(qiáng)度的影響，在二氧化碳濃度和光照強(qiáng)度大的地方，植物光合作用能適應(yīng)的溫度就比較高，相反，當(dāng)二氧化碳濃度和光照強(qiáng)度小的地方，植物能適應(yīng)的溫度也比較低。冬天進(jìn)行溫室種植的時(shí)候，在陰雨天或晚上要及時(shí)調(diào)整，適當(dāng)降低溫室的溫度。

3.5 礦質(zhì)元素的影響

礦質(zhì)元素是植物的根系從土壤里吸取到的除了碳?xì)溲跻酝獾钠渌?，是植物成長(zhǎng)必不可少的組成部分，光合作用也需要用到這些元素。曾有實(shí)驗(yàn)證明，用磷脂酶把分離出來(lái)的葉綠體膜上的磷脂水解以后，在具有同等條件的原料和其他相關(guān)環(huán)境下，葉綠體的光合作用明顯受到抑制，由此可見(jiàn)磷在保證葉綠體膜的結(jié)構(gòu)和作用上都十分重要。另外還有鎂，是葉綠體必含的成分，沒(méi)有鎂，葉綠素就無(wú)法合成；還有鉀，能夠促進(jìn)植物運(yùn)用光合作用合成糖分，還將糖分運(yùn)送到根、莖、種子等各個(gè)部分。還有其他很多種元素，雖然含量不高，但都不可或缺，所以在進(jìn)行農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的時(shí)候，要根據(jù)土壤的實(shí)際情況，結(jié)合植物的不同需要，及時(shí)適當(dāng)?shù)奶砑臃柿希鰪?qiáng)農(nóng)作物的光合作用強(qiáng)度，提高農(nóng)作物的產(chǎn)量。

4 結(jié)語(yǔ)

光合作用是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程，是多種因素巧妙結(jié)合在一起創(chuàng)造的成果，這些因素相互關(guān)聯(lián)、相互制約，共同作用在植物的光合作用之中。只有充分認(rèn)識(shí)這些因素，知道這些因素的作用和最佳應(yīng)用條件，才能更好的創(chuàng)造植物最適合的成長(zhǎng)環(huán)境，加強(qiáng)植物對(duì)光能的應(yīng)用，增強(qiáng)光合作用的效率，提高植物產(chǎn)量，創(chuàng)造更大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和社會(huì)價(jià)值。

參考文獻(xiàn)：

[1]夏天，魏昌瑛. “探究環(huán)境因素對(duì)光合作用的影響”實(shí)驗(yàn)探討[J].生物學(xué)通報(bào). 2017（02）：54-57

[2]盧江. 環(huán)境因素對(duì)光合作用強(qiáng)度影響實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)[J].教學(xué)儀器與實(shí)驗(yàn). 2015（06）：24-25

[3]王鋼，孫偉偉，黃雅婷. 進(jìn)一步探究環(huán)境因素對(duì)光合作用強(qiáng)度的影響[J].教學(xué)儀器與實(shí)驗(yàn). 2009（03）：41-42