試析太陽輻射對農業生產的影響

湯軍

黑龍江北大荒農業股份有限公司二九0分公司氣象站

試析太陽輻射對農業生產的影響

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太陽輻射能夠保證植物光合作用，提高農作物產量；維持生長溫度，保證農作物持續生長。本文分析了太陽輻射對農業生產的影響因素。

太陽輻射；農業生產；影響

一、光照度與植物生長發育的關系

（一)影響光合作用

綠色植物的光合作用是在光照條件下進行的，在一定的光照度范圍內，植物的光合速率隨光照度上升而增加，當光照度上升到某一數值后，光合速率不再繼續提高，這時的光照度稱為光飽和點。如果光照度繼續提高到一定程度后，反而會使光合作用強度下降，這是因為太陽輻射的熱效應使葉面過熱的緣故，這種情況一般出現在炎熱的夏季中午前后。

不同作物的光飽和點不同。一般來說，喜陽作物的光飽和點比較高，如水稻、小麥、玉米、高梁、大豆、向日葵以及荒漠和高山作物；光飽和點高的作物對光能的利用率比較高。作物群體的光飽和點高于單株、單葉的光飽和點，封行后的群體甚至不存在光飽和點，因為光照度增加，群體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)影響作物的發育進程

一般強光有利于生殖生長，如黃瓜雌花數的增加，小麥分化更多的小花等等。弱光有利于營養生長。但當光照不足時，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

喜光作物在光照不足時，營養物質含量將減少。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；牧草的營養成分、品質將降低。相反，光照太強，對煙草等喜陰作物來說，品質將降低。

二、光照時間與植物生長發育的關系

(一)光周期現藏和類型

晝夜交替及它們的長度對植物開花結實有很大的影響，有些植物需要長夜短晝才能開花，另外一些則相反，這種現象稱為光周期現象。

根據植物對光周期的反應，把植物分成以下三種類型：

1.短日照植物指只有在日照長度小于某一時數才能開花的植物，延長日照就不能開花結實，如水稻、玉米、大豆、高梁、果等原產熱帶和亞熱帶植物。

2.長日照植物指只有在日照長度大于某—時數才能開花的植物，延長日照時數就不能開花結實，如大麥、菠菜等原產高緯度的植物品種。

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

上述標準彼此有較大的重復，如在12—14h的光照下，不少長日照植物與短日照植物都能開花，不過當光照時間延長或縮短時，二者的發育有的加快，有的卻延緩，它們質的差別就顯示出來了。

（二)光照時間與作物引種

在引種工作中除了考慮當地溫度、水分應滿足引入品種的要求外，還應考慮日照條件是否符合要求。

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

2.短日照作物引種南方品種北引，由于北方生長季節內日照時間較長，特使作物生育期延長，嚴重的甚至不能抽穗和開花結實。為了使其能及時成熟，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，由于南方害夏生長季節內日照時間較短，使作物加速發育，生育期縮短，如果生育期縮短，過多地影響了營養體生長，將減低作物產量。為了使南引的作物保持高產，宜選用遲熟與感光性弱的品種，或調整播種期。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間短而品種感光性強。所以，早、晚之間的換種，將出現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育，反之則延遲發育。

3.長日照作物引種北方品種南引，由于日照時間短，將延遲發育與成熟；南方品種北引，則相反。從生產上講，長日性作物引種比短日性作物困難較少，因為如果不考慮地勢的影響，我國南方一般北方溫度高，長日性作物北種南引，溫度將加快發育，光照短使之延遲發育，光溫對發育的影響有“互相補償”的作用，南種北引類似。反之，短日性作物之南種北引，光、溫對發育速度的影響有“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

到達作物層的太陽輻射，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，大部分轉化為熱量釋放出來，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，具體表現在以下幾個方面：

1.光能轉化率低投射到大田的光合有效輻射值有較大的浪費，即田間漏光、農耗時期光能損失、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閉。冬春氣溫低，使植物體生長矮小，不能形成足夠的葉面積，使植物光合產量不高。另外，自然界還有一些高低溫災害，使植物生長狀況變壞。

（三)提高光能利用率的途徑

1.充分利用生長季節，優化耕作制度和栽培措施作物在苗期往往較稀，有大量的太陽光漏射到地面上而浪費了，而苗期往往占作物整個生育期的l／3左右，為了充分發揮這—階段的光能潛力，間作套種是解決這個問題的有效措施。它延長了生長季節，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為套作的延續交替用光，延長群體的光合時間，同時加大總體光合面積。另一方面，間作套種的邊際優勢的作用是很大的。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，把單作時光照分布的上強下弱形勢變成邊行光照強、光照比較均勻的形勢，改善了農田通風遠光條件。

2.選育合理的株型、葉型、酌產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.山東省太陽輻射及其光熱生產潛力評估[J].安徽農業科學,2010(07).

[2]周明厚;基于溫度數據的太陽輻射空間模擬[D];西南大學; 2011年