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展的基礎，與其他生理活動一樣，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、溫度和礦質元素，了解這些因素，可以更好的創造植物適宜的生長環境，增強光合作用的效率。

關鍵詞：光合作用；產生原理；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光源的作用下，吸收光能，產生反應，使水和二氧化碳進行轉化，形成有機物，并釋放氧氣的過程。光合作用是自然界一切生命存在和發展的基礎，對地球的整個生態循環系統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，包括很多系統的、復雜的代謝反應，主要包括光反應和暗反應兩個不同的階段。自1771年，光合作用被發現以來，科學家在不斷研究光合作用，希望能夠找尋出能量進行轉化的原理，推動農業和能源技術的發展。

2 光合作用產生的原理

大多數人認為只有綠色植物才產生光合作用，其實不然，一些含有葉綠體的動物和細菌在足夠的條件下也可以產生光合作用，這就與光合作用的原理息息相關。這些能產生光合作用的物體除了都含有葉綠體外，一般都比較簡單，沒有類似于動物消化系統這樣復雜的結構，只能依靠自己來提供營養。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行光合作用，獲得本體在成長發育中所需要的養分。如果光照太過強烈，植物會自動關閉氣孔，減弱光合作用的強度。對植物的光合作用來說，葉綠體是非常重要的關鍵，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行轉化，在釋放氧氣的同時，形成淀粉類物質。

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，部分通過蒸騰作用而消散。水分通過作用于植物的其他活動，間接作用于光合作用，而不是產生直接的影響。如果植物的水分代謝出現問題，葉子沒有足夠的含水量，就是自動閉合氣孔，使二氧化碳無法進入葉子內部，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，只有當植物周圍的二氧化碳濃度達到一定的數值時，才可以進行光合作用。植物可以順利進行光合作用的最低濃度數值為二氧化碳補償點，也就是說當植物周圍的濃度達到這個標準時，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標準，植物吸收的二氧化碳就會比釋放的少，長此以往的消耗過多，植物就會枯萎、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，但這也是有限度的，如果超過這個限度，光合作用的強度就會停止增加或僅少量增加，這個限度通常被稱為飽和點。如果大大超過這個標準，光合作用的強度不但不會增加，甚至還會減少，最終將妨礙植物的正常成長。所以在人工培育時要根據植物生長的周邊環境，適當的調整二氧化碳的濃度，保證植物健康成長。

3.3 光源照射強弱程度的影響

光源的種類、強弱、時長都影響光合作用轉化形成的物質，同時還使植物的形態發生改變，例如開花的形態、樹葉的厚薄、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境中，在限定的光源照射強弱程度內，光源照射強度值越大，光合作用產生的效果越好。當光源照射的強度值超過限定的最高點時，光合作用的效果不但不會變強，還會起到相反的效果，使植物中的葉綠素被分解，植物產生生理病害。不同植物對光照的耐受程度都有所不同，光源照射的強度值會隨著周邊環境里二氧化碳濃度而產生變化，也就意味著在植物生長過程中，一味加大光照強度是沒有作用的。反之，如果植物長期處在弱光照環境中，對植物的生長也十分不利，植物光合作用產生的物質大大小于呼吸作用消耗的物質，植物成長的速度就會變得緩慢，長時間的話還會造成植物死亡。通常以植物對光源照射強度的需求為標準，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，對光照的要求比較高，在現代的植物種植工廠中，為了更好的培育蔬菜，會運用人工光源，而選擇的依據就是植物對光源照射強度的相關要求。正確認識不同植物對光照強度的需求標準，是設計、選用人工光源、增加植物產量的重點。

3.4 溫度的影響

植物進行光合作用能適應不同的溫度，溫度影響主要與植物生存的環境有關。在溫帶，植物進行光合作用，溫度達到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攝氏度的時候，就不能進行光合作用。在限定的溫度區間內，從最低值開始，光合作用的強度隨著溫度上升而加強，但超過最高值時，光合作用的強度反而會隨之下降。有研究表明，植物可以在10-37攝氏度之間進行一般的光合作用，最適宜的溫度大概在25-30攝氏度之間，能適應的最高溫度不超過50攝氏度，但這個時候光合作用已經微乎其微了，有的甚至已經沒有了。溫度不是單一的影響光合作用，而是受到環境中二氧化碳和光源照射強度的影響，在二氧化碳濃度和光照強度大的地方，植物光合作用能適應的溫度就比較高，相反，當二氧化碳濃度和光照強度小的地方，植物能適應的溫度也比較低。冬天進行溫室種植的時候，在陰雨天或晚上要及時調整，適當降低溫室的溫度。

3.5 礦質元素的影響

礦質元素是植物的根系從土壤里吸取到的除了碳氫氧以外的其他元素，是植物成長必不可少的組成部分，光合作用也需要用到這些元素。曾有實驗證明，用磷脂酶把分離出來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環境下，葉綠體的光合作用明顯受到抑制，由此可見磷在保證葉綠體膜的結構和作用上都十分重要。另外還有鎂，是葉綠體必含的成分，沒有鎂，葉綠素就無法合成；還有鉀，能夠促進植物運用光合作用合成糖分，還將糖分運送到根、莖、種子等各個部分。還有其他很多種元素，雖然含量不高，但都不可或缺，所以在進行農業生產的時候，要根據土壤的實際情況，結合植物的不同需要，及時適當的添加肥料，增強農作物的光合作用強度，提高農作物的產量。

4 結語

光合作用是一個復雜的過程，是多種因素巧妙結合在一起創造的成果，這些因素相互關聯、相互制約，共同作用在植物的光合作用之中。只有充分認識這些因素，知道這些因素的作用和最佳應用條件，才能更好的創造植物最適合的成長環境，加強植物對光能的應用，增強光合作用的效率，提高植物產量，創造更大的經濟價值和社會價值。

參考文獻：

[1]夏天，魏昌瑛. “探究環境因素對光合作用的影響”實驗探討[J].生物學通報. 2017（02）：54-57

[2]盧江. 環境因素對光合作用強度影響實驗的改進[J].教學儀器與實驗. 2015（06）：24-25

[3]王鋼，孫偉偉，黃雅婷. 進一步探究環境因素對光合作用強度的影響[J].教學儀器與實驗. 2009（03）：41-42