植物生理论文

解析各种因素对光合作用的影响

摘 要：光合作用经常受到外界条件和内在因素的影响而不断变化，外界条件

中主要有光照、CO2 和温度。在一定范围内，这些条件越强，光合速率越快。这些因素对光合作用的影响不是孤立的，而是相互联系、相互作用的。研究不同因素对于光合作用的影响，可以有助于将结论运用于生产实践中，带来经济效益。 关键词：光合作用 因素 影响

绿色植物吸收阳光的能量，同化CO2和水，制造有机物质并释放氧气的过程，称为光合作用。它可以把无机物变成有机物，蓄积太阳能量和利于环境保护。从此，光合作用是地球上生命存在、繁荣和发展的根本源泉，所以人们称光合作用是“地球上最重要的化学反应”。光合作用的研究在理论上和生产实践上都具有重大的意义。对农业现代化来说，人们栽培作物、果蔬、蔬菜的目的，在于获得更多的光合产物。对于工业现代化来说，光合作用将太阳光能转变为化学能，把简单的无机物合成有机物。弄清光合作用的机理，对太阳光能的利用、生物催化的应用，以至模拟光合作用用来人工合成食物等，都具有指导意义。 一． 温度

在三种不同初始生物量的情况下,环境温度5℃--20℃范围内的伊乐藻的产氧能力随温度升高而上升,在20℃--30℃范围内随着温度的升高呈现下降的趋势。同时可以看出,于最高产氧能力时对温度的要求相差不大,经平均,在

23.8℃和18.3℃时,伊乐藻的产氧能力最高（吴英海等，2009）。高温引起光合速率下降有气孔因素也有非气孔因素。高温下叶绿素含量合成受阻，叶黄素、类胡萝卜素含量下降，且各种色素之间的比例也会发生一定的变化，并直接影响光能的吸收(赵博等，2009)。高温胁迫降低了光系统Ⅱ（PSⅡ）最大光化学量子效率（Fv/Fm）、PSⅡ反应中心捕获激发能效率（F′v/F′m）、光化学猝灭（qP）和电子传递速率（RET），且交战2号的下降幅度较大（朱澜等，2009）。 二． pH值

除pH值为3时以外,在pH为5--10的范围内,随着pH值的增加,伊乐藻的光合作用强度降低,毛产氧量和净产氧量均与pH呈现线性相关。除去pH为3的情况, pH值为5时,三种生物量的伊乐藻组产氧能力最高, pH值为10时,产氧能力最低; pH值为3时,三个伊乐藻组的净产氧量均呈现负值,说明此时伊乐藻的呼吸作用大于光合作用,伊乐藻生长处于停滞状态（吴英海等，2009）。光合作用中的碳反应是由酶所催化的化学反应，而温度直接影响酶的活性。 三． 光照强度

植物可在在某一数值以上光照强度下，受到严重光抑制，能忍受一定程度的光照强度。在适宜的光照强度下，植物未受光抑制，生长良好（吴根良等，

2008）。光是影响植物形态和生理功能的重要环境因子，强光可引起一些植物叶片细胞内的氧化环境和防卫系统的改变.光照不足会影响光合同化力从而限制光合碳同化，同时光合作用关键酶的活化也受到影响，最终影响到植物光合作用中物质的合成；光照太强又往往引起植物光抑制，同样影响植物的光合作用，植物只有在适合的光照下，才有利于生长和光合作用的进行.遮阳对光合作用的影响，因采用的作物品种、生育期、土壤水分和遮阳水平及时间的不同，结果有差异.许多研究表明，遮阳通常降低单叶的净光合速率（伍恩华等，2009）。 四． C02浓度

CO2倍增显著增加株高、干鲜重和根瘤数,显著降低根冠比;CO2浓度倍增处理增加了叶绿素、花青素和类胡萝卜素含量,使光合速率、Rubsico的活性、气孔导度和PSⅡ的功能都有所增加。CO2浓度倍增处理对大豆植株的生长具有促进作用,主要是由于高浓度CO2增加了根瘤的数量,增加了叶片叶绿素和类胡萝卜素含量,提高了Rubsico活性,增强了PSⅡ功能并且提高了气孔导度,最终使光合速率增加所致（张 朋等，2010）。 五． 湿度

对田间环境不同水分处理光合速率、蒸腾速率、叶片水分利用率和气孔导度的分析表明,增加土壤含水量有助于缓解空气高温低湿对小麦光合作用的胁迫。气温对蒸腾的促进作用随土壤含水量提高而得到加强,湿度降低对蒸腾的促进作用随土壤含水量提高而得到抑制。随着土壤含水量的增加,叶片水分利用率向高温低湿方向移动,低温低湿对气孔导度的抑制效应愈加明显。综合比较这几个指标,使叶片既能保持最高光合速率又能维持较高叶片水分利用率的土壤含水量为0.22 g/g（李卫民等，2008）。 六． 盐处理

试验结果表明，在盐胁迫下，植物的净光合速率、蒸腾速率、气孔导度均随盐浓度升高而降低；叶片胞间CO2浓度呈先降低后升高的规律。盐胁迫的不同时期，抑制胶东卫矛光合作用的主要因素不同，胁迫前期光合速率下降的主要原因在于气孔限制，后期为非气孔因素（刘俊英和姚延梼，2010）。 七． 矿质元素

选择氮磷(T1)、氮钾(T2)、磷钾(T3)和氮磷钾(T4)4个肥料处理,以不施肥为对照(CK)。结果表明:小麦抽穗期和灌浆期T4处理的Pn日变化值显著高于CK,其他处理与CK未达到显著性差异,各处理Pn日积累量大小为

T4>T1>T2>T3>CK;缺氮、缺磷和缺钾均降低了叶片Pn,影响大小依次为缺氮>缺磷>缺钾;小麦抽穗期和灌浆期Tr日变化曲线呈单峰型,处理间日变化值差异不显著;缺氮、缺磷和缺钾均降低了叶片WUE,抽穗期,T1、T4处理的WUE日变化值显著高于CK,而T3、T2与CK差异不显著,说明缺氮、缺磷对WUE的影响最大,灌浆期,T4处理的WUE日变化值显著高于CK;不同肥料处理仅改变了小麦光合日

变化的幅度,而未改变其变化规律,氮、磷、钾复合施肥有效地提高了小麦的光合生产和水分利用效率（邢 倩，2008）。

八． 金属元素

铜是植物必需的微量元素和多种蛋白质的组成成分,它参与光合作用和呼吸作用的电子传递,对维持植物正常的新陈代谢及生长发育具有极其重要的意义,但过量的铜对植物有强烈的毒性,甚至导致植物死亡。施低浓度的铜可以增强空心菜的光合作用,这可能是由于铜是植物必需的微量元素,适量施铜可以刺激叶绿素合成,增加天线色素,吸收较多的光能,减少光能耗散,提高光能传递效率和光合效率（张文韬等，2010）。 九． 化学物质

亚高温条件下喷施10 mmol/L的CaCl2和0.2 mmol/L的SA可以显著提高净光合速率、保护酶活性和PSII最大光化学效率。在处理结束时,使这些指标达到或超过对照水平。CaCl2主要是通过提高气孔的开放程度和防止光合机构的破坏来提高光合速率的,而水杨酸主要是通过改善光合机构的性能提高光合速率的。钙不仅是植物生长发育所必需的大量元素,更重要的是钙作为偶联胞外信号与胞内生理变化的第二信使,在植物许多生理过程中起重要作用。水杨酸作为一种能调节植物许多生长发育过程的小分子酚类物质,现已证实SA参与植物体内的许多生理生化过程,以前的研究多集中在对其抗病性方面的研究（李天来，2009）。

各种影响光合作用的因素中，都存在一个适应范围使得光合作用速率达到最大，同时自然也存在当超过限度，光合作用抑制的现象。各种研究是为了探究一些因素对与光合作用有效的作用范围，再将研究结果投入到生产实践中，获得最大化的经济效益。 参考文献：

[1]李卫民,张佳宝,朱安宁.(2008). 空气温湿度对小麦光合作用的影响*;灌溉排水学报,27(3):90-92.

[2]刘俊英，姚延梼.(2010). 不同盐处理对胶东卫矛光合作用的影响; 山西农业科学，38（2）：21～25.

[3]李天来,李 淼,李益清,鲁少尉.(2009).CaCl2和水杨酸对昼间亚高温胁迫下番茄叶片光合作用的影响;西北农业学报，18(4):284-289.

[4] 吴英海,卞国建,方建德,赵俊杰,陈晓燕.(2009). 环境因子对伊乐藻光合作用影响的试验研究;四川环境，28（6）：1-4,14.

[5]伍恩华，李燕华，王敏英，翁文霞，刘强.(2009). 青皮苗木在不同光照处理下的光合作用日变化特征; 海南师范大学学报(自然科学版),22(2):185-190.

[6]吴根良，何勇，王永传，孙瑶，朱祝军.(2008). 不同光照强度下卡特兰和蝴蝶兰光合作用和叶绿素荧光参数日变化; 浙江林学院学报，25（6）：733-738.

[7] 邢倩，谷艳芳，高志英，丁圣彦.(2008). 氮、磷、钾营养对冬小麦光合作用及水分利用的影响;生物学杂志，27（3）：355-360

[8] 赵博，李龙泉，李天来.(2009). 高温对番茄光合作用的影响;农业科技与装备,总第183期：12-13

[9] 朱澜，李雪芹，贾晓琳，王斌，金松恒.(2009). 高温胁迫对高羊茅光合作用的影响;浙江林学院学报，26（5）：652-655.

[10] 张 朋,张文会,苗秀莲,李 会,刘丽丽,张雯雯.(2010). CO2浓度倍增对大豆生长及光合作用的影响; 大豆科学,29(1):64-66.

[11] 张文韬，黄保健，郭世荣，章超，张丽.(2010). 铜对空心菜光合作用及保护酶活性的影响;江苏农业学报，26（2）：303-307.

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