试析太阳辐射对农业生产的影响

汤军

黑龙江北大荒农业股份有限公司二九0分公司气象站

试析太阳辐射对农业生产的影响

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太阳辐射能够保证植物光合作用，提高农作物产量；维持生长温度，保证农作物持续生长。本文分析了太阳辐射对农业生产的影响因素。

太阳辐射；农业生产；影响

一、光照度与植物生长发育的关系

（一)影响光合作用

绿色植物的光合作用是在光照条件下进行的，在一定的光照度范围内，植物的光合速率随光照度上升而增加，当光照度上升到某一数值后，光合速率不再继续提高，这时的光照度称为光饱和点。如果光照度继续提高到一定程度后，反而会使光合作用强度下降，这是因为太阳辐射的热效应使叶面过热的缘故，这种情况一般出现在炎热的夏季中午前后。

不同作物的光饱和点不同。一般来说，喜阳作物的光饱和点比较高，如水稻、小麦、玉米、高梁、大豆、向日葵以及荒漠和高山作物；光饱和点高的作物对光能的利用率比较高。作物群体的光饱和点高于单株、单叶的光饱和点，封行后的群体甚至不存在光饱和点，因为光照度增加，群体的上层叶片虽已饱和，但下层叶片光合速率仍随光照度的增加而提高，所以群体总的光合速率不断上升。

(二)影响作物的发育进程

一般强光有利于生殖生长，如黄瓜雌花数的增加，小麦分化更多的小花等等。弱光有利于营养生长。但当光照不足时，植株将黄化，茎秆柔软而缺乏韧性，容易倒伏。

(三)影响作物的品质

喜光作物在光照不足时，营养物质含量将减少。如禾本科(水稻等)和豆科作物的籽粒中的蛋白质含量将减少；糖用甜菜的含糖量将减少；马铃薯块茎中淀粉含量将减少；牧草的营养成分、品质将降低。相反，光照太强，对烟草等喜阴作物来说，品质将降低。

二、光照时间与植物生长发育的关系

(一)光周期现藏和类型

昼夜交替及它们的长度对植物开花结实有很大的影响，有些植物需要长夜短昼才能开花，另外一些则相反，这种现象称为光周期现象。

根据植物对光周期的反应，把植物分成以下三种类型：

1.短日照植物指只有在日照长度小于某一时数才能开花的植物，延长日照就不能开花结实，如水稻、玉米、大豆、高梁、果等原产热带和亚热带植物。

2.长日照植物指只有在日照长度大于某—时数才能开花的植物，延长日照时数就不能开花结实，如大麦、菠菜等原产高纬度的植物品种。

3.中间性植物这类植物在长、短不同的日照下都能正常开花结实，如番茄、黄瓜等。

上述标准彼此有较大的重复，如在12—14h的光照下，不少长日照植物与短日照植物都能开花，不过当光照时间延长或缩短时，二者的发育有的加快，有的却延缓，它们质的差别就显示出来了。

（二)光照时间与作物引种

在引种工作中除了考虑当地温度、水分应满足引入品种的要求外，还应考虑日照条件是否符合要求。

1.纬度相同地区间引种因光照时间相近，引种成功的可能性较大。但相同纬度的两地，虽同一时期光照时间相近，但通常两地温度不同，易造成两地的发育期出现日期不尽相同，这一点是要注意的。

2.短日照作物引种南方品种北引，由于北方生长季节内日照时间较长，特使作物生育期延长，严重的甚至不能抽穗和开花结实。为了使其能及时成熟，宜引用较早熟的品种，或感光性较弱的品种；反之，北方品种南引，由于南方害夏生长季节内日照时间较短，使作物加速发育，生育期缩短，如果生育期缩短，过多地影响了营养体生长，将减低作物产量。为了使南引的作物保持高产，宜选用迟熟与感光性弱的品种，或调整播种期。同理，在双季种植制度下的短日照植物，由于晚季比早季光照时间短而品种感光性强。所以，早、晚之间的换种，将出现与不同纬度之间的引种类似的问题，即早季品种在晚季种植将加快发育，反之则延迟发育。

3.长日照作物引种北方品种南引，由于日照时间短，将延迟发育与成熟；南方品种北引，则相反。从生产上讲，长日性作物引种比短日性作物困难较少，因为如果不考虑地势的影响，我国南方一般北方温度高，长日性作物北种南引，温度将加快发育，光照短使之延迟发育，光温对发育的影响有“互相补偿”的作用，南种北引类似。反之，短日性作物之南种北引，光、温对发育速度的影响有“互相叠加”的作用，所以增加了南北引种的困难。

三、作物的光能利用率及其提高途径

（一）作物的光能利用率

到达作物层的太阳辐射，一部分被作物反射到空间，一部分漏射或透射到地面，其余部分被作物(主要是叶片)所吸收。但是，在被作物吸收的这部分辐射中，大部分转化为热量释放出来，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)影响光能利用率提高的主要因素

作物自身的光合效能低和总的光合量低是限制光能利用的主要原因，具体表现在以下几个方面：

1.光能转化率低投射到大田的光合有效辐射值有较大的浪费，即田间漏光、农耗时期光能损失、田间叶片的反射以及衰老的叶片不参与光合作用等损失约占36%。而光合作用中消耗与呼吸作用的物质及其他损失，占光合作用的20%一30%。

2.温度高温下，光合速率降低，甚至几乎停止，这主要是由于高温使叶片气孔关闭。冬春气温低，使植物体生长矮小，不能形成足够的叶面积，使植物光合产量不高。另外，自然界还有一些高低温灾害，使植物生长状况变坏。

（三)提高光能利用率的途径

1.充分利用生长季节，优化耕作制度和栽培措施作物在苗期往往较稀，有大量的太阳光漏射到地面上而浪费了，而苗期往往占作物整个生育期的l／3左右，为了充分发挥这—阶段的光能潜力，间作套种是解决这个问题的有效措施。它延长了生长季节，较充分地利用了各种小气候条件，从而提高了光能与土地利用率。间作套种还把单作的间隙用光变为套作的延续交替用光，延长群体的光合时间，同时加大总体光合面积。另一方面，间作套种的边际优势的作用是很大的。在同一种植密度下，由于增加边行与多层受光，因而增加了直接照光面，把单作时光照分布的上强下弱形势变成边行光照强、光照比较均匀的形势，改善了农田通风远光条件。

2.选育合理的株型、叶型、酌产和不倒伏品种一般斜立叶较利于群体中光能的合理分布与利用，并且斜立叶向外反射光较少，向下漏光较多，使下面有更多叶片见光。株型紧凑的群体互相遮阳较少，耐弱光照抗倒，形成较大的叶面积，光合利用率高。

[1]王建源赵玉金陈艳春冯建设.山东省太阳辐射及其光热生产潜力评估[J].安徽农业科学,2010(07).

[2]周明厚;基于温度数据的太阳辐射空间模拟[D];西南大学; 2011年