正文 任務4.5 影響光合作用與作物產量的因素、葉麵積係數的測定(3 / 3)

各種植物CO2飽和點,在50~100lx條件下,大多處於800~1800μL/L。CO2濃度超過飽和點後,將引起氣孔保衛細胞原生質中毒,導致氣孔開度減小,阻力增大,直至氣孔關閉,阻止了CO2向葉肉擴散,從而抑製了光合作用。因此,有CO2飽和現象。CO2濃度和光強度對植物光合速率的影響是相互聯係的。植物的CO2飽和點是隨著光強的增加而提高的;光飽和點也隨著CO2濃度的增加而增高。

3)溫度 熱帶植物在低於5~7℃下,即不能進行光合作用,而溫帶和寒帶植物在0℃以下,都能進行光合作用。光合作用的最適溫度也因植物而不同。C3植物一般在10~35℃下可正常進行光合作用,最適溫度為25~30℃。到35℃以上時,光合作用就開始下降,在40~50℃時,光合作用幾乎停止。C4植物則不同,它們光合作用的最適溫度一般在40℃左右。低溫之所以影響光合作用,主要是因為酶促反應受到抑製。高溫對光合作用的不利影響是多方麵的。它可使酶鈍化,也可使葉綠體的結構破壞;失水過多,減小氣孔開度,CO2向葉肉細胞的供應減少;呼吸最適溫高於光合最適溫,於是呼吸速率的增加幅度大於光合。因此較高溫度利於呼吸則不利於光合。

4)水分 葉片組織缺水時,對光合作用影響是多方麵的,表現為:氣孔關閉,CO2不能進入葉肉細胞,葉肉細胞內澱粉的水解作用加強,光合產物運出較緩慢,結果糖分累積,這些都會影響光合作用,使其減弱。小麥在土壤濕度為1.0%時,下午就會萎蔫。在這種狀態下,整株小麥的光合作用比水分充足時要低35%~40%。所以葉片缺水過多,會嚴重損害光合作用的進行。

(2)經濟係數

經濟係數是由光合產物分配到不同器官的比例決定的。一般說來,經濟係數是品種比較穩定的一個性狀,但栽培條件和管理措施也可改變經濟係數。因此,在經濟產量形成的關鍵時期,必須有針對性地加強田間管理,使同化產物盡可能多地輸入經濟器官貯存起來。在農作物栽培中,人們為了提高經濟係數,減少倒伏,增加密度,越來越多地采用了半矮稈、矮稈品種。當然矮稈也不是越矮越好,莖稈過矮會惡化葉片的通風透光條件,幹物質積累減少,結果經濟係數雖然提高了,但經濟產量反而下降。

(3)密植程度的表示方法

密植程度常用播種量、基本苗數、總分蘖數、總穗數、葉麵積係數等表示。最好的表示方法是葉麵積係數,但生產上通常用基本株數表示。基本株數也有一定幅度,但隨著栽培條件和品種的改進也有增加的趨勢。例如,稻、麥的密度一般由原來的每667m210多萬株增加到25~30萬株或更多;玉米由每667m21000多株增加到4000~5000株。國外近年育成直立葉雜交玉米,每667m2保苗16000~18000株,每667m2產量可達1000kg以上。

(4)在葉麵積係數測定中關於果樹的取樣與計算

1)在選定的樹上,根據枝類,分長枝、中長枝、中枝、短枝和葉叢枝等,每類枝條各選20根,分別測定每根枝條葉片總麵積,求出每類枝每根枝條的平均總葉麵積。

20個枝條葉片總麵積(m2)=20個枝條葉片紙樣重/1m2麵積的紙重。

2)計算整棵樹上各類枝的數目。以各類枝每根枝條平均總葉麵積乘以各類枝的數目,即為各類枝的總葉麵積。各類枝總葉麵積之和,為全樹總葉麵積。

3)求葉麵積係數 葉麵積係數=全樹總葉麵積(m2)/樹體所占土地麵積(m2)。

(5)葉麵積的測定方法

1)稱重法 取質地均勻一致的紙一張,裁下一定的單位麵積(如1dm2),稱其重量,可得單位麵積的紙重。然後將待測的所有葉片平鋪在同樣質地的紙上,用鉛筆準確畫下所有葉片的輪廓,仔細剪下稱重,再按“葉麵積=全部葉片圖樣的紙重/單位麵積的紙重”求出葉麵積。

2)方格法 用一塊玻璃板,上麵劃成許多1cm2的小方格,測定時把玻璃板壓在葉片上,然後計算葉子所占有的方格數,邊緣部分不滿一格的可估計。葉子占有的方格數總和即為葉片麵積。

3)利用折算係數 取一葉片,量葉基到葉尖的長度,再量中部的寬度,兩者相乘得該葉片的粗略麵積Aa,再用求積法,又可用稱重法測該葉片的真正麵積

Ab。Ab/Aa則為折算係數C,一般求100葉片的平均折算係數。則正式測定時的葉麵積=長×中部寬×C。

注:玉米(小麥等)折算係數的計算方法:

把玉米(小麥等)葉片按葉長截分為三等分,它的麵積為:

真正麵積Ab=(長×寬)/3+(長×寬)/3+(長×寬)/(3×2)

=(長×寬)×2/3+(長×寬)/6=(長×寬)×5/6

粗略麵積Aa=長×寬;折算係數C=Ab/Aa=5/6=0.83

4)利用質量換算係數 選具有代表性(包括各部位及各種葉齡)的葉子至少100片,用已知麵積的打孔器打下幾百片,然後測鮮重或幹重。以總葉麵積除以質量,即得換算係數D(每克質量的麵積)。禾穀類作物可切取一定長度的近於長方形的部分,把所有長方形排列整齊後,量其總寬度,乘以長度,即為總麵積,再除以質量,即得換算係數D。測定時把所要測的葉子放在一起,求其總鮮重或幹重,然後乘以換算係數,

總葉麵積:葉麵積=鮮重或幹重(g)×換算係數

此法不必分別測量每一葉片,且對不規則葉片也可應用,也適用於大量測定。

注1:禾本科植物綠色莖麵積=長×中部圓周;麥稈中空,為簡便計算,可把中部壓扁,量其寬×2,以代替圓周。

注2:有條件的情況下,可用求積儀、電光掃描葉麵積儀等測定葉麵積。

4.5.5 任務實施方法與步驟

(1)完成理論素材收集

(2)完成實驗素材收集

1)調查種植密度 學習委員和班長持大米尺,順壟量10m長,數其株數(株/壟·10m);再橫壟量20m長,數其壟數(壟/20m)。兩者積為種植密度(株數/m2)。

2)取樣 在測定地塊,選取有代表性(四角加中央)的五個方位,每方位取有代表性的10株,為一個小組的素材收集點。

3)測定 按植株的自然生長順序分別測量每株每葉從葉基到葉尖的長度,再量中部的寬度,兩者相乘得該葉片的粗略麵積A。所測數據全部填入葉麵積係數測定記載表。

4)局部葉麵積係數的計算 各組按技能報告中葉麵積係數測定記載表上的數據,計算每株每葉的粗略麵積Aa,然後求10株平均葉麵積,即為單株平均葉粗略麵積。接下來按真正麵積Ab=A×C(注:C為玉米的折算係數,約等於0.83),計算出單株平均葉麵積。則小組測得的局部葉麵積係數=單株平均葉麵積×種植密度。

5)測定地塊葉麵積係數的計算 求五點局部葉麵積係數的平均數。

附加提示:在單位土地麵積上,總的葉麵積與土地麵積之比,稱為葉麵積係數。總的綠色麵積與土地麵積之比稱為光合麵積係數。果樹的葉麵積係數則可計算一棵樹的總葉麵積與它所占有的土地麵積之比。

(3)完成實驗數據處理與成果展示、鞏固訓練

學生對照課文,反複思考問題,能講述外界條件對光合作用的影響,構成作物產量的因素,提高光能利用率的方法。

課後反複閱讀課文,將問題解答在作業本上。將實驗操作所有數據記錄在技能報告上,並運算出測定地塊的葉麵積係數。