任务二植物生产的光照条件

任务二植物生产的光照条件1.昼夜与四季2.日照长短与光照度3.光与植物生长发育地球不停地围绕太阳公转形成了四季交替；同时又围绕地轴自转形成了昼夜交替。1.昼夜与四季（1）昼夜的形成昼夜的形成当地球自西向东自转时，昼半球的东侧逐渐进入黑夜，夜半球的东侧逐渐进入白天，由此形成了地球上的昼夜交替现象。（1）昼夜的形成昼夜的形成（一）昼夜的形成春分日、秋分日，地球各地昼长均是12h。春分到秋分，日照时间长于12h，白昼长于黑夜，而且纬度愈高，白昼愈长，夏至日白昼达一年中的最长。秋分到春分，日照时间短于12h，白昼短于黑夜，而且愈到高纬，白昼愈短，冬至日白昼达一年中的最短。四季的形成昼长（可照时数）（二）季节的形成春季：从春分日到夏至日(6月22日左右)，北半球各纬度的日照时间都逐渐增长，绝大部分地区的正午太阳高度角在逐渐增大，并在夏至日达到最大。季节的形成夏季：过了夏至日，太阳直射点逐渐南移，至秋分日(9月23日左右)，太阳直射赤道，这时北半球大部分地区太阳高度角减小，日照时间也变短，因之所接受的太阳能量也减少；当所接受的能量少于散失的能量时，温度开始降低，气候变凉，逐渐进入比较凉爽的时期。季节的形成秋季：秋分过后，太阳直射点移向南半球，此时北半球太阳高度角继续减小、日照时间继续变短，所接受的太阳能量也在减少，得热少于失热，温度继续降低；到冬至日(12月22日前后)，太阳光线垂直投射南纬23.5°，这一天是北半球太阳高度角最小、日照时间最短，受热量最少的一天，中高纬度地区开始进人最寒冷的时期。季节的形成冬季：过了冬至日，太阳直射点开始北移，北半球各纬度的太阳高度角增大，日照时间增长，受热量也逐渐增多，当得热多于失热时，温度开始回升，天气渐暖。次年的春分日，太阳又直射赤道，如此周而复始的变化，就形成了寒来暑往的季节交替现象。日照时间分为可照时数与实照时数。在天文学上，某地的昼长是指从日出到日落太阳可能照射的时间间隔，也称为可照时数。实际上，由于受云雾等天气现象或地形和地物遮蔽的影响，太阳直接照射的实际时数会短于可照时数，将一日中太阳直接照射地面的实际时数称为实照时数，也叫日照时数。2.日照长短与光照度日照长短与光照度光照时间在日出前与日落后的一段时间内，虽然太阳直射光不能直接投射到地面上，但地面仍能得到高空大气的散射光，一般习惯上称之为曙光和暮光。把包括曙暮光在内的日长时间称为光照时间。生产上曙暮光是指太阳在地平线以下0～6°的一段时间。曙暮光的时间，全年以夏季最长，冬季最短。日照长短与光照度光照度光照度是表示物体被光照射明亮程度的物理量，是指可见光在单位面积上的光通量，单位是勒克斯（lx）。光照度与太阳高度角、大气透明度、云量等有关。。一般来说，夏季晴天中午地面的光照度约为1.0×105lx，阴天或背阴处光照度为1.0×104～2.0×104lx。二、太阳辐射（一）太阳辐射概述■太阳辐射：太阳以电磁波的形式时刻不停地向周围空间放射出巨大的能量。■地面辐射：地球表面一方面吸收太阳辐射，同时又时刻不停地向外辐射能量。■大气辐射：大气吸收地面辐射后温度升高，也能不断地向外辐射。■大气逆辐射：到达地面的那部分大气辐射，因与地面辐射方向相反，故称为大气逆辐射。太阳辐射太阳辐射光谱■太阳辐射能按其波长顺序排列而成的波谱称为太阳辐射光谱。太阳辐射光谱按其波长分为紫外线(波长小于390nm)、可见光(波长390~760nm)和红外线(波长大于760nm)三个光谱区。名称波长范围紫外线100埃～0.4微米可见光0.4微米～0.76微米红外线近红外0.76微米～3.0微米中红外3.0微米～6.0微米远红外6.0微米～15微米超远红外15微米～1000微米微波毫米波1～10毫米厘米波1～10厘米分米波10厘米～1米色彩名称波长范围紫0.40～0.43微米蓝0.43～0.47微米青0.47～0.50微米绿0.50～0.56微米黄0.56～0.59微米橙0.59～0.62微米红0.62～0.76微米不同电磁波的具体波长范围可见光波长范围太阳辐射太阳辐射光谱■光合有效辐射：是指绿色植物进行光合作用时，被叶绿素吸收并参与光化学反应的太阳辐射光谱成分。光合有效辐射的波谱为380～710nm，也有采用400～760nm的。■光合有效辐射包括所在波长范围内的直接辐射和漫射辐射。太阳辐射太阳辐射的变化太阳辐射太阳辐射的变化■大气对太阳辐射的吸收大气中各种气体对太阳辐射能的吸收能力是不同的。氮和氧虽然含量最多，但它们的吸收能力都很弱；而含量不多的水汽、臭氧、二氧化碳和尘埃等却能选择性地吸收一部分太阳辐射。■大气对太阳辐射的散射太阳辐射通过大气遇到空气分子或其他微粒等质点时，一部分能量就会以这些质点为中心向四面八方散播出去，这种作用称为散射。■大气对太阳辐射的反射大气中的云层和较大的尘埃杂质对太阳辐射均可发生反射作用，使太阳辐射中的一部分能量返回宇宙空间，从而使到达地面的太阳辐射减弱。太阳辐射太阳辐射的影响因素■纬度一般在北半球北纬30°以北的地区纬度越大，太阳高度角越小，到达地面的太阳辐射能越少；在赤道附近，太阳高度角最大，太阳辐射强度也相应大。■海拔海拔高度愈高，太阳光通过大气的路程愈短，大气透明度也愈大。因此，太阳辐射就愈强。■坡向与坡度在北半球纬度30°以北的地区，太阳的位置偏南，在相同的辐射强度下，所照射的地面面积是南坡小于平地，则单位面积的太阳辐射量是南坡大于平地，北坡则较平地少。■大气状况水汽、尘埃、杂质愈少，大气透明度愈大，太阳辐射在大气中减弱得愈少，太阳辐射就愈强。■时间因素一年中夏季的太阳辐射强度最大，冬季最小；一天中，中午的辐射强度最大，早晚较小。3．光与植物生长发育（1）光对光合作用的影响光首先是光合作用的能量来源。在一定光强范围内，光合速率随光照强度的增加而增加，当光照超过或低于某一临界值（光饱和点和补偿点）以后光合强度不再增加；在达到光饱和点以前光合速率与光照强度成正比。（2）光对植物种子萌发的影响很多种子需要光照才能发芽良好，受影响的常是小种子，也有有少数几种大种子的园艺植物。（3）光对植物叶片生长的影响光促进的叶片扩大，主要是由于加强了细胞分裂，细胞最终的大小和保持在黑暗中的并没有明显不同光对叶片发育和成熟有一种全面的刺激效果，尤其是双子叶植物。（4）光对植物茎生长的影响长波长的光（红光）促进茎的伸长，而短波长的光（蓝光）抑制茎的伸长。红光促进细胞的伸长，而蓝光具有相反的效果。（5）光对植物叶绿素合成的影响叶绿素的合成离不开光的参与，而且还与光质有关。蓝光下叶绿素含量最高，其次是白光和红光，黑暗和绿光上最低。（6）光对花青苷形成的影响一般情况下，蓝光促进花青苷合成。花青苷的合成还需要高强度的光。（7）光对植物开花的影响长日植物一般在比临界日长更长的条件下才能开花，日照越长开花越早，在一定的连续日照下开花最早。短日植物必须在短于临界日长时才能开花，日照缩短，开花提早，但不能短于光合作用对光的需要。