光合作用与农业生产(1)

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第２２卷第９期中学生物学

Ｖｏｌ．２２Ｎｏ．０９

２００６

２００６年ＭｉｄｄｌｅＳｃｈｏｏｌＢｉｏｌｏｇｙ

文件编号：１００３－７５８６（２００６）０９－００１２－０２

光合作用与农业生产

胡四新

（湖北省远安县职业教育中心学校

４４４２００）

光合作用是自然界中的一个十分重要的物质同化过程。植物通过光合作用制造的有机物，可供地球上所有异养生物之用。作为人类的粮食、油料、蔬菜、水果等，以及作为家畜饲料的有机物均是植物的光合产物。此外，人类生活所需的木材、纤维、棉、麻、橡胶以及糖等也是植物的光合产物。由此可见，光合作用与人类的生活，特别是与农业生产具有密切的关系。可以说，光合作用是农业生产的基础，农作物的产量和质量均取决于光合作用的状况。下面就光合作用与农业生产的关系，以及如何利用光合作用的原理来提高作物产量和质量作一简要概述。

１增加ＣＯ２的浓度，保证光合作用原料的供应二氧化碳是光合作用的主要原料之一，参与暗反

应阶段的生物化学反应。在一定范围内，随着ＣＯ２含量的提高，光合作用逐渐增强，当ＣＯ２含量提高到一定程度时，光合作用的强度不再随着ＣＯ２含量的提高而增强。然而，农作物周围空气中ＣＯ２浓度往往比较低，不能满足作物生长的需要，农作物经常处于“ＣＯ２饥饿状态”。因此，经常保证农作物ＣＯ２供应，是提高农作物产量的重要措施。那么，如何才能保证农作物

ＣＯ２的供应呢？主要有三个措施：一是要合理密植，因

地制宜选好行向，确保通风良好。我国古代农书《齐民要书》中提到“正其行，通其风”，就是这样的道理；二是增施有机肥料，使土壤微生物的数量增多、活动能力加强，分解有机物，放出ＣＯ２；三是深施碳酸氢铵肥料，这种肥料含有约５０％的ＣＯ２。

２延长光合作用的时间

延长单位土地面积上绿色植物进行光合作用的

时间，是合理利用光能的一项重要措施。延长光合作用时间的措施有：一是提高复种指数，它是指全年内农作物的收获面积与耕地面积之比，提高复种指数就是增加收获面积，延长单位土地面积上作物的光合时间，提高复种指数的措施有轮作、间作和套种等；二是延长作物的生育期。

３增加光合作用的面积

光合作用面积指植物的绿色面积，主要是叶面

积。合理密植是增加光合作用面积的一项重要措施，

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它能充分提高作物的光能利用率。在进行作物栽培时，合理的密度就会有较适合的光合作用面积，充分利用日光能和地力。种植密度过稀，个体发展较好，但群体得不到充分发展，光能就得不到充分利用；种植密度过大，植株相互遮挡，特别是下层叶子得不到充足的阳光，植物也不能够茁壮地生长。

此外，增加光合作用面积还可以通过改变植物的株型。研究发现，高产优质的品种株型都具有共同特点，即矮杆、叶直而厚小，分蘖密集。

４合理施肥，保证植物矿质元素的供应

合理施肥就是指根据植物的需肥规律，适时地、

适量地施肥，以便使植物体茁壮生长，并且获得少肥高效的效果。施肥的目的主要是为作物的生长提供必需的矿质元素。现在发现植物生长必需的矿质元素有

１４种，其中有很多种元素和光合作用都有密切的关

系，例如Ｍｇ是合成叶绿素的原料，Ｆｅ参与叶绿素的合成，Ｎ是光合作用酶、ＡＴＰ、ＮＡＤＰ＋的成分。由此可

见，保证植物矿质元素的供应，是植物光合作用正常进行的必要条件。

５降低光呼吸，提高作物的光合效率

光呼吸是植物绿色组织在光下吸收氧气和释放

二氧化碳的过程，其底物是乙醇酸。光呼吸是一个消耗有机物的过程，一般认为光呼吸对作物的生长是不利的。据报道，葡萄的光呼吸几乎消耗光合产物的

４０％～５０％。尤其在夏季，光呼吸作用因温度提高而急

剧增强，从而严重影响光合产物的积累，影响葡萄的品质。降低光呼吸，主要有两种措施一是利用光呼吸抑制剂抑制光呼吸。例如生产葡萄可用亚硫酸氢钠，在果实膨大后每隔７～１０ｄ全株喷施亚硫酸氢钠３００ｍＬ／ｇ，连续喷２～３次即可收到明显的效果。据报道，用一定浓度的亚硫酸氢钠喷洒大豆，可以使大豆光呼吸的强度下降近三分之一，从而使大豆的产量得到提高。二是通过改变环境成分，尤其是增加ＣＯ２的浓度，使核酮糖二磷酸羧化酶氧化酶的羧化反应占优势，以减少氧化反应的比例（即减少光呼吸）。Ｃ３植物（水稻、小麦、葡萄、大豆等）光呼吸比Ｃ４植物明显，因此，如果能采取适当的措施降低光呼吸，将会（下转第６２页）

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学生求知欲的激发，离不开教师对问题情境的创设。在讲到种子植物时，可以引用这样一则谜语：“麻屋子，红帐子，里面住着个白胖子”。学生听了这则谜语，再联系到种子的结构，很轻易地说出了答案。教师再进行追问：“麻屋子”指什么？“红帐子”指什么？“白胖子”指什么？它们合起来叫什么？经过这一过程，学生的求知欲得到激发，并对生物学知识产生了浓厚兴趣。

自制代用品，这样可以消除实验的神秘感，激发学生的实验兴趣，训练学生的实践技能，并使他们逐步形成了环保和节约的意识。

２．４采用灵活多样的教学方法，激发学生学习生物在生物学的教学中，最常采用的是探究式教学

学知识的兴趣

法。学生对事物有天然的好奇心和探究的愿望，学习的进行很大程度上取决于这种自然倾向的激发，因此采用探究的学习方法，可以很大的激发学生学习生物学知识的兴趣。探究性学习的目的在于将学生从单纯地接受式学习方式，转变为自主学习的学习方式；将教师从知识的传授者转变为学习活动的组织者、参加者和导航员。按照这种师生组合，教师的主要责任是为学生构建开放的学习环境；提供多渠道获取知识、并将学到的知识加以综合应用于实践的机会；让学生感受、理解知识产生和发展的过程，促使他们形成积极的学习态度和良好的学习策略，培养创新精神和实践能力。在初中生物学教材中有许多探究的实例：如“馒头在口腔中的变化”、“人的瞳孔大小的变化”、“测定反应速度”等。当然，除了探究式教学法外，还有其他教学方法：如例证法、类比法、角色扮演法等。

综上所述，在农村初中生物学的教学中，只要坚持新课改的精神，落实好新课标，采用灵活多样的教学方法，以学生的发展为根本目标，重视学生兴趣和思想观、价值观的培养，就可以促使他们自觉地进行研究性学习，就能为学生的未来发展提供强大的推动力。

２．２激发学生学习生物学知识的兴趣

兴趣是学习的最佳“催化剂”，当学生对生物学知

识产生浓厚兴趣后就会自主地进行学习。因此教师要有趣、新颖、做的是怎样激发学生的学习兴趣？丰富、

别致的教学内容能使学生产生新鲜感，引出他们的好奇心，激起他们的浓厚兴趣，他们就会愿意学，喜欢钻，自主地动脑筋探索知识奥妙，愉快地寻求知识归宿，从而焕发起更高的求知欲，这对于他们形成生物学概念、掌握生物学规律会起到积极的促进作用。比如在讲“血液”这一节时，教师形象生动的将血细胞的，三种成分比喻为“搬运工”、“修补匠”、“英勇的战士”这样做，便可使原本比较枯燥抽象的授课内容变得生动有趣、形象逼真，产生很强的感召力，使课堂气氛活跃，在轻松愉快中传授了知识。

２．３利用学生熟悉生物的优势，强化其亲身体验，使在教学过程中，对于学生能够做的探究活动，放

其自主探究能力得到发展

手让他们去做。比如“探究影响鼠妇生物的环境因，教师可以充分发挥学生的主观能动性，鼓励学生素”

!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!

（上接第１２页）大大提高其光合效率。

此，从全天来看，植物所需的最低光照强度，必须高于光补偿点，才能使植物正常生长。

６改善光照条件，提高作物的产量和品质

光照是影响光合作用的主要因素之一，它是光合

６．２光质

光质不同也影响植物的光合作用强度。一般来

作用的原动力。光照对光合作用的影响表现在３个方面：①光照强度；②光质；③光照时间。光照时间上面已经讨论过，这里主要说明光照强度和光质对光合作用的影响。

说，在红、橙光下，光合作用强度最大，蓝、紫光次之，绿光最差。光质不仅会影响光合作用强度，还影响光合作用的产物，和作物的品质有直接关系。例如，红光能提高作物的含糖量，蓝光能增加作物的蛋白质含量。对于黄瓜来说，蓝光下其维生素Ｃ的含量会显著提高。

６．１光照强度

在其他条件都适宜的情况下，在一定范围内，光

合作用强度随光照强度提高而加强。当光照强度达到一定数值后，光照强度再提高而光合作用强度不再加快，这种现象称为光饱和现象。开始达到光饱和现象时的光照强度称为光饱和点。在光饱和点以下，随着光照强度减弱，光合作用强度也减弱，当光照强度减弱到一定程度时，光合作用吸收的ＣＯ２量与呼吸作用释放的ＣＯ２量处于动态平衡，这时的光照强度称为光补偿点，此时，植物制造的有机物量和消耗的有机物量相等，不能积累干物质，而夜间还要消耗干物质。因

７应用植物生长调节物质，提高光合作用强度

１９７７年美国农业部水果蔬菜化学研究所研究员

哈利首先发现并研制了ＤＣＰＴＡ，其化学名称为２－（３，４－二氯苯氧基）－乙基－二乙胺，在我国也称为增产胺、颗粒丰。据报道，ＤＣＰＴＡ可使豆类增产５０％，甜菜增产６０％，可使人参长得像香蕉一样粗大，具有很

大的增产潜力。其作用机理主要是能提高光合作用强度，增加植物对ＣＯ２的吸收和利用，因而，能提高作物的产量和改善作物的品质。

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