农业中充分利用光能的措施有哪些?

农业中充分利用光能的措施有哪些?
农业中充分利用光能的措施有哪些?

农业中充分利用光能的措施有哪些?
群体概念是怎样帮助我们分析植物的光合作用与产量的关系问题的呢?我们都知道植物借阳光的能力,还原二氧化碳和分解水所制造的有机物是一切产品的来源.人们对于光合作用虽然作了很多的研究,对其中的物理化学的反应过程也有相当的了解,但是并没有能提出如何更充分利用阳光的办法.对农业生产过程也只是做些表面的分析,指出产量的提高,主要是由于叶面积的增加,就是说接受阳光的面积的增加.可是叶面积增加有一个限度,不能超过地面积的四至五倍,过此限度产量就不能增加,甚至下降.为什么这样?能不能提高?过去由于没有指导性的理论,无从下手.而且人们总是把上下的叶面一律看待,不管它们究竟受光多少；采取的计算办法是用总的叶面积除干物质的增加,得出所谓“光合生产率”.其实这个数量并没有什么意义,更不能代表叶子的光合能力的强弱,反而引起混乱与错觉.从群体来看,这个问题就很清楚,它说明用这样简化的算法是不合理的.首先,必须考虑到,在一块田中,上下层的叶面接受光的机会和数量是不同的,应该知道光的分布情况.其次也要考虑叶子的光合强度与接受的光能不是成正比例的,弱光中光合作用随光强度而增加,但有一定限度.水稻在夏天中午日光照射下只需要三分之一左右就达到饱和,光再强也用不了.生态学上用的一个方法是,把一块水稻或小麦田从上到下分成若干层,量出每层的叶面积,测完每层的光强度,计算每层叶子的光合作用,再积分得出这块田的总光和产量.这个方法比较符合实际情况,计算的结果比较接近实际产量数字,可以用来进一步分析各种措施的影响.整个光能利用问题显然与群体的结构有关.总的叶面积越大,吸收光也越多.究竟多大的叶面积最好呢?这就不能一概而论了,要看这个群体的结构,也就是说与每个叶子的大小,它们的排列、角度以及反光和透光的性质.譬如厚而大的叶子,水平铺着,一层就几乎把所有的光遮住,下面就不能再长.像爬山虎就是这样,叶子彼此相嵌,平铺一层,地面有多大,受光的总面积也只能有多大,这对于光能利用并不经济.如果叶子斜立起来,情况就好得多.第一：这样一个叶子受光强度弱些,但受光的面积大了,这是有利于光合作用的.第二,斜立的叶子向下投影小,遮盖下面叶子的机会少,漏过的光多,使下面的叶子更能接受光能.第三,这种叶子反光不是全向上,而是一部分向下反射到田里面,给别的叶子用,利用率最高.水稻小麦田的群体结构比较好,它们的叶片小,接近直立,因此一块地上可以容纳的总叶面积高,也就是更能密植,更能充分利用光能.什么样的群体结构才最合理,最能充分利用太阳光能?按理说是可以计算的,做几个适宜的假设就可以推算叶子最好多么大,应如何排列,成什么角度.但是这种计算非常复杂,每天的太阳光强度不同,角度不同,直射光与散射光也要作不同的处理.这还不如多去测定些不同的田块的结构,加以比较,或者人工制造些模型,加以研究和模拟,更容易获得结果.这样得到的群体结构与光能利用的理论,将不止对于水稻小麦有用,其他作物以及森林和自然群落,或者单细胞藻类的培养,都一样有用.有人要问,即使找出最合理的群体结构,用什么方法去达到这样的结构呢?这就需要更进一步的研究,下面还要谈这个复杂的问题.其实很多的农业措施和农民的经验,主要就是要达到这个目的.土、肥、水、种、密对群体结构都有影响,也都可以用来对它进行控制.譬如说有的品种叶子比较直立,有的比较平铺,从光能利用和适于密植来说,显然前者较好,因此就应作为选种的标准之一.栽植的行株距和行的方向与群体结构及光能利用有关,如天津水稻劳模姜德玉指出东西行比南北行好.水稻烤田也影响结构,我们曾看到一块田叶子生长茂盛,较平铺,并向下披,遮光很厉害,经过排水烤田,两三天中叶子就竖立起来,光分布亦大为好转.这种宝贵经验还很多.因此,从群体概念来分析光能利用,就给过去得到的经验数据,如叶面积与产量的关系等,奠定了理论基础.同时,改正了过去的看法上的局限性与偏差,进一步指出了再提高的可能与途径.当然,通过群体结构来提高光能利用率,只是问题的一个方面,还必须结合个体生理及光合作用的物理化学机制的研究,进一步增强每个叶片的光合能力,以提高农业产量.对群体来说,光只是外界环境因素之一,虽然是最重要最基本的,但还必须考虑其他的因素,如田间的温度,湿度,空气成分和风速,都能影响植物的光合作用及其他的生理活动,也都与群体的密度和结构有关.至于作物的地下部分的情况,如根与根之间,根与土壤及微生物之间的相互影响,水份和肥料的吸收等等,则更为复杂,须继续分析研究.