备课素材：冬天植物光合速率低的原因及应对措施--2024-2025学年高一上学期生物人教版（2019）必修1

冬天植物光合速率低的原因及应对措施 先看两道试题： 1.下列说法正确的是（ ） A.   与夏季相比，植物在冬季光合速率低的主要原因是光照时间缩短 B.   生长于较弱光照条件下的植物，当提高CO2浓度时，其光合速率未随之增加，主要限制因素是光反应 C.   延长光照时间能提高光合作用强度 D.   植物体从土壤中吸收的水分主要用于光合作用 答案：B 解析： 本题主要考查光合作用的影响因素，意在考查考生的识记能力。 A.与夏季相比，植物在冬季光合速率低的主要原因是气温低，酶的活性低，A错误； B.“在较弱的光照下”，说明光反应提供的[H]和ATP较少，无法加快三碳化合物的还原，所以主要限制因子是光反应，B正确； C.增强光照强度能提高光合作用强度，延长光照时间不能提高光合作用强度，C错误； D.植物体从土壤中吸收的水分主要用于蒸腾作用，D错误。 故选B。 2.下列有关叶绿体及光合作用的叙述正确的是 A.破坏叶绿体外膜后，O2不能产生 B.植物生长过程中，叶绿体内各种色素的比例保持不变 C.与夏季相比，植物在冬季光合速率低的主要原因是光照时间缩短 D.离体的叶绿体基质中添加ATP、NADPH 和CO2后可完成碳反应 答案： D 解析：本题考查光合作用相关知识，意在考查考生能运用所学知识与观点，通过比较、分析与综合等方法对某些生物学问题进行解释、推理，做出合理的判断或得出正确的结论的能力。 氧气产生场所是类囊体膜，A错误。色素的合成受叶片年龄、光照等条件影响，B错误。与夏季相比，植物在冬季光合速率低的主要原因是光照强度低，C错误。离体的叶绿体基质含有与暗反应相关的酶，添加ATP、[H]和CO2后，可进行暗反应，D正确。 这两道试题都考了冬季光合速率低的原因。 那么，冬季光合速率低的原因有哪些？生产实践中有哪些应对措施？ 冬天植物光合速率低的原因主要有： 温度低： 冬季气温较低，光合作用所需的酶活性会降低。酶的活性与温度密切相关，低温会导致酶的活性下降，从而影响光合作用的进行。此外，低温还会减缓植物的代谢过程，包括光合作用在内的各种生理活动都会受到影响。 光照强度减弱： 冬季日照时间短，光照强度减弱，植物光合作用所需的光能减少，导致光合速率降低。光照不足会影响光合色素的合成，限制光合碳同化，不利于植物生长及同化产物的积累。 日照时间缩短：冬季由于地球倾斜的角度，太阳在天空中的位置较低，导致日照时间明显减少。这使得地面接收到的太阳辐射量减少，从而降低了光照强度。 太阳角度降低：冬季太阳光线与地面的夹角较小，这意味着太阳光需要穿过更多的大气层才能到达地面，导致光线被散射和吸收，进一步减弱了光照强度。 大棚内二氧化碳浓度低： 如果是大棚，棚内的二氧化碳主要来自大气、植物和土壤微生物的呼吸作用、有机肥料的分解三个方面，而光合作用消耗的二氧化碳也来源于此。 冬季，二氧化碳不足已成为限制棚室蔬菜高产的重要限制因素。 冬季，土壤微生物活动减弱，且因温室大棚的封闭性特点，会对棚室内外气体交换产生一定的阻碍作用，造成棚内二氧化碳浓度波动较大。 冬季风口拉放小，且通风时间短，补充进的二氧化碳有限，直至下午16时左右放下保温被，光合作用逐渐停止，棚内二氧化碳浓度一直维持在低于棚外二氧化碳浓度的水平，呈亏缺状态。 蒸腾作用减弱： 冬季气温低，植物蒸腾作用减弱，吸收的水分和矿物质减少，进而影响光合作用所需的原料供应。低温条件下，植物为了保持水分，会调低气孔导度，这也会阻碍二氧化碳的进入，进一步降低光合速率。 叶片脱落：许多植物在冬季会落叶以减少水分和养分的损耗，这样就无法进行光合作用。即使不落叶，低温也会使植物代谢过程大大减弱，包括光合作用在内的各种生理活动都会受到影响。 其他环境因素：冬季可能会出现降雪、盐度增加等情况，这些都会对植物光合作用产生不利影响。例如，降雪盐度会降低松树的光合作用速率，而土壤盐度通过渗透压应激抑制树木生理。 云层和大气雾霾：冬季天气通常较为寒冷，常常伴随着更多的云层和雾霾，这些因素都会散射和吸收部分太阳光，使得到达地面的光照强度降低。 如何应对？ 控制好温度： 一般来说，30℃是大多数茄果类蔬菜和瓜类蔬菜最适宜生长的温度上限，而在此基础上再提高2-3℃，使棚温达到32-33℃ 首先，棚室内的温度计多挂在植株上部，白天不同部位的空气温度与所处高度基本成正相关，特别是植株繁茂与较高时，由于枝叶的遮荫作用，由生长点向地面测量，其温度下降梯度十分明显。 一般地面温度可比生长点处的温度低3-7℃，若作物生长点处的温度在34℃左右，那么作物主体枝叶处的温度恰在27-30℃之间，处于光合作用的最适宜温度范围内。 其次，棚室栽培，覆盖地膜，土壤水分供应充足，从而加速了作物叶片的蒸腾作用，降低了叶片温度，其叶片温度，一般比空气温度低3-5℃，即使空气温度明显高于光合适温2-4℃时，其叶片温度仍处在光合作用的适宜温度范围之内。 再次，提高棚内气温，利于地温的提高。若地温偏低不但不利于作物根系的生长发育，导致生根量少，根系吸收能力差，生理活性低，而且还会引起多种生理性病害的发生，甚至于烂根、死根，引起作物死亡。 一般来说，白天土壤5厘米深处温度可比棚内气温低5-7℃，夜间土壤5厘米深处的地温要比气温高3-5℃。据此可知，一天之中有多半时间棚内地温低于20℃，比瓜类、果菜类作物根系生长发育适宜的土壤温度23-25℃低3-5℃。而提高棚内气温，可显著提高地温，较高的地温，能促进根系发育、增加生根量、提高根系活性、促进根系对水分和营养元素的吸收、转化和利用。从而达到促进作物地上部分的生长发育、提高作物产量、品质的目的。所以，冬季棚温应调控到适宜作物生长的上限再加2-3℃。 补充二氧化碳： 一是增施有机肥或有机物料。 底肥中增施有机肥，如粪肥、稻壳粪、商品有机肥等，或者在蔬菜生长期间注重补充有机质含量高的有机水溶肥或功能型肥料，配合增施微生物菌剂，可促进有机质分解，以释放出更多的二氧化碳。同时，增施有机肥还具有疏松土壤，改善土壤结构，培肥地力的作用，是提高蔬菜产量和品质的有效措施。 除了有机肥，将碎秸秆或稻壳等有机物铺设在操作行，换茬后翻入土壤，其腐熟过程中也可释放二氧化碳。有机肥及有机物料来源广，成本投入相对低，而且使用方便，效果明显，好处多多。 二是悬挂二氧化碳气肥袋。 二氧化碳气肥袋可以持续、缓慢释放二氧化碳，提高棚内二氧化碳浓度，特别是在蔬菜开花坐果期，悬挂二氧化碳气肥袋后可提高坐果率，促进果实生长，增加产量。为促进二氧化碳气肥袋充分发挥效果，二氧化碳气肥袋悬挂高度应在距地面1.5-1.8米，这样二氧化碳从气肥袋内散发出来后，有了与空气充分均匀混合的时间和距离，才能更有效地提高二氧化碳利用率。当然，悬挂高度还应根据植株长势高低来定，像黄瓜、茄子等长得较高的作物，悬挂时应适当增加高度。 防病先降湿： 高湿是多种病害发生的关键条件，而冬季阴雨雪天气多、扣棚时间长，棚内极易形成高湿的环境，为多种病害的发生发展创造有利条件，因而冬季棚菜防病要先降湿。 1、控制浇水。深冬期，为了减低棚内的湿度，要尽量减少浇水次数，但这里所说的减少浇水次数并不是不浇水，有的菜农100天都不浇水的做法是错误的，起码要保证能够满足作物生长需要。减少浇水量，以此来防止生长期过频的浇水降低地温、增加空气湿度。生长期如需浇水，应浇小水，切忌大水漫灌。 2、覆盖无滴膜。棚室由于内外温度的差异，棚膜结露是不可避免的。普通塑料薄膜表面结露分布均匀面广，因而滴水面大，增加空气湿度严重。采用无滴膜后，表面虽然结露，但水珠沿膜面流下，滴水面小，增加空气湿度不严重。 3、垄作覆盖地膜。垄作覆盖地膜可保持土壤水分，减少蒸发，降低空气湿度。灌溉时用膜下灌水法可降低空气湿度。 4、合理密植。棚室内定植密度切勿过密，以利于通风透气，降低空气湿度。 5、加强中耕松土。在定植后覆盖地膜前，浇水后及时中耕松土，可减少蒸发，保持土壤水分，减少浇水次数，降低空气湿度。 6、合理通风。在保证温度适宜的前提下，及时通风，排出湿气，可有效地降低棚、室内的空气相对湿度。 7、掌握浇水时间。寒冷季节浇水，应选在晴天上午进行，浇水后立即密闭棚室，提高温度，在中午和下午加大通风，排出湿气。 学科网（北京）股份有限公司 $$