光合作用量子效率guanghe zuoyong liangzi xiaoluquantum efficiency of photosynthesis

表征光合作用中光量子的能量转换效率的量 (Eq)。在数量上等于植物同化1摩尔CO₂所固定的能量(Ec)与转化1摩尔产物所需要的光量子的能量(E₁)的百分比， 即

Eq值的大小与同化1个CO₂分子所需的光量子数(即量子需要量n)和光合有效辐射光谱的波长有关系。20世纪20年代O.华尔堡等提出量子效率的概念之后，为计算量子效率的数值， 德国O.华尔堡和美国R.埃默森等人相继进行光合作用的量子需要量的研究（见表）。他们提出的n值在4.0～16.0之间。在计算光合作用量子效率时， 量子需要量的取值一般为8～10。

不同学者研究的量子需要量

项目 研究者	量子需要量	研究年代
O.华尔堡 R.埃默森 W.阿诺德 J.邦纳 R.高温奇 C.T.德韦特	4.0 16.0 9.2 10.0 8.0 15.0	1922 1939 1949 1962 1968 1978

在光合有效辐射(380～710纳米)范围内， 1摩尔光量子的平均能量通常取209千焦， 因每1摩尔碳水化合物所贮存的能量为469千焦， 当光合作用量子需要量取10, 则量子效率Eq为

光合作用量子效率之所以低， 说明植物在吸收光能转变为化学能时， 有很大一部分能量变为热能被浪费。在植物光合过程起主要作用的两种光波——红光和蓝光中， 红光的Eq值较高(理论值为33%), 蓝光较低(理论值为22%), 因为蓝光的 1摩尔 光量子值的能量比红光高， 所以在光合作用中蓝光的光能浪费更多。
光合作用量子效率在计算作物的光合生产潜力和评价地区的光能资源等方面得到广泛地应用。