光合强度guanghe qiangduphotosynthetic intensity

绿色植物单位叶面积在单位时间内所同化的CO₂量，又称光合速度。单位是毫克CO2·分米-2·小时-1，有时也用毫米³CO₂·厘米^-2·小时-1。而单位时间单位叶面积所积累的干物质重量称为光合生产率， 其单位为克·米-²·日^-1, 它表明植物利用光能的效率，也反映单株植物的生长状况。
植物在进行光合作用的同时也不断地进行呼吸作用。扣除呼吸作用消耗后的CO2同化量称为表光合强度或表观光合强度， 而未扣除呼吸消耗的真正的光合成量称为总光合强度。大田群体的总光合生产量， 一般称为粗生产或总生产。
植物的光合强度主要受CO2浓度、光照度、光质、水分和温度等外界条件的影响。空气中CO2的正常浓度为320ppm, CO2浓度增加， 则光合强度增大。图1表明， 空气中CO₂浓度从0.03%左右提高到0.13%，黄瓜叶的光合强度可提高一倍多。有人试验在大豆开花到豆荚成熟期， 每天从上午8时到下午5时向大豆群体内通入含有800ppm～1200ppmCO₂的空气，大豆增产率可达40～50%。作物群体内的CO2主要是靠乱流交换补给。据测定， 丰产麦田在孕穗到灌浆期， 株间乱流交换系数必须达1.4厘米²/秒， 方可满足植物光合作用所需的CO₂量。

辐射/(J·cm^-2·min^-1)

图 1 黄瓜叶光合强度和辐射强度的关系

各种植物的光合强度随光照度不同而变化的趋势是近似的(图2)，在光照度较低的时候， 植物的光合强度随光照度近于正比变动； 当光照度提高时， 光合强度的增加幅度就逐渐减慢， 在强光下趋向于恒定。在不同光质下植物的光合强度有明显差异， 能量相等的不同颜色光下的光合作用以红光和蓝紫光较高， 黄绿光较低(图3)。植物水分亏缺时，能使光合强度显著降低。

图2 在适宜温度和正常的CO₂供应下各种植物净光合作用的曲线

图3 小麦在不同光质下的光合作用

由于光合作用包括许多由酶催化的化学反应，它和其它许多新陈代谢过程一样显著地受环境温度的影响。光合作用的下限温度随植物种类的不同而不同，当某些耐寒植物处在-3～-5℃的温度时，喜温植物(水稻、玉米等)在5～10℃时，它们的光合功能将受到破坏。C₄植物光合作用的上限温度较高，可达55～60℃。C₃植物中较耐热的（如棉花）可达50～55℃，其它对热敏感的作物在40℃左右。光合作用的最适温度随不同作物而异，小麦进行光合作用的最适温度为25～28℃(图4)，从光合作用下限温度到最适温度之间，光合强度随着温度的上升而增强，一般每上升10℃，光合强度可增加1倍左右。

图4 小麦光合强度-温度曲线(品种： 南大2419，饱和光照度，0.03%CO₂)