[科普中国]-光能利用率

简介

光能利用率一般指单位土地面积上，农作物通过光合作用所产生的有机物主所含的能量与这块土地所接收到的太阳能的比。理论计算值一般可达6~8%，而实际生产中仅为0.5~1%，最大可达2%。一般农田光能利用率平均只有0.4%，北京郊区亩产1000kg的地块，光能利用率达到4.0%，长江流域亩产1500kg的试验田，光能利用率为5.0%。1

公式理论计算值:一般可达6.0～8.0%，而实际生产中仅为0.5～1.0%，最大可达2%。

光能利用率=有机物所含能量/土地所接受的太阳能。

光合产物中固定的物化能与光合作用可利用的太阳辐射能的百分比。其表达式为：

η=（q·M/∑QPAR）×100%

q为作物各器官的含热量，即单位干物重燃烧产生的热量，是单位质量的有机物固定的 物化能（焦耳/克），M为单位面积上作物的生物学产量（克/平方米），∑QPAR为生 长期内单位面积的光合有效辐射能（焦耳/平方米）。一般农田光能利用率平均只有 0.40%；北京郊区亩产1000kg的地块，光能利用率达到4.0%；中国长江流域亩产1500kg 的试验田，光能利用率为5.0%。一般藻类光能利用率最高。

不同植物对光照强度的要求不同，光照过强或不足都会引起植物生长不良，产量降低，出现过热、灼伤、黄化、倒伏等，甚至导致死亡。因此，正确地调节光照强度以提高对太阳能的利用率，是作物栽培的重要课题之一。2

提高光能利用率的方法提高光能利用率的方法:延长光合作用时间(如复种),增加光合作用面积(如合理密植间作套种),提高光合作用效率(如控制光照强弱和成分 增加CO2浓度 合理施肥)等。2

植物在进行光合作用的同时进行着光呼吸作用，这种光呼吸与一般呼吸作用不同，只有在光合作用下才发生，而这种光呼吸作用是不产生能量的，它消耗了光合作用生产的一部分有机物质(有时可高达1/3以上)。水稻、小麦、棉花、油菜等C3植物的光呼吸作用很强，因而光合效率大大降低了。玉米、高粱、甘蔗等C4植物的光呼吸作用却很弱，至没有光呼吸，因此在光、温、水、CO2、矿物质营养适宜的条件下，将有利于创造高产。

多数植物的光饱和点在500～1000umol/（m2s），但不同植物的光饱和点有很大差异，一般阳性植物高于阴性植物，C4植物高于C3植物。在一般阳光下，C4植物没有明显的光饱和现象，而C3植物仅为全光照的1/4～1/2。在光强超过光饱和点的晴天中午，C3植物都呈现光抑制，出现光合午休现象。这种午休现象可使光合生产损失30%。要想提高作物产量，从光量方面可考虑如何降低作物的光补偿点，而提高光饱和点，以最大限度地利用光能。1

与光合作用效率的区别这里需要指出的是光能利用率与光合作用效率具有不同的概念。光合作用效率是指绿色植物色通过光合作用制造的有机物中所含有的能量与光合作用所吸收的光能的比值。因此，提高光合作用效率能够提高光能利用率，提高光能利用率不一定提高光合作用效率。1