从一粒种子到万颗粮食，光合作用的神奇之旅！

看着农田里人们忙碌的身影，你可能会随口背出这句诗：“春种一粒粟，秋收万颗子。”

那么，你有没有想过这样一个问题：一粒小小的种子，怎么能变出那么多粮食呢？

其实，早在400年前，有些人就思考过这个问题。很早的时候，有学者认为，植物不断生长，重量也不断增加，增加的那部分，应该就是植物吸收的水。

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你肯定会抢着回答：不能。的确，我们都知道，种庄稼很辛苦，要播种、浇水、松土、施肥、除杂草……付出很多辛勤的劳动，庄稼才能长得好，一粒种子才有可能变成很多粮食。

那么，植物生长的“魔法”到底是什么呢？

为了破解植物生长的“魔法”，科学家们做了大量科学实验，经过100多年的不断研究，终于在1771年发现了绿色植物的光合作用。原来，绿色植物在光的照射下，会通过气孔吸收二氧化碳，放出氧气。

1804年，一位科学家通过实验，证明水也参与了绿色植物的光合作用。

那么，除了二氧化碳和水，还有什么参与了光合作用？光合作用的产物除了氧气，还有什么呢？

又经历了60年的科学研究，1864年，一位德国学者观测到叶片里有一个小小的“化工厂”。

原来，叶片细胞中有一种叫作叶绿体的结构，在光照的作用下，叶绿体中竟然有糖和淀粉的积累。要知道，它们都是植物生长离不开的营养物质。

哇，原来光合作用就是植物生长的“魔法”！

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后来，科学家进一步研究发现，光合作用发生的场所是叶绿体，原料是二氧化碳和水（它们都属于无机物），能源是阳光，产物是氧气和碳水化合物（糖或淀粉）等有机物，正是这些有机物构成了植物的躯体。

你看，这样的科学发现是多么不容易啊！科学家们花费了很多年的时间，才对光合作用有了一个初步的认识，知道了光合作用的基本原理。

光合作用真是太神奇了，它是地球上最重要的化学反应，对生物界和农业生产具有重大作用。可以说，拥有叶绿体的众多绿色植物，是世界上最庞大的绿色化工厂，它们从种子萌发开始，依靠光合作用，使根、茎、叶不断生长，直到开花、结果，最后形成多种多样的种子。这些植物的产物，一部分作为农产品，满足了我们的需要。

你可能想不到，科学家发现，农作物的干物质有90%～95%都来自光合作用。因此，提高农作物的光合作用效率，是获得农业丰收的关键所在。

经过多年研究，科学家们找到了一些好办法。你可能也想到了，要提高农作物的光合作用效率，当然要让农作物多一些。对，这的确是一个好办法，科学家们把这种方法叫作合理密植，就是在种植农作物的时候，行与行之间、株与株之间，距离都要合理，密度要适当。这样，每株农作物都能充分接受阳光，有利于光合作用的发生。

顺着这个思路，你可能会想，还有一个好办法，就是让农作物多晒太阳。光合作用的能源的确是阳光，那么，是不是阳光越充足越有利于农作物的生长呢？

不是的。科学家们研究发现，有些农作物属于阳生植物，比如水稻、玉米、向日葵等，它们进行光合作用时需要较强的光照，也就是说，想让它们长得好，就要把它们种在阳光充足的地方；有些农作物属于阴生植物，比如胡椒、人参，它们进行光合作用时不需要太强的光照，想让它们长得好，就要把它们种植在光照不太强的地方。

科学家们还发现，不同颜色的光对农作物光合作用有不同的影响。在能量相等的情况下，红光和蓝紫光有利于提高绿色植物的光合作用效率，而黄绿光不利于提高光合作用效率。而且，不同颜色的光对光合作用产物的成分也有影响：在蓝紫光照射下，光合作用产物中蛋白质和脂肪的含量较多；在红光照射下，光合作用产物中糖类的含量较多。所以，人们可以用不同颜色的光进行人工光照，或者用不同颜色的塑料薄膜搭建大棚，来调节农作物生产。

对了，是二氧化碳，因为它是光合作用的原料嘛。但是，二氧化碳的浓度越高越好吗？

也不是。科学家们发现，**二氧化碳到了一定浓度以后，再给农作物“吸”更多的二氧化碳，光合作用效率反而降低了。**所以，种植农作物的时候，可以使用二氧化碳发生器，让二氧化碳保持合适的浓度，这样有助于提高农作物的光合作用效率。

还有一点你可能没想到，就是合理施肥。因为光合作用中，糖和淀粉的积累还需要氮、磷、钾等矿质元素，所以，种植农作物时合理施肥，也有利于提高农作物的光合作用效率。

以上这些好办法，已经在农业生产中被广泛使用了。随着农业科技的发展，科学家们研究发现了更多的好办法，提高农作物的产量。

供稿单位：重庆市产学研合作促进会

审核专家：许明陆，重庆市农业科学院研究

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