任务二任务二 植物生产的光照条件植物生产的光照条件1.昼夜与四季昼夜与四季2.日照长短与光照度日照长短与光照度3.光与植物生长发育光与植物生长发育 地地球球不不停停地地围围绕绕太太阳阳公公转转形形成成了了四四季季交交替替；同同时时又围绕地轴自转形成了昼夜交替。又围绕地轴自转形成了昼夜交替。1.昼夜与四季昼夜与四季（1）昼夜的形成）昼夜的形成昼夜的形成昼夜的形成 当地球自西向东自转时，昼半球的东侧逐渐进入黑当地球自西向东自转时，昼半球的东侧逐渐进入黑夜，夜半球的东侧逐渐进入白天，由此形成了地球上夜，夜半球的东侧逐渐进入白天，由此形成了地球上的昼夜交替现象。的昼夜交替现象。（1）昼夜的形成）昼夜的形成昼夜的形成昼夜的形成 （一）昼夜的形成（一）昼夜的形成 春分日、秋分日，地球各地昼长均是春分日、秋分日，地球各地昼长均是12h。 春分到秋分，日照时间长于春分到秋分，日照时间长于12h，白昼长于黑夜，白昼长于黑夜，而且纬度愈高，白昼愈长，夏至日白昼达一年中的最而且纬度愈高，白昼愈长，夏至日白昼达一年中的最长。长。 秋分到春分，日照时间短于秋分到春分，日照时间短于12h，白昼短于黑夜，白昼短于黑夜，而且愈到高纬，白昼愈短，冬至日白昼达一年中的最而且愈到高纬，白昼愈短，冬至日白昼达一年中的最短。短。 四季的形成四季的形成 昼长（可照时数）昼长（可照时数）昼长（可照时数）昼长（可照时数）（二）季节的形成（二）季节的形成春季：春季：从春分日到夏至日从春分日到夏至日(6月月22日左右日左右)，北半球各纬，北半球各纬度的日照时间都逐渐增长，绝大部分地区的正午太阳度的日照时间都逐渐增长，绝大部分地区的正午太阳高度角在逐渐增大，并在夏至日达到最大。高度角在逐渐增大，并在夏至日达到最大。 季节的形成季节的形成夏季：过了夏至日，太阳直射点逐渐南移，至秋分日(9月23日左右)，太阳直射赤道，这时北半球大部分地区太阳高度角减小，日照时间也变短，因之所接受的太阳能量也减少；当所接受的能量少于散失的能量时，温度开始降低，气候变凉，逐渐进入比较凉爽的时期。季节的形成季节的形成秋季：秋季：秋分过后，太阳直射点移向南半球，此时北半球太阳高度角继续秋分过后，太阳直射点移向南半球，此时北半球太阳高度角继续减小、日照时间继续变短，所接受的太阳能量也在减少，得热少于失热，减小、日照时间继续变短，所接受的太阳能量也在减少，得热少于失热，温度继续降低；到冬至日温度继续降低；到冬至日(12月月22日前后日前后)，太阳光线垂直投射南纬，太阳光线垂直投射南纬23.5，这一天是北半球太阳高度角最小、日照时间最短，受热量最少的一天，这一天是北半球太阳高度角最小、日照时间最短，受热量最少的一天，中高纬度地区开始进人最寒冷的时期。中高纬度地区开始进人最寒冷的时期。季节的形成季节的形成冬季：冬季：过了冬至日，太阳直射点开始北移，北半球各纬度的太阳过了冬至日，太阳直射点开始北移，北半球各纬度的太阳高度角增大，日照时间增长，受热量也逐渐增多，当得热多于失高度角增大，日照时间增长，受热量也逐渐增多，当得热多于失热时，温度开始回升，天气渐暖。次年的春分日，太阳又直射赤热时，温度开始回升，天气渐暖。次年的春分日，太阳又直射赤道，如此周而复始的变化，就形成了寒来暑往的季节交替现象。道，如此周而复始的变化，就形成了寒来暑往的季节交替现象。日照时间日照时间 分为可照时数与实照时数。在天文学分为可照时数与实照时数。在天文学上，某地的昼长是指从日出到日落太阳可上，某地的昼长是指从日出到日落太阳可能照射的时间间隔，也称为可照时数。实能照射的时间间隔，也称为可照时数。实际上，由于受云雾等天气现象或地形和地际上，由于受云雾等天气现象或地形和地物遮蔽的影响，太阳直接照射的实际时数物遮蔽的影响，太阳直接照射的实际时数会短于可照时数，将一日中太阳直接照射会短于可照时数，将一日中太阳直接照射地面的实际时数称为实照时数，也叫日照地面的实际时数称为实照时数，也叫日照时数。时数。2.日照长短与光照度日照长短与光照度日照长短与光照度日照长短与光照度光照时间光照时间 在日出前与日落后的一段时间内，虽然太阳直射在日出前与日落后的一段时间内，虽然太阳直射光不能直接投射到地面上，但地面仍能得到高空大气光不能直接投射到地面上，但地面仍能得到高空大气的散射光，一般习惯上称之为曙光和暮光。的散射光，一般习惯上称之为曙光和暮光。 把包括曙暮光在内的日长时间称为光照时间。把包括曙暮光在内的日长时间称为光照时间。 生产上曙暮光是指太阳在地平线以下生产上曙暮光是指太阳在地平线以下06的一段的一段时间。曙暮光的时间，全年以夏季最长，冬季最短。时间。曙暮光的时间，全年以夏季最长，冬季最短。 日照长短与光照度日照长短与光照度光照度光照度 光照度是表示物体被光照射明亮程度的物理量，光照度是表示物体被光照射明亮程度的物理量，是指可见光在单位面积上的光通量，单位是勒克斯是指可见光在单位面积上的光通量，单位是勒克斯（lx）。）。 光照度与太阳高度角、大气透明度、云量等有关。光照度与太阳高度角、大气透明度、云量等有关。一般来说，夏季晴天中午地面的光照度约为一般来说，夏季晴天中午地面的光照度约为1.0105lx，阴天或背阴处光照度为，阴天或背阴处光照度为1.01042.0104lx。 二、太阳辐射二、太阳辐射（一）太阳辐射概述（一）太阳辐射概述 太太阳阳辐辐射射：太太阳阳以以电电磁磁波波的的形形式式时时刻刻不不停停地地向向周周围围空空间间 放射出巨大的能量放射出巨大的能量。 地地面面辐辐射射：地地球球表表面面一一方方面面吸吸收收太太阳阳辐辐射射，同同时时又又时时刻刻不停地向外辐射能量不停地向外辐射能量 。 大大气气辐辐射射：大大气气吸吸收收地地面面辐辐射射后后温温度度升升高高，也也能能不不断断地地向外辐射。向外辐射。 大大气气逆逆辐辐射射：到到达达地地面面的的那那部部分分大大气气辐辐射射，因因与与地地面面辐辐射方向相反，故称为大气逆辐射射方向相反，故称为大气逆辐射 。太阳辐射太阳辐射太阳辐射光谱太阳辐射光谱 太太阳阳辐辐射射能能按按其其波波长长顺顺序序排排列列而而成成的的波波谱谱称称为为太太阳阳辐辐射射光光谱谱。太太阳阳辐辐射射光光谱谱按按其其波波长长分分为为紫紫外外线线(波波长长小小于于390nm)、可可见见光光(波波长长390760 nm)和和红红外外线线(波波长长大大于于760 nm)三个光谱区。三个光谱区。 名称名称名称名称波长范围波长范围波长范围波长范围紫外线紫外线紫外线紫外线100100埃埃埃埃0.40.4微米微米微米微米可见光可见光可见光可见光0.40.4微米微米微米微米0.760.76微米微米微米微米红红红红外外外外线线线线近红外近红外近红外近红外0.760.76微米微米微米微米3.03.0微米微米微米微米中红外中红外中红外中红外3.03.0微米微米微米微米6.06.0微米微米微米微米远红外远红外远红外远红外6.06.0微米微米微米微米1515微米微米微米微米超远红外超远红外超远红外超远红外1515微米微米微米微米10001000微米微米微米微米微微微微波波波波毫米波毫米波毫米波毫米波1 11010毫米毫米毫米毫米厘米波厘米波厘米波厘米波1 11010厘米厘米厘米厘米分米波分米波分米波分米波1010厘米厘米厘米厘米1 1米米米米色彩名称色彩名称色彩名称色彩名称波长范围波长范围波长范围波长范围紫紫紫紫0.400.400.400.400.430.430.430.43微米微米微米微米蓝蓝蓝蓝0.430.430.430.430.470.470.470.47微米微米微米微米青青青青0.470.470.470.470.500.500.500.50微米微米微米微米绿绿绿绿0.500.500.500.500.560.560.560.56微米微米微米微米黄黄黄黄0.560.560.560.560.590.590.590.59微米微米微米微米橙橙橙橙0.590.590.590.590.620.620.620.62微米微米微米微米红红红红0.620.620.620.620.760.760.760.76微米微米微米微米不同电磁波的具体波长范围不同电磁波的具体波长范围不同电磁波的具体波长范围不同电磁波的具体波长范围可见光波长范围可见光波长范围可见光波长范围可见光波长范围太阳辐射太阳辐射太阳辐射光谱太阳辐射光谱 光光合合有有效效辐辐射射：是是指指绿绿色色植植物物进进行行光光合合作作用用时时，被被叶叶绿绿素素吸吸收收并并参参与与光光化化学学反反应应的的太太阳阳辐辐射射光光谱成分。谱成分。 光光合合有有效效辐辐射射的的波波谱谱为为380710nm，也也有有采采用用400760nm的。的。 光光合合有有效效辐辐射射包包括括所所在在波波长长范范围围内内的的直直接接辐辐射射和漫射辐射。和漫射辐射。太阳辐射太阳辐射太阳辐射的变化太阳辐射的变化 太阳辐射太阳辐射太阳辐射的变化太阳辐射的变化 大大大大气气气气对对对对太太太太阳阳阳阳辐辐辐辐射射射射的的的的吸吸吸吸收收收收 大大气气中中各各种种气气体体对对太太阳阳辐辐射射能能的的吸吸收收能能力力是是不不同同的的。氮氮和和氧氧虽虽然然含含量量最最多多，但但它它们们的的吸吸收收能能力力都都很很弱弱；而而含含量量不不多多的的水水汽汽、臭臭氧氧、二氧化碳和尘埃等却能选择性地吸收一部分太阳辐射。二氧化碳和尘埃等却能选择性地吸收一部分太阳辐射。 大大大大气气气气对对对对太太太太阳阳阳阳辐辐辐辐射射射射的的的的散散散散射射射射 太太阳阳辐辐射射通通过过大大气气遇遇到到空空气气分分子子或或其其他他微微粒粒等等质质点点时时，一一部部分分能能量量就就会会以以这这些些质点为中心向四面八方散播出去，这种作用称为散射。质点为中心向四面八方散播出去，这种作用称为散射。 大大大大气气气气对对对对太太太太阳阳阳阳辐辐辐辐射射射射的的的的反反反反射射射射 大大气气中中的的云云层层和和较较大大的的尘尘埃埃杂杂质质对对太太阳阳辐辐射射均均可可发发生生反反射射作作用用，使使太太阳阳辐辐射射中中的的一一部部分分能能量量返返回回宇宇宙宙空空间间，从从而而使使到到达达地地面面的的太太阳阳辐射减弱。辐射减弱。 太阳辐射太阳辐射太阳辐射的影响因素太阳辐射的影响因素 纬纬纬纬度度度度 一一般般在在北北半半球球北北纬纬30以以北北的的地地区区纬纬度度越越大大，太太阳阳高高度度角角越越小小，到到达达地地面面的太阳辐射能越少；在赤道附近，太阳高度角最大，太阳辐射强度也相应大。的太阳辐射能越少；在赤道附近，太阳高度角最大，太阳辐射强度也相应大。 海海海海拔拔拔拔 海海拔拔高高度度愈愈高高，太太阳阳光光通通过过大大气气的的路路程程愈愈短短，大大气气透透明明度度也也愈愈大大。因因此此，太阳辐射就愈强。太阳辐射就愈强。 坡坡坡坡向向向向与与与与坡坡坡坡度度度度 在在北北半半球球纬纬度度30以以北北的的地地区区，太太阳阳的的位位置置偏偏南南，在在相相同同的的辐辐射射强强度度下下，所所照照射射的的地地面面面面积积是是南南坡坡小小于于平平地地，则则单单位位面面积积的的太太阳阳辐辐射射量量是是南南坡坡大大于平地，北坡则较平地少。于平地，北坡则较平地少。 大大大大气气气气状状状状况况况况 水水汽汽、尘尘埃埃、杂杂质质愈愈少少，大大气气透透明明度度愈愈大大，太太阳阳辐辐射射在在大大气气中中减减弱弱得愈少，太阳辐射就愈强。得愈少，太阳辐射就愈强。 时时时时间间间间因因因因素素素素 一一年年中中夏夏季季的的太太阳阳辐辐射射强强度度最最大大，冬冬季季最最小小；一一天天中中，中中午午的的辐辐射射强度最大，早晚较小。强度最大，早晚较小。 3光与植物生长发育光与植物生长发育（1）光对光合作用的影响）光对光合作用的影响 光首先是光合作用的能量来源。在一定光强范围光首先是光合作用的能量来源。在一定光强范围内，光合速率随光照强度的增加而增加，当光照超过内，光合速率随光照强度的增加而增加，当光照超过或低于某一临界值（光饱和点和补偿点）以后光合强或低于某一临界值（光饱和点和补偿点）以后光合强度不再增加；在达到光饱和点以前光合速率与光照强度不再增加；在达到光饱和点以前光合速率与光照强度成正比。度成正比。 （2）光对植物种子萌发的影响）光对植物种子萌发的影响 很多种子需要光照才能发芽良好，受影响的常是很多种子需要光照才能发芽良好，受影响的常是小种子，也有有少数几种大种子的园艺植物。小种子，也有有少数几种大种子的园艺植物。 （3）光对植物叶片生长的影响）光对植物叶片生长的影响 光促进的叶片扩大，主要是由于加强了细胞分裂，光促进的叶片扩大，主要是由于加强了细胞分裂，细胞最终的大小和保持在黑暗中的并没有明显不同光细胞最终的大小和保持在黑暗中的并没有明显不同光对叶片发育和成熟有一种全面的刺激效果，尤其是双对叶片发育和成熟有一种全面的刺激效果，尤其是双子叶植物。子叶植物。（4）光对植物茎生长的影响）光对植物茎生长的影响 长波长的光（红光）促进茎的伸长，而短波长的长波长的光（红光）促进茎的伸长，而短波长的光（蓝光）抑制茎的伸长。红光促进细胞的伸长，而光（蓝光）抑制茎的伸长。红光促进细胞的伸长，而蓝光具有相反的效果。蓝光具有相反的效果。 （5）光对植物叶绿素合成的影响）光对植物叶绿素合成的影响 叶绿素的合成离不开叶绿素的合成离不开光的参与，而且还与光质有关。蓝光下叶绿素含量最光的参与，而且还与光质有关。蓝光下叶绿素含量最高，其次是白光和红光，黑暗和绿光上最低。高，其次是白光和红光，黑暗和绿光上最低。（6）光对花青苷形成的影响）光对花青苷形成的影响 一般情况下，蓝光促进花青苷合成。花青苷的合成还需要高强度的光。（7）光对植物开花的影响）光对植物开花的影响 长日植物一般在比临界日长更长的条件下才能开花，日照越长开花越早，在一定的连续日照下开花最早。短日植物必须在短于临界日长时才能开花，日照缩短，开花提早，但不能短于光合作用对光的需要。