图 叶片对可见光区域的分光特性（Kleshnin等，1959） A：吸收率；R：反射率；T：透光率；E：吸光度（透光 率倒数的对数）
三、作物光能利用率与光合类型
1、光能利用率 单位土地面积上作物光合作用积累的有机物中所 含的化学能，占同一时期入射光能量的百分率称 为光能利用率（Eu）。 以年产15t/hm2的吨粮田为例，已知生育期间太 阳辐射能为5.0×1010KJ/hm2，若经济系数为0.5, 每克有机物含化学能为17.2KJ/g, 则：
I =பைடு நூலகம்I0e–KF 式中：I，群体某一高度水平光强；I0，群体顶部光强； e，自然对数的底；F，群体某一深度的层次以上累 计的叶面积指数；K，群体消光系数（与叶层排列、 叶片大小和着生角度、入射光角度、叶层透光率等 有关）。
二、作物的光环境
二、作物的光环境
3、作物群体内的光强与光谱成分分布 （2）群体内光谱成分的分布
第五章 作物的光环境与光合物质生产
5 学时
第五章 作物的光环境与光合物质生产
作物干重的90%是来自于绿色器官（主要是叶）利 用光能进行光合作用、同化CO2生成的有机物。因此， 作物高产的实质是最大限度地利用作物光合作用。
光不仅提供作物光合作用的所需能量，而且还可从 光强、光质、照射方向及日长等方面，深刻影响作物 的生活。
• 长江中下游约2000-2300 h，其中黔、川南和桂西的云量在 八成以上，日照百分率为30-40%，年日照仅1000 h。
• 日平均气温稳定通过某个界限温度期间的日照时数随海拔、
二、作物的光环境
1、辐射能量交换与平衡 到达作物群体的净辐射Rn，可以三种形式在农作系 统中进行能量交换、平衡：
•显热：空气温度（H）及土壤、植物或水的温度（G） 的升降，这种热能可用温度计“测定”，故称显热。 •潜热：与等温下水的状态变化有关，其能量不能用 温度计“测定”。 •化学键能：光合作用（P）中转化的化学键能，它可 通过呼吸作用（R）以显热或热辐射而释放。
一、太阳辐射
4、日照时数 日照时数：太阳辐射直射光实际照射时间，以小时为 单位。
• 各地年光照时数在4400-4700 h之间，年日照百分率3070%，年日照时数在1200-3400 h之间，呈西多东少。
• 西部地区云量少，日照多达3000 h以上，日照百分率大于 70%。
• 华北平原和东北地区为2400-2800 h，日照百分率为5560%。
进入群体内的光因经反复的吸收、反射和透过，不 仅光照强度自上而下锐减，而且在光质成分上也存 在明显差异。叶片可吸收约90%的光合有效辐射的 蓝、紫、红光，其透过率不到1/10，至群体下层所 占比例极少。 因此，在讨论群体中、下层叶片的光合生产力时， 不仅要考虑光强的衰减，还应注意在光质上的变化。
二、作物的光环境
一、太阳辐射
1、到达地面的太阳辐射
一、太阳辐射
1、到达地面的太阳辐射
表
•坡向：向阳坡所接受的太阳光多，而背阴坡接受 的太阳光少。
一、太阳辐射
2、我国太阳辐射资源量 我国年太阳辐射总量在3300-8300 MJ/m2，并呈 东低西高分布。
•西半部，年值6000-8300 MJ/m2 ，青藏高原是全 国的最高地区； •东半部，年值3300-6300 MJ/m2 ，川黔等是低值 区。
•年总辐射量的40-50%分布在5-8月多数作物的生长 旺季，这有利于作物的生产；
•南方太阳辐射量年内分布较均衡，有利于作物的周 年生产；北方太阳辐射量集中于夏季，可使温带一 季作物得到较充足的光能。
一、太阳辐射
3 光合有效辐射
光合有效辐射（Photosynthetic active radiation， PAR）：绿色植物进行光合作用时的有效光谱成分的辐射量。 我国大部分地区的年光合有效辐射在2100MJ/m2以上，与 年总辐射量的分布规律一致。 ≥0℃期间：多数地区为1600-2400 MJ/m2，高值在云南南 部和海南岛南部等地；低值在青藏高原和东北的北部。 ≥10℃期间：大部分地区在1300-2500 MJ/m2之间，青藏高 原不足800 MJ/m2，阴雨多的贵州和四川盆地在13001500 MJ/m2。 ≥15℃期间：大部分地区在800-2100 MJ/m2，华南和云南 南部高达1500-2100 MJ/m2，东北地区不足800 MJ/m2，
水稻群体为例：
反射5%
可见光 透过2.5% 蒸腾损失约40%
（50%） 吸收42.5% 散热损失1.5-2%
太阳辐射能
光合利用0.5-1%
（100%）
反射22.5%
红外线 透过15%
（50%） 吸收12.5%：均由蒸腾和散热损失
二、作物的光环境
3、作物群体内的光强与光谱成分分布
（1）光强分布
群体内光强随叶面积指数的增大呈负指数下降（即 符合Bouguer-Lambert定律）：
二、作物的光环境
1、辐射能量交换与平衡 作物表面Rn交换的能量平衡方程： Rn－H－G－LE－P－R = 0
LE：潜热通量（L：汽化潜热；E：蒸发或凝结的水 量），是作物与水分关系中的核心问题； H和G：作物环境温度的重要决定因子； P和R：决定作物生产力和碳循环。
二、作物的光环境
2、作物群体对光能的反射、吸收和透过
可见光是作物的生存因子。
一、太阳辐射
1、到达地面的太阳辐射
图 太阳辐射光谱
一、太阳辐射
1、到达地面的太阳辐射
图
一、太阳辐射
1、到达地面的太阳辐射 •光质：由于大气层各种气体对不同波段辐射的选 择性吸收，至地面的辐射主要是波长为0.30.7µm的可见光及>0.7µm的带状红外线，紫外 线极少。
•光强：太阳辐射强度在地球大气层上方基本是恒 定的，大约在1395.9W/m2，这一数值称为太阳 常数（solar constant）。太阳光通过大气层时， 由于散射、反射和被气体、水蒸气、空气中的尘 埃微粒所吸收，强度大大减弱。
一、太阳辐射
1、到达地面的太阳辐射 •入射角：到达地表的太阳辐射强度（I）与受光面 的垂线和太阳辐射的夹角（θ，太阳高度角的余 角）有关，即符合余弦定理：
I = I0 COSθ •纬度：纬度对太阳光强的影响，实际上也是因为 太阳高度角的关系，高纬度地区太阳高度角低， 全年接受的太阳辐射总量少。 •大气量(m=1/cosθ) ：海拔越高，空气越稀薄， 阳光在大气中的路径越短，因此辐射比较强烈。