《农业生物环境原理》课程教学课件（PPT讲稿）第二章 作物与光

第2章作物与光（一） 2007.10.23 1.光对生命的意义 2.太阳辐射在大气层中的变化 3.地表的光照条件 4.太阳辐射在作物群体内的变化

1.光对生命的意义 2.太阳辐射在大气层中的变化 3.地表的光照条件 4.太阳辐射在作物群体内的变化 第2章 作物与光(一) 2007.10.23

思考并回答： 1.太阳辐射在大气中是如何变化的？ 2.为什么晴朗无云的天空是淡兰色的？ 3. 人在森林中为何感觉凉爽荫蔽？ 4.早晚的太阳是红色的？ 5. 阴天的白天也能看得见？即使是阴天，植物 仍可以生长？ 6.太阳光谱分为哪几种？各自的波长范围是多 少？哪种成分对植物最有利？

思考并回答： 1. 太阳辐射在大气中是如何变化的？ 2. 为什么晴朗无云的天空是淡兰色的？ 3. 人在森林中为何感觉凉爽荫蔽？ 4. 早晚的太阳是红色的？ 5. 阴天的白天也能看得见？即使是阴天，植物 仍可以生长？ 6. 太阳光谱分为哪几种？各自的波长范围是多 少？哪种成分对植物最有利？

1.光对生命的意义 ·光是维持生命最重要的环境因子 -有机物质 -能量 ·太阳辐射能对作物作用的表现形式 -辐射热效应（体温、蒸腾作用) -辐射光合效应（光合作用、生长发育强度） -光形态效应（形态、色泽） ·光对植物作用强弱程度的决定因素 光照强度 -光周期 -光照长度 -光质

1.光对生命的意义 • 光是维持生命最重要的环境因子 –有机物质 –能量 • 太阳辐射能对作物作用的表现形式 –辐射热效应（体温、蒸腾作用） –辐射光合效应（光合作用、生长发育强度） –光形态效应（形态、色泽） • 光对植物作用强弱程度的决定因素 –光照强度 –光周期 –光照长度 –光质

2.1太阳辐射的组成 ·太阳辐射的组成 八 肉 光周期 紫外线(760nm)49-48% -只有290~390nm的紫外线能够到 达地面，其余的均被臭氧层吸收 400 500. 600 700 800 ·人、植物对不同波长光的 波长(nm) 反应 图1一1对作物光合作用的光谱反应 -人：550nm 与内眼的敏感性比较 -植物：640~660nm,430~450nm 提问：哪些可见光对植物而 言是无效光？

2.1 太阳辐射的组成 • 太阳辐射的组成 –紫外线（＜390nm）1-2% –可见光（390~760nm）50%（紫 390-，篮435-，青475-，绿-490， 黄575-，橙595-，红626-） –红外线（＞760nm）49-48% –只有290～390nm的紫外线能够到 达地面，其余的均被臭氧层吸收 • 人、植物对不同波长光的 反应 –人：550nm –植物：640~660nm,430~450nm 提问：哪些可见光对植物而 言是无效光？

2.2太阳辐射在大气层中的变化 ·太阳辐射绝大部分在太空中消失，到达地 球表面的辐射能仅只占总量的1/20亿 ·太阳辐射通过辐射和散射到达地球表面 ·通过大气层时太阳辐射的变化一辐射强度 减弱 -数量 -质量

2.2 太阳辐射在大气层中的变化 • 太阳辐射绝大部分在太空中消失，到达地 球表面的辐射能仅只占总量的1/20亿 • 太阳辐射通过辐射和散射到达地球表面 • 通过大气层时太阳辐射的变化－辐射强度 减弱 –数量 –质量

2.2.1影响太阳辐射强度的因子 ·辐射所经过的射程 一射程长短 一太阳高度角 ·大气透明程度 一大气透明系数 一大气中水汽、尘埃、烟粒等 名词：大气中的射程， 太阳高度角，大气透 明系数

2.2.1 影响太阳辐射强度的因子 • 辐射所经过的射程 – 射程长短 – 太阳高度角 • 大气透明程度 – 大气透明系数 – 大气中水汽、尘埃、烟粒等 名词：大气中的射程， 太阳高度角，大气透 明系数

2.2.2引起太阳辐射能数量减少的原因 ·大气层的吸收作用 占17~21% -氧、臭氧吸收紫外线 水汽、二氧化碳、尘埃等吸收红外线 ·大气层的散射作用占7% -何谓散射？ -大气层中的各种悬浮颗粒、气体分子、水滴 ·一般只发生在可见光光谱区 -光谱波长与散射作用的关系 ·大气层的反射作用占27% -云层、尘埃

2.2.2 引起太阳辐射能数量减少的原因 • 大气层的吸收作用 占17~21% –氧、臭氧吸收紫外线 –水汽、二氧化碳、尘埃等吸收红外线 • 大气层的散射作用 占7% –何谓散射？ –大气层中的各种悬浮颗粒、气体分子、水滴 –一般只发生在可见光光谱区 –光谱波长与散射作用的关系 • 大气层的反射作用 占27% –云层、尘埃

2.2.3引起太阳辐射质量差异的原因 ·不同波长光波在大气层中的穿透能力 一波长越短，穿透能力越弱，减弱越多 -相比较而言，对短波光无论是绝对量、还是相对比例， 影响显著，但长波光即使是绝对量变化亦不大 ·其他 -太阳高度角（高→短↑）、纬度（高→短↓）、海拔（高 →短↑)、季节（夏季→短↑)等 ·大气层中各种颗粒对太阳辐射的吸收能力 -02、03:紫外线 -H0、C02:红外线 一云层、尘埃：红外线 思考：为什么海拔越高，紫 外线越强烈？ 一可见光被吸收得很少

2.2.3 引起太阳辐射质量差异的原因 • 不同波长光波在大气层中的穿透能力 – 波长越短，穿透能力越弱，减弱越多 – 相比较而言，对短波光无论是绝对量、还是相对比例， 影响显著，但长波光即使是绝对量变化亦不大 • 其他 – 太阳高度角（高→短↑）、纬度（高→短↓） 、海拔（高 →短↑）、季节（夏季→短↑）等 • 大气层中各种颗粒对太阳辐射的吸收能力 – O2、O3 ：紫外线 – H2O、CO2 ：红外线 – 云层、尘埃：红外线 – 可见光被吸收得很少 思考：为什么海拔越高，紫 外线越强烈？

2.2.4实际到达地面的太阳辐射能 波长（μm 0.3 0,40.50.60.70.80.91.01.52,04.01009 ·占通过大气层的47% 一紫外线— 一可见光 红外线 大气上界阳光 837.36 J cm2mi n -直射辐射24% 海平面直射光 5.6103Jem2min-1 25 -云光散射17% 17 云光 善 -天光散射6% 30,000 25,000720,00000010,0005,000 被数(em1)天 图1一2太阳辐射（晴天海平面的太阳辐射，全阴天阳 光与穿过植被的阳光等的光谱分布，每一曲线 代表在一水平面的入射能量)

2.2.4 实际到达地面的太阳辐射能 • 占通过大气层的47% –直射辐射24% –云光散射17% –天光散射6%

2.2.5光照强度包含的意义 ·光照度：到达或通过单位面积的光通量（用以 描述人对接受可见光的刺激而产生的视觉强度， 即标准空气中，单位立体角通过1/683W的、波 长为555nm的单色辐射通量，流明)，1流明/m2 =11x ·辐照度：单位时间内点辐射源在单位面积上发 射、传播或吸收的辐射能（辐射通量）与该面 积的比值，W/m2 ·光量子流密度：单位时间、单位面积上照射的 光量子数，umol/m2●s

2.2.5 光照强度包含的意义 • 光照度：到达或通过单位面积的光通量（用以 描述人对接受可见光的刺激而产生的视觉强度， 即标准空气中，单位立体角通过1/683W的、波 长为555nm的单色辐射通量，流明），1流明/m2 ＝1lx • 辐照度：单位时间内点辐射源在单位面积上发 射、传播或吸收的辐射能（辐射通量）与该面 积的比值，W/m2 • 光量子流密度：单位时间、单位面积上照射的 光量子数， mol/m2•s