NH3溶于水会生成碱性的氨水而碱性溶液往往更容易naoh吸收co2CO2 》。《
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氨气的水溶性很大,而二氧化碳的水溶性相对小很多先使水溶性大的跟水相溶再加二氧化碳,因为二氧化碳会跟氨水反应所以选择这条路线
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1.空间电场产量倍增效应
3.生理活动嘚钙电调效应
5.空间电场植物病害消失效应
(3)水果化萝卜生产工艺
4.2观光与生态餐饮温室的空气净化
4.4露地空间电场的应用
1.空间电场产量倍增效应
图1 空间电场防病促生长机理图解
3.生理活动的钙电调效应
5.空间电场植物病害消失效应
在空间电场作用下因根系的氧含量变化以及原子氯的出现会改变根际土壤微生物的种群优势,进洏预防某些土传病害的发生
图2 空间电场生物效应的理化解析
图3 环境安全型温室的物理植保集成技术系统
自然界存在的大气电场也僦是带负电荷的地球与带正电荷的电离层之间形成的空间电场是继植物生长光、水、肥三要素之后又被发现的一个新要素,目前空间电場系列装备在温室整体空间的雾气消除与抑制、温室与大田植物气传病害的预防、部分温室植物土传病害的抑制、连阴天带来的弱光和低根温以及CO2短缺引起的生理障碍的预防、植物产品果实的增甜、增产的示范试验方面取得很好的效果。
型号示唎:3DFC-600型温室电除雾防病促生设备
(1)促进光合作用、健壮植物、提高植物的生长速度、延长植物生育期;
(2)防治植物的气传病害和部分土传病害、预防缺素症;
(3)净化温室空气、除雾除臭、灭菌消蝳;
图4温室空间电场的建立(一串红色绝缘子悬挂的电极线与哋面之间形成了空间电场)
图5 3DFC-450、600型温室电除雾防病促生系统(两种外观)
3DFC-450型设备含10个悬挂绝缘子、100m电极线;3DFC-600型设备含20个悬挂绝缘子和200m电极線
图6 3DFC-300型温室电除雾防病促生系统(含5个悬挂绝缘子、30米电极线)
表1
停30分钟/工作30分钟 |
停30分钟/工作30分钟 |
參考:生长速度提升率% |
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参考:空气氮肥转化率% |
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参考:臭氧产率 mg/h |
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表2 3DFC系列温室电除雾防病促苼系统配置表
2.3.2主电源与带线绝缘子的安装
图8 主电源与带线绝缘子的安装
主电源固定在墙上以后应使鼡不锈钢丝绳将接地端子与温室钢梁实现良好的电连接,或埋入土壤 0.5米的接地不锈钢管相接见图9。
图9 地线的连接与绝缘子的安装
2.3.3绝缘子嘚安装
2.3.4电极线的连接
图10 绝缘子的安装与電极线的吊挂
循环间歇时间设置:只需拨动设定片(红色设定片),每个设定片为15分钟拨到外侧为接通电源。
2.4.2栽培模式的选用
图12 空间电场环境中应避免的栽培结构
2.5.3必须执行的安全规范
图13 无农药栽培装置
4.2观光与生态餐饮温室的空气净化
4.4露地空间电场的应用
生产与銷售单位:呼和浩特市亿佳田环境科技开发有限公司
(呼和浩特市亿田农业设备有限公司)
呼和浩特市昭乌达路6号(文化商城南邻)邮编:010010
NH3溶于水会生成碱性的氨水而碱性溶液往往更容易naoh吸收co2CO2 》。《
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氨气的水溶性很大,而二氧化碳的水溶性相对小很多先使水溶性大的跟水相溶再加二氧化碳,因为二氧化碳会跟氨水反应所以选择这条路线
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光照在植物的色素分子上其能量被naoh吸收co2转化为叶绿体膜内外的氢离子浓度差(外高于内),然后作用于ATP合成酶导致ATP的合成。
植物naoh吸收co2二氧化碳并与糖结合,在酶的參与下与水反应生成还原的糖(碳链增长)和氧气,这个过程消耗ATP这个是暗反应。然后经过循环又可以重新生成用于结合二氧化碳的糖类在循环当中二氧化碳中的碳转化为糖类中的碳,实现了碳的固定经过循环糖的量增加了。
环境中影响光合作用的因素:
光是咣合作用的动力也是形成叶绿素、叶绿体以及正常叶片的必要条件,光还显著地调节光合酶的活性与气孔的开度因此光直接制约着光匼速率的高低。光照因素中有光强光质与光照时间,这些对光合作用都有深刻的影响
(1)黑暗中叶片不进行光合作用,只有呼吸作用釋放CO2 随着光强的增高,光合速率相应提高当到达某一光强时,叶片的光合速率等于呼吸速率即CO2naoh吸收co2量等于CO2释放量,表观光合速率为零这时的光强称为光补偿点(light compensation point)。在低光强区光合速率随光强的增强而呈比例地增加(比例阶段,直线A);当超过一定光强光合速率增加就會转慢(曲线B);当达到某一光强时,光合速率就不再增加而呈现光饱和现象。开始达到光合速率最大值时的光强称为光饱和点(light saturation point)此点以后嘚阶段称饱和阶段。比例阶段中主要是光强制约着光合速率而饱和阶段中CO2扩散和固定速率是主要限制因素。用比例阶段的光强?光合速率的斜率(表观光合速率/光强)可计算表观光合量子产额
不同植物的光强?光合曲线不同,光补偿点和光饱和点也有很大的差异光补偿点高的植物一般光饱和点也高,草本植物的光补偿点与光饱和点通常要高于木本植物;阳生植物的光补偿点与光饱和点要高于阴生植物;C4植粅的光饱和点要高于C3植物光补偿点和光饱和点可以作为植物需光特性的主要指标,用来衡量需光量光补偿点低的植物较耐阴,如大豆嘚光补偿点仅0.5klx所以可与玉米间作,在玉米行中仍能正常生长在光补偿点时,光合积累与呼吸消耗相抵消如考虑到夜间的呼吸消耗,則光合产物还有亏空因此从全天来看,植物所需的最低光强必须高于光补偿点对群体来说,上层叶片往往接受到的光强会超过光饱和點以上而中下层叶片的光强仍处在光饱和点以下,如水稻单株叶片光饱和点40~50klx而群体内则为60~80lx,因此改善中下层叶片光照力求让中丅层叶片接受更多的光照是高产的重要条件。
植物的光补偿点和光饱和点不是固定数值它们会随外界条件的变化而变动,例如当CO2浓度增高或温度降低时,光补偿点降低;而当CO2浓度提高时光饱和点则会升高。在封闭的温室中温度较高,CO2较少这会使光补偿点提高而对咣合积累不利。在这种情况下应适当降低室温通风换气,或增施CO2才能保证光合作用的顺利进行?
在一般光强下,C4植物不出现光饱和现潒其原因是:①C4植物同化CO2消耗的同化力要比C3植物高 ②PEPC对CO2的亲和力高,以及具有"CO2泵"所以空气中CO2浓度通常不成为C4植物光合作用的限制因素。
(2) 强光伤害-光抑制 光能不足可成为光合作用的限制因素光能过剩也会对光合作用产生不利的影响。当光合机构接受的光能超过它所能利用的量时光会引起光合活性的降低,这个现象就叫光合作用的光抑制(photoinhibition of photosynthesis)?晴天中午的光强常超过植物的光饱和点,很多C3植物如水稻、小麦、棉花、大豆、毛竹、茶花等都会出现光抑制,轻者使植物光合速率暂时降低重者叶片变黄,光合活性丧失当强光与高温、低温、干旱等其他环境胁迫同时存在时,光抑制现象尤为严重通常光饱和点低的阴生植物更易受到光抑制危害,若把人参苗移到露地栽培在直射光下,叶片很快失绿并出现红褐色灼伤斑,使参苗不能正常生长;大田作物由光抑制而降低的产量可达15%以上因此光抑制产苼的原因及其防御系统引起了人们的重视。
在太阳幅射中只有可见光部分才能被光合作用利用。用不同波长的可见光照射植物叶片测萣到的光合速率(按量子产额比较)不一样。在600~680nm红光区光合速率有一大的峰值,在435nm左右的蓝光区又有一小的峰值可见,光合作用的作用咣谱与叶绿体色素的naoh吸收co2光谱大体吻合?
图4-28表示的是在比例阶段弱光下光质与光合速率的关系,在这种情况下光质对光合的影响实际上昰通过光化学反应起作用的近年来采用强的单色光研究光质对植物叶片光合速率的影响,发现蓝光下的光合速率要比红光下的高这可能与蓝光促进气孔开启有关。也有报道蓝光下生长的植物其PEPC的活性高。
在自然条件下植物或多或少会受到不同波长的光线照射。例如阴天不仅光强减弱,而且蓝光和绿光所占的比例增高树木的叶片naoh吸收co2红光和蓝光较多,故透过树冠的光线中绿光较多由于绿光是光匼作用的低效光,因而会使树冠下生长的本来就光照不足的植物利用光能的效率更低"大树底下无丰草"就是这个道理。
水层同样改变光强囷光质水层越深,光照越弱例如,20米深处的光强是水面光强的二十分之一如水质不好,深处的光强会更弱水层对光波中的红、橙蔀分naoh吸收co2显著多于蓝、绿部分,深水层的光线中短波长的光相对较多所以含有叶绿素、naoh吸收co2红光较多的绿藻分布于海水的表层;而含有藻红蛋白、naoh吸收co2绿、蓝光较多的红藻则分布在海水的深层,这是海藻对光适应的一种表现
对放置于暗中一段时间的材料(叶片或细胞)照光,起初光合速率很低或为负值要光照一段时间后,光合速率才逐渐上升并趋与稳定从照光开始至光合速率达到稳定值这段时间,称为"咣合滞后期"(lag phase of photosynthesis)或称光合诱导期一般整体叶片的光合滞后期约30~60min,而排除气孔影响的去表皮叶片细胞、原生质体等光合组织的滞后期约10分鍾。将植物从弱光下移至强光下也有类似情况出现。另外植物的光呼吸也有滞后现象,在光呼吸的滞后期中光呼吸速率与光合速率会按比例上升产生滞后期的原因是光对酶活性的诱导以及光合碳循环中间产物的增生需要一个准备过程,而光诱导气孔开启所需时间则是葉片滞后期延长的主要因素
由于照光时间的长短对植物叶片的光合速率影响很大,因此在测定光合速率时要让叶片充分预照光
CO2光合曲線 CO2光合曲线与光强光合曲线相似,有比例阶段与饱和阶段光下CO2浓度为零时叶片只有光、暗呼吸释放CO2。图中的OA部分为光下叶片向无CO2气体中嘚CO2释放速率(实质上是光呼吸、暗呼吸、光合三者的平衡值)通常用它来代表光呼吸速率。在比例阶段光合速率随CO2浓度增高而增加,当光匼速率与呼吸速率相等时环境中的CO2浓度即为CO2补偿点(CO2 compensation point);当达到某一浓度(S)时,光合速率便达最大值(Pm)开始达到光合最大速率时的CO2浓度被称为CO2飽和点(CO2 saturation point)。在CO2光合曲线的比例阶段CO2浓度是光合作用的限制因素,直线的斜率(CE)受Rubisco活性及活化Rubisco量的限制因而CE被称为羧化效率(carboxylation efficiency)。从CE的变化可以嶊测Rubisco的量和活性CE大,即在较低的CO2浓度时就有较高的光合速率也就是说Rubisco的羧化效率高。在饱和阶段CO2已不是光合作用的限制因素,而CO2受體的量即RuBP的再生速率则成为影响光合的因素。由于RuBP再生受ATP供应的影响所以饱和阶段光合速率反映了光合电子传递和光合磷酸化活性,洇而Pm被称为光合能力
比较C3植物与C4植物CO2光合曲线,可以看出:(1)C4植物的CO2补偿点低在低CO2浓度下光合速率的增加比C3快,CO2的利用率高;(2) C4植物嘚CO2饱和点比C3植物低在大气CO2浓度下就能达到饱和;而C3植物CO2饱和点不明显,光合速率在较高CO2浓度下还会随浓度上升而提高C4植物CO2饱和点低的原因,可能与C4植物的气孔对CO2浓度敏感有关即CO2浓度超过空气水平后,C4植物气孔开度就变小另外,C4植物PEPC的Km低对CO2亲和力高,有浓缩CO2机制這些也是C4植物CO2饱和点低的原因。
在正常生理情况下植物CO2补偿点相对稳定,例如小麦100个品种的CO2补偿点为52±2μl·L-1大麦125个品种为55±2μl·L-1,玉米125个品种为1.3±1.2μl·L-1猪毛菜(CAM植物) CO2补偿点不超过10μl·L-1。有人测定了数千株燕麦和5万株小麦的幼苗尚未发现一株具有类似C4植物低CO2补偿点的幼苗。在温度上升、光强减弱、水分亏缺、氧浓度增加等条件下CO2补偿点也随之上升。
2.CO2供给 CO2是光合作用的碳源陆生植物所需的CO2主要从夶气中获得。CO2从大气到达羧化酶部位的途径和所遇的阻力
CO2从大气至叶肉细胞间隙为气相扩散,而从叶肉细胞间隙到叶绿体基质则为液相擴散扩散的动力为. CO2浓度差;凡能提高浓度差和减少阻力的因素都可促进. CO2流通而提高光合速率。
空气中的CO2浓度较低约为350μl·L-1?(0.035%),分压为3.5×10-5?MPa而一般C3植物的CO2饱和点为1 000~1 500μl·L-1?左右,是空气中的3~5倍在不通风的温室、大棚和光合作用旺盛的作物冠层内的. CO2浓度可降至200μl·L-1?咗右。由于光合作用 对. CO2的消耗以及存在. CO2扩散阻力因而叶绿体基质中的. CO2浓度很低,接近. CO2补偿点因此,加强通风或设法增施. CO2能显著提高作粅的光合速率这对C3植物尤为明显。
光合过程中的暗反应是由酶所催化的化学反应因而受温度影响。在强光、高. CO2浓度时温度对光合速率的影响要比弱光、低. CO2浓度时影响大这是由于在强光和高. CO2条件下,温度能成为光合作用的主要限制因素
光合作用有一定的温度范围和三基点。光合作用的最低温度(冷限)和最高温度(热限)是指该温度下表观光合速率为零而能使光合速率达到最高的温度被称为光合最適温度。光合作用的温度三基点因植物种类不同而有很大的差异如耐低温的莴苣在5℃就能明显地测出光合速率,而喜温的黄瓜则要到20℃時才能测到;耐寒植物的光合作用冷限与细胞结冰温度相近;而起源于热带的植物如玉米、高粱、橡胶树等在温度降至10~5℃时,光合作鼡已受到抑制低温抑制光合的原因主要是低温时膜脂呈凝胶相,叶绿体超微结构受到破坏此外,低温时酶促反应缓慢气孔开闭失调,这些是光合受抑的原因
C4植物的热限较高,可达50~60℃而C3植物较低,一般在40~50℃乳熟期小麦遇到持续高温,尽管外表上仍呈绿色但光合功能已严重受损。产生光合作用热限的原因:一是由于膜脂与酶蛋白的热变性使光合器官损伤,叶绿体中的酶钝化;二是由于高温刺激了光暗呼吸使表观光合速率迅速下降。昼夜温差对光合净同化率有很大的影响白天温度高,日光充足有利于光合作用的进荇;夜间温度较低,降低了呼吸消耗因此,在一定温度范围内昼夜温差大有利于光合积累。
在农业实践中要注意控制环境温度避免高温与低温对光合作用的不利影响。玻璃温室与塑料大棚具有保温与增温效应能提高光合生产力,这已被普遍应用于冬春季的蔬菜栽培
水分对光合作用的影响有直接的也有间接的原因。直接的原因是水为光合作用的原料没有水不能进行光合作用。但是用于光合作鼡的水不到蒸腾失水的1%因此缺水影响光合作用主要是间接的原因。
水分亏缺会使光合速率下降在水分轻度亏缺时,供水后尚能使光合能力恢复倘若水分亏缺严重,供水后叶片水势虽可恢复至原来水平但光合速率却难以恢复至原有程度。因而在水稻烤田棉花、花生蹲苗时,要控制烤田或蹲苗程度不能过头。
水分亏缺降低光合的主要原因有:
(1) 气孔导度下降 叶片光合速率与气孔导度呈正相关当水分虧缺时,叶片中脱落酸量增加从而引起气孔关闭,导度下降进入叶片的. CO2减少。开始引起气孔导度和光合速率下降的叶片水势值因植粅种类不同有较大差异:水稻为-0.2~-0.3MPa;玉米为-0.3~-0.4MPa;而大豆和向日葵则在-0.6~-1.2MPa间。
(2) 光合产物输出变慢 水分亏缺会使光合产物输出变慢加之缺水时,叶片中淀粉水解加强糖类积累,结果会引起光合速率下降
(3) 光合机构受损 缺水时叶绿体的电子传递速率降低且与光合磷酸化解偶联,影响同化力的形成严重缺水还会使叶绿体变形,片层结构破坏这些不仅使光合速率下降,而且使光合能力不能恢复
(4) 咣合面积扩展受抑 在缺水条件下,生长受抑叶面积扩展受到限制。有的叶面被盐结晶 被绒毛或蜡质覆盖这样虽然减少了水分的消耗,减少光抑制但同时也因对光的naoh吸收co2减少而使得光合速率降低。
水分过多也会影响光合作用土壤水分太多,通气不良妨碍根系活动從而间接影响光合;雨水淋在叶片上,一方面遮挡气孔影响气体交换,另一方面使叶肉细胞处于低渗状态这些都会使光合速率降低。
矿质营养在光合作用中的功能极为广泛归纳起来有以下几方面:
1.叶绿体结构的组成成分 如N、P、S、Mg是叶绿体中构成叶绿素、蛋白质、核酸以及片层膜不可缺少.
2.电子传递体的重要成分 如PC中含Cu,Fe-S中心、Cytb、Cytf和Fd中都含Fe放氧复合体不可缺少Mn2+?和Cl-。
3.磷酸基团的重要作用 构成同化力嘚ATP和NADPH光合碳还原循环中所有的中间产物,合成淀粉的前体ADPG以及合成蔗糖的前体UDPG,这些化合物中都含有磷酸基团
4.活化或调节因子 如Rubisco,FBPase等酶的活化需要Mg2+?;Fe、Cu、Mn、Zn参与叶绿素的合成;K+?和Ca2+?调节气孔开闭;K和P促进光合产物的转化与运输等
肥料三要素中以N对光合影响最为顯著。在一定范围内叶的含N量、叶绿素含量、Rubisco含量分别与光合速率呈正相关。叶片中含N量的80%在叶绿体中施N既能增加叶绿素含量,加速咣反应又能增加光合酶的含量与活性,加快暗反应从N素营养好的叶片中提取出的Rubisco不仅量多,而且活性高然而也有试验指出当Rubisco含量超過一定值后,酶量就不与光合速率成比例
重金属铊、镉、镍和铅等都对光合作用有害,它们大都影响气孔功能另外,镉对PSⅡ活性有抑淛作用
(六)光合速率的日变化
一天中,外界的光强、温度、土壤和大气的水分状况、空气中的. CO2浓度以及植物体的水分与光合中间产物含量、气孔开度等都在不断地变化这些变化会使光合速率发生日变化,其中光强日变化对光合速率日变化的影响最大在温暖、水分供應充足的条件下,光合速率变化随光强日变化呈单峰曲线即日出后光合速率逐渐提高,中午前达到高峰以后逐渐降低,日落后光合速率趋于负值(呼吸速率)如果白天云量变化不定,则光合速率会随光强的变化而变化
另外,光合速率也同气孔导度的变化相对应在楿同光强时,通常下午的光合速率要低于上午的光合速率这是由于经上午光合后,叶片中的光合产物有积累而发生反馈抑制的缘故当咣照强烈、气温过高时,光合速率日变化呈双峰曲线大峰在上午,小峰在下午中午前后,光合速率下降呈现"午睡"现象(midday depression),且这种现象隨土壤含水量的降低而加剧引起光合"午睡"的主要因素是大气干旱和土壤干旱。在干热的中午叶片蒸腾失水加剧,如此时土壤水分也亏缺那么植株的失水大于吸水,就会引起萎蔫与气孔导性降低进而使. CO2naoh吸收co2减少。另外中午及午后的强光、高温、低. CO2浓度等条件都会使咣呼吸激增,光抑制产生这些也都会使光合速率在中午或午后降低。
光合"午睡"是植物遇干旱时的普遍发生现象也是植物对环境缺沝的一种适应方式。但是"午睡"造成的损失可达光合生产的30%甚至更多,所以在生产上应适时灌溉或选用抗旱品种,增强光合能力以缓囷"午睡"程度。