解放军文职招聘考试复种与光能的集约利用

 复种的中心目的是集约利用时间和土地，提高年光能利用效率。

    提高光能利用率是提高作物产量的中心问题。光能利用率（E％）的高低与光合作用效率（P）、光合面积（L）和光合时间（D）密切有关。E＝P*L*D。在如何通过提高光合效率以提高光能利用率方面，许多研究者做了大量工作。通过研究，有的认为决定不同玉米品种产量的首先是叶面积而不是光合效率；有的测定了小麦、水稻许多栽培种的光合效率，结论是多数野生种的光合效率大于栽培种；有的研究得出，甘薯、棉花、大麦、苜蓿等作物品种间的光合效率有显著不同，但它与最终的产量缺乏明显的相关性；大豆净光合率高的，产量并不高等等。这些都说明要通过改变叶光合效率来提高光能利用率是较困难的。许多世纪以来，很多育种工作者设想通过单位叶面积光合强度的提高来增加农作物产量，效果也都不显著。今后随着光合机制、遗传工程的研究，期待在这方面有所突破，光合面积增加与作物干物质生产量的增加密切相关，但是大量研究证明，叶面积与产量仅在一定范围内呈直线相关。而在高水肥条件下，叶面积系数已经较大，如再继续增加叶面积，不仅照光叶面积相对下降，而且随着叶面积的不断增加与相互遮荫的加剧，叶片的净光合率也迅速下降，两者呈明显的负相关。所以企图过多地增加一季作物，特别是同一作物群体的叶面积并不可取，反而会带来倒伏、徒长、病害等一系列问题。在这种情况下，在生长期比较长的地方，应从光合时间上挖掘潜力。

    太阳光能一年四季不断投向大地，而一季作物的生长期一般只4-7个月，高叶面积时间更短，一般仅2一3个月。因此在生长期长的地方一年一熟，由于光合时间短，光能利用率降低，而且生长期越长，光合时间浪费越多。例如在东北的沈阳，一年种一季玉米，浪费生长期15％，而在南部的南宁一年种植一季玉米，光合时间的浪费竟接近70％。世界上，农作物耕地占陆地的11％，而作物生物量还不及陆地植物光合产量的l％。生产力高的热带雨林一年平均固碳990g/m²，而一般耕地只290g/m²。这种差别的产生，主要也是因为耕地在一年之内的光合时间短的缘故，何况作物产量随着单产水平的不断提高，增产幅度将越来越少，投资也将越来越大。因此在其它资源条件许可的情况下，将适合不同季节生长的作物，如适合夏秋季节和适合冬春季节生长的作物，合理组合进行复种，挖掘光合时间利用的潜力，增加年光能利用率是作物增产的有效途径，三熟比一熟生长期延长273天，光能利用率由0，73％提高到1．50一1．71％。

   北京农业大学在京、津一带经过5年（1974－1978年）的生产力试验比较得出，一年一熟的冬小麦亩产307.6kg，春玉米亩产400．5kg，年光能利用率分别为0．44一0.47％，而一年两熟的小麦、玉米年亩产量平均613．5kg，年光能利用率为0.79％。两熟比一熟光能利用率提高68－80％，提高的主要原因是增加了59％的生长期。过去世界上有些学者由于受所在国自然资源与农业条件的限制，往往强调增加叶面积系数，而忽视增加光合时间的重要意义，近年来已开始重视。从村田吉男1975年归纳世界各地作物最高纯生产量的资料（10种作物，13处）中可以看出，凡是每公顷纯生产量超过30t的（折2000kg干物质/亩），其作物的生育天数都在200天以上。例如美国加利福尼亚州的玉米，作物生长率（GGR）较高，平均达23g/m^2.d，但因生长期只用61天，年产量只有13.9t／ha；而当地的甜菜，作物生长率为14 g/m^2.d,只相当于玉米的1/2，却因生育期长达300天，纯生产量达到42.6t/ha。进而说明了作物的年纯生产量与光合作用时间作用密切相关，生产期越长、热量条件越好的地方，复种效果越好。

   但是也不是在任何情况下都有利于提高光能利用率，复种只有在一定的叶面积基础上才能发挥其作用。如北京农业大学1984年试验，旱地小麦-夏玉米和小麦-夏大豆一年两熟，年光能利用率分别为0.37%与0.31%，而一年一熟春玉米却为0.41%。其原因就是前者虽光合时间长达240天，但平均叶面积系数低，仅有0.95和0.88。后者光合时间短，为131天，但叶面积系数却为1.15，因此，光能利用率仍比前者提高10.8-32.3%。所以，延长光合时间必须与一定的叶面积系数相结合，将光合时间与叶面积系数统一考虑，才有利于提高产量，刘巽浩（1977）提出用叶日积（LAI一D）来衡量复种的效果。据研究，作物产量与LAl－D相关系数高达0.95，其方程如下：

   叶日积综合反映了叶面积与生长日数两个因素，熟制比一熟制增产的2、3号地的LA1一D显著高于1号地，尽管生育期长279天，但LAJ一D只有107．1，显著低于1号地的194.4，故产量下降。

    据贵州农学院1979年试验，叶日积与玉米的亩产水平有明显的相关性，LAl一D低于250时，玉米单产水平低，280一300时玉米单产水平较高。该院1984-1987年研究，小麦一玉米二熟制亩产在500-570kg，LAI一D在600一767之间，小麦／玉米／甘薯三熟亩产在830一885公斤之间，LAI一D在866一1170之间。一般情况下，叶日积较高有利于增产，但并非绝对，两者的相关联系尚需进一步研究明确。在生长期足够长的地区同样也要注意光合时间和光合效率的关系，如L.H.Allen等人在哥斯达黎加热带农业研究中心和培训中心所做的单作与复种比较试验图示，形象他说明了这一问题。

     叶面积系数的大小与水、肥、劳力、农药、机械等多种条件有关。复种只有在其它有关生产条件的配合下，才能保证其增产效果。一般来讲，生产水平低时，复种的效果差，随着生产水平的提高，复种的效果越明显。