光合速率、光能利用率与光合作用效率1. 光合速率：光合作用的指标，是指植物在一定时间内将光能转化为化学能的多少 通常以每小时每平方分米叶面积吸收CO2毫克数表示它由植物在单位时间内吸收 光能的多少及它对光能的转化率决定2. 光能利用率：植物将一年中投射到该土地上的光能转化成化学能的效率指植物 光合作用所累积的有机物所含能量，占照射在同一地面上的日光能量的比率它由 该土地上植物的多少、进行光合作用时间的长短及植物吸收利用光能的能力决定提高的途径有延长光合时间、增加光合面积，提高光合作用效率3. 光合作用效率：是指植物将照射到植物上的光能转化为化学能的效率植物通过 光合作用制造有机物中所含有的能量与光合作用中吸收的光能的比值，它由植物叶 片吸收光能的能力、及将吸收了的光能转化为化学能的能力决定提高的途径有光照强弱的控制，温度的控制，CO2的供应，必需矿质元素的供应4. 光能利用率和光合作用效率这“两率”的比例式中，主要是分母不同光能利用 率比例式中分母是指照射在同一时期同一地面上太阳辐射能，而光合作用效率比例 式中分母是同一时期同一土地面积农作物光合作用所接受的太阳能；两比例式中分 子都是作物光合作用积累的有机物中所含能量。
1) 光能利用率与复种指数、合理密植、作物生育期、植株株型、CO2浓度、光照强 度、温度、矿质元素等都有密切关系；农作物的光合作用效率与光照强度、温度、 CO2浓度、矿质元素等有密切关系2) 提高光能利用率，主要是通过延长光合作用时间、增加光合作用面积和加强光合 作用效率等途径3) 阳光、温度、水分、矿质元素和二氧化碳等都可以影响单位绿叶面积的光合作用 效率4) 提高了光合作用效率也就提高了光能利用率，但提高了光能利用率不一定提高光 合作用效率但二者均影响农作物产量，即提高光能利用率和提高光合作用效率均 能提高单位面积上农作物产量几种方法:间作是几种作物相间种植，即一行A一行B，通常将高和喜阳植物与矮的 喜荫植物间种套种是在前一茬作物即将收割沿未收割之前将后一茬作物种入前茬 的行间株间如在棉花尚未收完前种入豌豆，还可利用棉花秆作豌豆的支架轮作 是几种作物轮流种植，如稻田在冬天种萝卜或绿肥；也可今年种水稻、明年种玉米， 后年种棉花等许多种植物轮流种植三者通称为“复种”其中间作、套种：增加 光合面积；轮作：延长光合时间三者都是为了提高光能利用率，而不是提高光合作用效率如落在叶面的光能（100%）；不能吸收的波长，丧失能量60%；反射和透光，丧 失能量8%；散热，丧失能量8%；代谢，丧失能量19%；转化、储存于糖类中的能量 5%；则：光能利用率=5%、光合作用效率=5%/（8%+19%+5%）=15.6%例1：三农”问题中，发展粮食生产，提高粮食产量是最基础的问题。
下列措施 中，有利于提高对光能利用率，增加产量的是（）A、增加光合作用面积 B、提高农作物的光合作用效率C、延长光合作用时间 D、不包括A、B、C三项答案是ABC例2：下列措施不能提高阳生性农作物的光合作用效率的是（）A、合理密植 B、保证适量的必需矿质元素C、延长光合作用时间 D、强的光照答案是AC例3：合理施肥的实质是提高了光合作用的效率下列叙述与提高光合作用效率密 切相关的是（）① 氮使叶面积增大，增大了光合作用面积② 氮是光合作用产物蛋白质的必需元素③ 磷是NADP+和ATP的组成成分④ 钾促进光合产物的运输A、①③ B、②④ C、②③④ D、①③④答案是C例4：下面叙述中，对于农田里的农作物来说，确保良好的通风透光的不正确叙 述是（）A、可充分利用光能 B、可增大光合作用面积C、可提高光合作用效率 D、可提供较多的二氧化碳答案是B混作也叫间作（mixed intercropping）：将两种或两种以上生育季节相近的作物按一定比例混合种在一块田地上的种植 方式多不分行或在同行内混播或在株间点播通过不同作物的恰当组合，可提高 光能和土地的利用率，还能减轻自然灾害和病虫害的危害混作在中国已有2000 多年的历史。
北方旱地粮食和油料混作较多，如小麦与豌豆、高粱与黑豆、大豆与 芝麻、棉花与豆类或芝麻混作等世界上盛行粮食作物混作的有印度和非洲部分国 家非洲多为玉米、高粱、豇豆、粟、木薯、马铃薯等的混作印度旱作区多为高 粱、豆类、粟类等混作畜牧业发达的欧美各国及澳大利亚、新西兰等常将饲料作 物和牧草采用混作由于混作会造成作物间互相争夺光照和水、肥的矛盾，且田间 管理不便，不适合于高产栽培要求，故中国的混作面积已逐渐减少套种 在一块地上按照一定的行、株距和占地的宽窄比例种植几种庄稼，叫间作套种一般把几种作物同时期播种的叫间作，不同时期播种的叫套种间作套种是我国农民的传统经验，是农业上的一项增产措施复种（multiple cropping）同一块土地上在一年内连续种植超过一熟（茬）作物的种植制度，又称多次作 复种是中国蔬菜集约化栽培的主要特点之一，能显著提高土地和光能利用率，是实 现蔬菜高产种类多样、周年均衡供应的一个有效途径依各地区条件及生产技术水平等的差异，复种程度有明显不同，通常以 “复种指数”作为量度的指标如麦-棉一年两熟，麦-稻-稻一年三熟此外还有二年三熟、三年五熟等除直 播外，也可采用再生、移栽、套作等方式达到复种目的。
复种是集约栽培的重要方 式之一，主要应用于生长季节较长，降水较多或灌溉条件较好的温暖带、亚热带或 热带地区可提高土地和光能的利用率，增加作物的单位面积年总产量；增加地面 覆盖，减少土壤的水蚀和风蚀；充分利用人力和自然资源实行复种的田地上，一 年内不同生长季中，作物搭配种植的方式或类型称为复种方式各地的复种方式因 纬度、地区、海拔和生产条件而异在作物能安全生育的季节种一熟有余而二熟不 足的地区，多采用二茬套作方式在冬凉少雨或有灌溉条件的华北地区，旱地多为 小麦-玉米（或大豆）二熟，春玉米小麦-粟二年三熟在冬凉而夏季多雨的江淮地 区，普遍采用麦-稻二熟，或麦、棉套作二熟在温暖多雨，灌溉发达的长江以南各 省，稻田除麦-稻二熟，油菜-稻二熟和早稻-晚稻二熟外，还有稻-稻-肥、稻-稻- 麦、稻-稻-油菜等三熟制轮作是指前后两季种植不同的作物或相邻两年内种植不同的复种方式由于不同 作物对土壤中的养分具有不同的吸收利用能力，因此，轮作有利于土壤中的养分的 均衡消耗同时轮作还有利于减轻与作物伴生的病虫杂草的危害例如，春季种烤 烟，烤烟收获后再种一季双季晚稻，这种水旱轮作的效果一般都很好不仅能改良 土壤的理化性能，而且能非常有效地抑制病虫杂种。
连作2.在一块田地上连续栽种同一种作物间作一茬有两种或两种以上生育季节相近的作物，在同一块田地上成行或成 带（多行）间隔种植的方式中国早在公元前1世纪西汉《氾胜之书》中已有关于瓜豆间作的记载公元6世 纪《齐民要术》叙述了桑与绿豆或小豆间作、葱与胡荽间作的经验明代以后麦豆 间作、棉薯间作等已较普遍，其他作物的间作也得到发展20世纪60年代以来间 作面积迅速扩大，有高、矮杆作物间作和不同作物种类间作，如粮食作物与经济作 物、绿肥作物、饲料作物的间作等多种类型；尤以玉米与豆类作物间作最为普遍（见 图），广泛分布于东北、华北、西北和西南各地此外还有玉米与花生间作（见彩图）， 小麦与蚕豆间作，甘蔗与花生、大豆间作；高粱与粟间作等林粮间作中以桑树、 果树或泡桐等与一年生作物间作较多在印度和许多非洲国家，豆类、玉米、高粱、 粟、木薯等采用间作的也较普遍间作可提高土地利用率，由间作形成的作物复合群体可增加对阳光的截取与吸 收，减少光能的浪费；同时，两种作物间作还可产生互补作用，如宽窄行间作或带 状间作中的高杆作物有一定的边行优势、豆科与禾本科间作有利于补充土壤氮元素 的消耗等但间作时不同作物之间也常存在着对阳光、水分、养分等的激烈竞争。
因此对株型高矮不一、生育期长短稍有参差的作物进行合理搭配和在田间配置宽窄 不等的种植行距，有助于提高间作效果当前的趋势是旱地、低产地、用人畜力耕 作的田地及豆科、禾本科作物应用间作较多与间作相反，在一块土地上只种一种作物的种植方式，称为单作，其优点是便 于种植和管理，便于田间作业的机械化世界上小麦、玉米、水稻、棉花等多数作 物以实行单作为主中国盛行间、套作，但单作仍占较大比重光能利用率一般是指单位土地面积上，农作物通过光合作用所产生的有机物中 所含的能量,与这块土地所接受的太阳能的比.理论计算值:一般可达6.0〜8.0%，而实际生产中仅为0.5〜1.0%，最大可达2%光能利用率二有机物所含能量/土地所接受的太阳能光合产物中固定的物化能与光合作用可利用的太阳辐射能的百分比其表达式 为 n= （q-M/EQPAR）X100%q为作物各器官的含热量，即单位干物重燃烧产生的热量，是单位质量的有机 物固定的物化能（焦耳/克），M为单位面积上作物的生物学产量（克/平方米）， 工QPAR为生长期内单位面积的光合有效辐射能（焦耳/平方米）一般农田光能利 用率平均只有0.40%；北京郊区亩产1000kg的地块，光能利用率达到4.0%；中国 长江流域亩产1500kg的试验田，光能利用率为5.0%。
提高光能利用率的方法:延长光合作用时间（如复种），增加光合作用面积（如合 理密植 间作套种），提高光合作用效率（如控制光照强弱和成分增加CO2浓度 合理 施肥）等免耕播种前不单独进行土壤耕作直接在茬地上播种，作物生长期不进行土壤 管理的耕作方法用联合作业免耕播种机一次完成切茬、开沟、喷药除草、播种、 覆土多道工序广义免耕包括少耕传统的免（少）耕技术在中国耕作史上出现较早 20世纪40年代，美国进行了少耕研究，发现残茬覆盖有保护土壤的作用除草剂和免耕机的研制成功，为免耕播种提供了可能，并因能源紧张，使免耕技术 得以发展美国60年代开始应用于玉米、高粱、大豆和烟草等作物生产以后逐渐 为各国所重视和采用免耕的优点：①减少耕作机械多次作业而压实、破坏土壤结 构②降低成本和能耗③地面保存残茬覆盖，有利蓄水保水、防止水土流失和 土壤风蚀，减轻环境污染，提高土地利用率但早春土温较低；残茬分解产生有毒 物质；病、虫、杂草防除效果欠佳，均影响下茬作物生长，有待解决免耕不适于 低洼易涝土地、土壤质地粘重和耕层结构不良的土地。