群體概念是怎樣幫助我們分析植物的光合作用與產(chǎn)量的關(guān)系問題的呢？我們都知道植物借陽光的能力，還原二氧化碳和分解水所制造的有機(jī)物是一切產(chǎn)品的來源。人們對(duì)于光合作用雖然作了很多的研究，對(duì)其中的物理化學(xué)的反應(yīng)過程也有相當(dāng)?shù)牧私?，但是并沒有能提出如何更充分利用陽光的辦法。對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程也只是做些表面的分析，指出產(chǎn)量的提高，主要是由于葉面積的增加，就是說接受陽光的面積的增加?？墒侨~面積增加有一個(gè)限度，不能超過地面積的四至五倍，過此限度產(chǎn)量就不能增加，甚至下降。為什么這樣？能不能提高？過去由于沒有指導(dǎo)性的理論，無從下手。而且人們總是把上下的葉面一律看待，不管它們究竟受光多少；采取的計(jì)算辦法是用總的葉面積除干物質(zhì)的增加，得出所謂“光合生產(chǎn)率”。其實(shí)這個(gè)數(shù)量并沒有什么意義，更不能代表葉子的光合能力的強(qiáng)弱，反而引起混亂與錯(cuò)覺。 從群體來看，這個(gè)問題就很清楚，它說明用這樣簡(jiǎn)化的算法是不合理的。首先，必須考慮到，在一塊田中，上下層的葉面接受光的機(jī)會(huì)和數(shù)量是不同的，應(yīng)該知道光的分布情況。其次也要考慮葉子的光合強(qiáng)度與接受的光能不是成正比例的，弱光中光合作用隨光強(qiáng)度而增加，但有一定限度。水稻在夏天中午日光照射下只需要三分之一左右就達(dá)到飽和，光再?gòu)?qiáng)也用不了。生態(tài)學(xué)上用的一個(gè)方法是，把一塊水稻或小麥田從上到下分成若干層，量出每層的葉面積，測(cè)完每層的光強(qiáng)度，計(jì)算每層葉子的光合作用，再積分得出這塊田的總光和產(chǎn)量。這個(gè)方法比較符合實(shí)際情況，計(jì)算的結(jié)果比較接近實(shí)際產(chǎn)量數(shù)字，可以用來進(jìn)一步分析各種措施的影響。 整個(gè)光能利用問題顯然與群體的結(jié)構(gòu)有關(guān)。總的葉面積越大，吸收光也越多。究竟多大的葉面積最好呢？這就不能一概而論了，要看這個(gè)群體的結(jié)構(gòu)，也就是說與每個(gè)葉子的大小，它們的排列、角度以及反光和透光的性質(zhì)。譬如厚而大的葉子，水平鋪著，一層就幾乎把所有的光遮住，下面就不能再長(zhǎng)。像爬山虎就是這樣，葉子彼此相嵌，平鋪一層，地面有多大，受光的總面積也只能有多大，這對(duì)于光能利用并不經(jīng)濟(jì)。如果葉子斜立起來，情況就好得多。第一：這樣一個(gè)葉子受光強(qiáng)度弱些，但受光的面積大了，這是有利于光合作用的。第二，斜立的葉子向下投影小，遮蓋下面葉子的機(jī)會(huì)少，漏過的光多，使下面的葉子更能接受光能。第三，這種葉子反光不是全向上，而是一部分向下反射到田里面，給別的葉子用，利用率最高。水稻小麥田的群體結(jié)構(gòu)比較好，它們的葉片小，接近直立，因此一塊地上可以容納的總?cè)~面積高，也就是更能密植，更能充分利用光能。 什么樣的群體結(jié)構(gòu)才最合理，最能充分利用太陽光能？按理說是可以計(jì)算的，做幾個(gè)適宜的假設(shè)就可以推算葉子最好多么大，應(yīng)如何排列，成什么角度。但是這種計(jì)算非常復(fù)雜，每天的太陽光強(qiáng)度不同，角度不同，直射光與散射光也要作不同的處理。這還不如多去測(cè)定些不同的田塊的結(jié)構(gòu)，加以比較，或者人工制造些模型，加以研究和模擬，更容易獲得結(jié)果。這樣得到的群體結(jié)構(gòu)與光能利用的理論，將不止對(duì)于水稻小麥有用，其他作物以及森林和自然群落，或者單細(xì)胞藻類的培養(yǎng)，都一樣有用。 有人要問，即使找出最合理的群體結(jié)構(gòu)，用什么方法去達(dá)到這樣的結(jié)構(gòu)呢？這就需要更進(jìn)一步的研究，下面還要談這個(gè)復(fù)雜的問題。其實(shí)很多的農(nóng)業(yè)措施和農(nóng)民的經(jīng)驗(yàn)，主要就是要達(dá)到這個(gè)目的。土、肥、水、種、密對(duì)群體結(jié)構(gòu)都有影響，也都可以用來對(duì)它進(jìn)行控制。譬如說有的品種葉子比較直立，有的比較平鋪，從光能利用和適于密植來說，顯然前者較好，因此就應(yīng)作為選種的標(biāo)準(zhǔn)之一。栽植的行株距和行的方向與群體結(jié)構(gòu)及光能利用有關(guān)，如天津水稻勞模姜德玉指出東西行比南北行好。水稻烤田也影響結(jié)構(gòu)，我們?cè)吹揭粔K田葉子生長(zhǎng)茂盛，較平鋪，并向下披，遮光很厲害，經(jīng)過排水烤田，兩三天中葉子就豎立起來，光分布亦大為好轉(zhuǎn)。這種寶貴經(jīng)驗(yàn)還很多。 因此，從群體概念來分析光能利用，就給過去得到的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，如葉面積與產(chǎn)量的關(guān)系等，奠定了理論基礎(chǔ)。同時(shí)，改正了過去的看法上的局限性與偏差，進(jìn)一步指出了再提高的可能與途徑。當(dāng)然，通過群體結(jié)構(gòu)來提高光能利用率，只是問題的一個(gè)方面，還必須結(jié)合個(gè)體生理及光合作用的物理化學(xué)機(jī)制的研究，進(jìn)一步增強(qiáng)每個(gè)葉片的光合能力，以提高農(nóng)業(yè)產(chǎn)量。 對(duì)群體來說，光只是外界環(huán)境因素之一，雖然是最重要最基本的，但還必須考慮其他的因素，如田間的溫度，濕度，空氣成分和風(fēng)速，都能影響植物的光合作用及其他的生理活動(dòng)，也都與群體的密度和結(jié)構(gòu)有關(guān)。至于作物的地下部分的情況，如根與根之間，根與土壤及微生物之間的相互影響，水份和肥料的吸收等等，則更為復(fù)雜，須繼續(xù)分析研究。

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