CO2的补偿点和饱和点
CO2是光合作用的原料,大气中CO2的浓度对光合作用影响强烈,有时起限制因子的作用。植物对CO2吸收利用具有补偿点和饱和点。CO2补偿点是植物光合作用吸收的CO2与呼吸作用释放的CO2相等时,环境中CO2的浓度相对稳定。各种植物的补偿点不同,玉米、高粱、谷子等C4植物的补偿点一般小于10ppm,称低CO2补偿点植物;小麦、水稻、棉花、大豆等C3植物的补偿点为40~150ppm,称为高CO2补偿点植物。当大气中CO2的浓度超过CO2补偿点后,随CO2浓度的增加,光合强度将不断增强;当CO2浓度增加到一定限度,植物的光合强度不再增强,这时环境中CO2的浓度称CO2饱和点。大气中CO2的浓度超过饱和点以后,将引起原生质中毒或气孔关闭抑制光合作用的进行。农作物光合作用CO2的最适浓度为约1000ppm,现在大气中CO2的浓度约为350ppm.大大超过补偿点而远离饱和点,CO2浓度的增加,必定加快光合作用的强度,增加农作物的光合产量,从而加快植物生长。
大气中的CO2通过气孔进入叶面时,水分子也乘机跑了出来,据分析,叶面每吸收一个CO2分子,就要消耗100~400个水分子。当大气中CO2大量增加时,气孔只要微微张开,就可以吸收到足够的CO2,这样水分蒸发量将大大减少。实验证明,在一定范围内CO2对光合强度的影响大于光照、温度、水分、矿物元素等条件的影响。因此,大气中CO2浓度的增加,可增强作物对低温、低光照、干旱、土壤盐碱化、空气污染等不利因素的抵抗能力,城区的植物在不利的生态环境条件下,所以能茁壮成长,也与城区大气中CO2浓度较高有关
小麦、水稻、大豆等C3植物进行光合作用时,要进行光呼吸,消耗了大量的能量,而较高浓度的CO2可以抑制呼吸。据实验,当CO2的浓度达600ppm时,比起350ppm条件下,光合呼吸要减少一半,于是节省下来的能量就可能转移到生物体上来,从而提高农作物的产量。值得一提的是C4植物由于存在极小呼吸,所以具高产特性。