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出版者:山东科学技术出版社

作者:匡延云

出品人:

页数:396

译者:

出版时间:2004-5

价格:65.0

装帧:精装

isbn号码:9787533135874

丛书系列:

图书标签:

• 作物光能利用效率与调控
• 光合作用
• 作物生理
• 光能利用
• 植物光形态建成
• 光合效率
• 植物生理学
• 农业科学
• 植物生物学
• 作物栽培
• 光生物学

《作物光能利用效率与调控》 光，是万物生长的源泉，更是作物生命活动的核心驱动力。本书深入探讨了作物如何高效地捕获、转化和利用光能，以及通过科学手段调控这一过程，以期在有限的资源条件下最大化作物产量和品质。 第一部分：作物光能捕获与转化机制 本部分将从分子、细胞及器官等多个层面，解析作物光合作用的精妙之处。 光合色素的奥秘： 详细介绍叶绿素、类胡萝卜素等光合色素的结构、吸收光谱特性及其在捕获不同波长光能中的协同作用。我们将剖析不同作物种类、不同生长阶段色素含量的差异及其对光能捕获效率的影响。 光系统Ⅰ和光系统Ⅱ的协同运作： 深入阐述光系统Ⅰ（PSI）和光系统Ⅱ（PSII）在光能捕获、水分裂、电子传递和质子梯度形成过程中的功能。我们将重点关注电子传递链上的关键蛋白复合体，如光系统Ⅱ反应中心、细胞色素b6f复合体、光系统Ⅰ反应中心等，以及它们在能量转化中的效率限制因素。 光能耗散与保护机制： 探讨植物在强光胁迫下，通过非光化学猝灭（NPQ）等机制耗散多余光能，保护光合机构免受损伤的生理生化过程。我们将分析非光化学猝灭的不同途径，如能量依赖性猝灭（qE）、氧化还原依赖性猝灭（qI）和光化学猝灭（qP）等，并介绍相关调控因子。 光合产物的归宿与分配： 追踪光合作用产生的碳水化合物在植物体内的合成、转运和分配过程。我们将详细介绍蔗糖合成酶、淀粉合成酶等关键酶的作用，以及韧皮部筛管元素中蔗糖转运的机制。同时，分析不同器官（如根、茎、叶、果实）对光合产物的竞争与分配策略。 第二部分：影响作物光能利用效率的关键因素 本部分将从环境、遗传以及生理等多个维度，分析影响作物光能利用效率的内外部因素。 环境因子调控： 光照强度与光谱： 详细分析不同光照强度和光谱组成对作物光合速率、光系统效率以及光周期效应的影响。我们将探讨光照饱和点、补偿点等关键指标的意义，并介绍不同光谱（如红光、蓝光、远红光）在促进营养生长、开花结果等方面的作用。 温度与水分： 阐述温度和水分胁迫对光合酶活性、气孔导度以及光合色素稳定性的影响，分析其如何协同作用限制作物光能利用。我们将探讨最适温度范围，以及干旱和淹水胁迫下作物光合作用的适应性与脆弱性。 CO2浓度： 探讨大气CO2浓度升高对作物光合作用的潜在影响，包括CO2施肥效应以及对光呼吸的抑制作用。我们将分析不同作物对CO2浓度升高的响应差异，以及潜在的适应性局限。 养分供应： 剖析氮、磷、钾等必需营养元素对光合色素合成、酶活性以及光合器官形态建成的关键作用。我们将重点关注氮素在叶绿素和光合蛋白合成中的核心地位，以及磷素在能量代谢中的不可替代作用。 遗传与分子机制： 光合相关基因的调控： 介绍调控光合作用关键酶、蛋白复合体以及信号转导通路的关键基因，并探讨其在不同作物品种间的遗传变异。我们将关注转录因子、miRNA等调控元件在光合作用调控网络中的作用。 光合效率的遗传改良潜力： 分析不同作物种质资源在光能利用效率上的差异，并探讨通过分子标记辅助选择、基因编辑等技术进行遗传改良的策略和前景。我们将介绍当前在提高光捕获能力、降低光呼吸、优化产物分配等方面的育种进展。 生理与形态结构： 叶片形态与结构： 探讨叶片大小、厚度、角度、表面结构（如蜡质层）等形态特征对光能捕获、光线穿透以及气体交换的影响。我们将分析不同叶片构型（如平展型、直立型）在不同光照环境下的优势。 气孔的调控： 详细阐述气孔的开闭机制及其在光合作用和蒸腾作用之间的权衡。我们将分析光照、CO2浓度、水分等信号如何调控气孔运动，以及气孔密度、孔径等对光能利用效率的影响。 根系发育与功能： 探讨发达的根系如何提高养分和水分的吸收效率，从而间接支持光合作用的高效进行。我们将分析根系形态和生长速率与地上部光合作用的协同关系。 第三部分：作物光能利用效率的调控策略 本部分将聚焦于如何在生产实践中，通过科学的管理措施和先进的技术手段，提升作物光能利用效率，实现增产增效。 栽培管理优化： 种植密度与株型调控： 通过科学的种植密度和间作套种模式，优化群体冠层光照分布，减少遮蔽效应，提高整体光能利用率。我们将探讨不同作物不同生育期的最优密度范围。 施肥管理： 精准施肥，提供适量、适时、适宜的养分，特别是氮肥和磷肥，保证光合器官的健康发育和光合酶的活性。我们将介绍测土配方施肥、缓控释肥等技术。 水分管理： 合理灌溉，维持土壤适宜湿度，避免水分胁迫或过度灌溉对光合作用造成的不利影响。我们将讨论不同灌溉方式（如滴灌、喷灌）在提高水分利用效率方面的作用。 病虫草害防治： 有效控制病虫草害，减少对作物的危害，保护光合器官的完整性和功能。 现代农业技术应用： 智能温室与环境调控： 利用现代温室设施，精确控制光照、温度、湿度、CO2浓度等环境因子，为作物创造最佳光合生长环境。我们将介绍LED补光、CO2施肥等技术。 精准农业技术： 结合遥感、GIS、GPS等技术，对农田进行精细化管理，为作物提供精准的光照、养分和水分供给，实现资源优化配置。 生物技术在光能利用中的应用： 探讨微生物菌剂、植物生长调节剂等在促进作物生长、提高光合效率方面的潜在作用。 未来展望： 展望作物光能利用效率研究的未来发展方向，包括分子育种的突破、生理生态学模型的完善、以及智能化农业生产模式的构建，旨在为应对全球粮食安全挑战和可持续农业发展提供科学支撑。 本书力求以系统、全面、深入的视角，揭示作物光能利用效率的复杂性，为科研人员、农业技术推广人员以及广大生产者提供一份有价值的参考。

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这本书的封面设计非常吸引人，那种深邃的蓝色调配上简洁的白色字体，一下子就抓住了我的眼球。我当时正巧在寻找一本能够系统阐述植物生理学前沿进展的著作，而这本厚厚的精装书，给我的第一印象就是专业和权威。初翻开目录，我就被那些极具挑战性的章节标题所吸引，比如“叶绿素荧光动力学在逆境胁迫下的应用解析”以及“光合作用效率模型构建与田间尺度的参数化”。这种深度和广度，显然不是市面上那些泛泛而谈的科普读物能够比拟的。我尤其欣赏作者在引言中对当前农业生产中能源转化瓶颈问题的深刻剖析，他没有停留在老生常谈的“增产”口号上，而是直指核心——如何更聪明地利用每一束阳光，这对于一个致力于可持续农业研究的人来说，无疑是醍醐灌顶的指引。这本书的排版清晰，图表精美，即便是复杂的数学公式和生物化学流程图，也能被梳理得井井有条，使得我对那些晦涩难懂的分子机制也能有一个相对直观的理解。可以说，它为我接下来的研究工作，提供了一个坚实的理论基石和全新的研究视角。

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这本书的装帧和印刷质量也值得称赞。纸张选择厚实，墨色浓郁，即便是面对大量密集的公式推导，视觉疲劳感也相对较低。在我看来，一本好的专业书籍，其物质载体也应与其承载的知识重量相匹配。我特别关注了其中关于“生物物理学模型在作物生长预测中的应用”的论述。作者深入探讨了如何将复杂的量子效率计算融入到宏观的生长模型中，这对于我们进行精准农业决策支持系统开发至关重要。他详细介绍了如何通过修正环境参数，使得理论模型能够更好地拟合不同地理区域的实际产量数据。这种从微观到宏观的跨尺度整合能力，显示出作者深厚的跨学科功底。读完这部分内容，我立刻着手尝试将书中的某个简化模型应用于我正在处理的一批气象数据中，效果立竿见影，极大地提升了我的预测精度。

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这本书带给我的最大感受是系统性和逻辑的严密性。从光能捕获的初级反应，到碳固定途径的代谢调控，再到最终的生物量积累与产量形成，作者构建了一条清晰无缝的知识链条。每一章的过渡都显得水到渠成，很少有突然的跳跃感。尤其是在讨论光合“电子传递链调控”的章节时，作者使用了非常精妙的比喻和类比，将原本复杂难懂的蛋白质复合体间的能量转移过程描述得如同精密的水力系统一般，让人豁然开朗。它不是一本让你快速获取结论的书，而是一本需要你投入时间去“消化”和“内化”的工具书。在我将它作为案头常备的参考资料后，我发现自己看待以往的实验结果时，视角更加全面和深入了，很多过去未能解释的表型变化，现在都能从光能转化效率的潜在限制环节上找到合理的物理或生化解释。这本书无疑是我专业书架上最厚重也最有价值的一笔收藏。

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拿到这本书时，我正在为我的硕士毕业论文收集文献资料，急需一本能够将基础理论与实际应用紧密结合的参考书。这本书恰好满足了我的需求。我最感兴趣的是其中关于“环境因子协同作用对光合系统稳定性的影响”这一章节。作者没有孤立地讨论温度、水分或光照对作物的单一影响，而是构建了一个多变量耦合的分析框架，这在我的实验设计中具有极高的指导意义。我发现作者非常注重数据的实证性，书中引用了大量的最新研究案例，包括利用先进的成像技术实时监测气孔导度和酶活性变化，这些都是我平时在实验室中难以接触到的前沿方法。更让我惊喜的是，书中对不同作物类型，如C3作物和C4作物在光合效率结构上的差异进行了细致的比较分析，这极大地拓宽了我对植物适应性策略的认识。阅读过程中，我感觉自己不是在读一本教材，而是在跟随一位经验丰富的导师进行深度研讨，每一个论点背后都有坚实的实验数据支撑，让人信服且备受启发。

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坦白说，这本书的阅读门槛相对较高，它更偏向于专业人士和高年级研究生的深度阅读材料，对于初涉农学领域的读者可能需要额外的背景知识铺垫。但对于我这样已经积累了一些基础知识的科研工作者而言，这本书简直是一座知识的金矿。我特别喜欢它在理论阐述之后，紧接着附带的“未来研究展望与技术瓶颈”部分。作者并没有回避当前科研的局限性，反而坦诚地指出了在基因编辑技术、新型光敏蛋白元件设计等方面存在的挑战和潜在的突破方向。这种批判性思维和前瞻性视角，正是当前学术著作中最宝贵的部分。我甚至将书中提到的几种新型调控途径的逻辑图，打印出来贴在了我的工作台前，作为日常思考的参照物。它教会我的不仅仅是知识本身，更是一种严谨的治学态度和对科学边界不断探索的精神。

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