《植物学报》
目前,科学家认为影响植物光合作用的主要有3个因素:光的辐照度以及波长;二氧化碳浓度;温度。
想要知道月光能否让植物发生光合反应,还要看月光的辐照度以及波长。
月光与植物
植物的光合作用分为两个部分,第一个部分和光有关,叫做光反应;在第二部分和光无关,叫做暗反应。月光对植物的影响,就存在于光反应阶段。
在光反应阶段,光能会转化为化学能,以ATP和NADPH的形式储存。并不是所有波长的光都可以支持光合作用,科学家发现植物对光子的波长有明显的偏好。
科学家发现,大多数植物对蓝光以及红橙色光线吸收率较高,对绿色光吸收较低,而绿色光波长范围为:515nm-535nm。
用光波波长描述是,大多数植物主要吸收450nm左右的光,反射500nm-550nm的光。
由于大多数植物不能吸收绿光,所以绿色光子可以被植物反射,因此进入人眼的都是绿色光子,所以我们看到的植物叶子大多数是绿色。
由于月光不会发光,反射的都是太阳光,因此月光的波长范围和太阳光差不多,但由于月球表面的土壤以及岩石会吸收其他光子,反射大量的红色光子,因此月光的光波中红色光子较多,这也是为什么月球表面的土壤看起来是红色的原因。
植物能够吸收红色波长,因此月光的波长可以让植物进行光反应。但是,波长只是光波的其中一方面,光的辐射度也深深影响着植物的生长。
光的辐射度
不同的植物,对于光照强度的需求不同,对于耐阴植物而言,需要的光强度偏低一些。
其中光照强度在2000lux为阴性植物光补偿点,吸收的二氧化碳和释放的相等,在9700lux为阴性植物光饱和点;这里补充一下,lux是照明单位。
阳性植物在5400lux下为光补偿点,在22000lux为光饱和点。
光补偿点指的是,植物在这个强度的光照下,生产的能量和消耗的能量相同,如果低于光补偿点,那么植物消耗的能量大于光合作用生产的能量,因此只要知道太阳和月亮的光照强度,就可以知道为什么植物总是以太阳光为能量来源了。
太阳在不同环境下光照的强度不同,其中最亮时,太阳的光照强度为120000lux;
明亮的太阳光,光照强度为110000lux;
在中午清澈的蓝天中阴影内的强度为20000lux;
在黑暗的暴风雨下,光照强度小于200lux;
然而,月光在满月时,也只能达到0.05-0.1lux的光照强度,即使在近日点时,部分地区也只能达到0.32lux光照强度。
也就是说,月光的光照强度非常低,远远没有达到光补偿点,但是这并不代表着植物不会进行光合作用,当遇到波长合适的光子时,叶绿素也会吸收光子。
但是,由于月光光照强度没有达到光补偿点,这意味着植物如果以月光的光线为生的话,消耗的能量大于生产的能量,无法满足植物生长所需的能量,因此植物仅依靠月光生长的话,会导致生长停滞,甚至死亡。
在现代农业中,很多农场主会对某些植物在夜间进行补光,以达到植物最佳生长状态。一般情况下,在种子发芽时期,人工会照射蓝光多一些;在植物的生长阶段会适当的补充20%左右绿光,过强的绿光会导致植物生长受到抑制;为了得到株高合适的植物,科学家们也会相应地补充一些红外线。
总结
影响植物光合作用的条件主要有三点:光照强度以及光波长,二氧化碳浓度,温度。在不考虑二氧化碳浓度和温度的情况下,月光对植物的影响非常有限,这是因为月光的光照强度非常弱,远远没有达到光补偿点的强度,因此植物在月光照射的情况下,生产的能量无法满足消耗需要,所以植物在这个阶段主要进行暗反应。
如果月光光照强度足够强,类似于太阳,那么月光也能像太阳一样为地球生物提供能量。
在地球上,动植物的主要能量来源就是太阳光,其中植物能够通过光合作用将太阳光转化为生物能,而动物可以通过直接或者间接的方式从植物中获取能量。