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影响林下种植作物光合作用效率的因素
光照因素
光照强度
影响：林下光照强度明显低于空旷地。林分郁闭度高时，大量阳光被林冠层遮挡，到达林下作物的光照强度不足。这会使作物的光合作用光反应阶段受到抑制，光系统中叶绿素分子吸收的光能减少，导致电子传递和 ATP、NADPH 的生成量降低，从而限制暗反应中二氧化碳的固定和有机物的合成，降低光合作用效率。例如，林下种植的喜光作物如西红柿，在光照强度不足时，叶片会变薄、变黄，果实产量和品质下降。
光照时长
影响：森林的树冠结构会缩短林下作物接受光照的时长。早晨和傍晚时分，高郁闭度的林冠可能完全遮挡阳光，使得林下作物每天的有效光照时间减少。对于一些长日照作物，如某些花卉品种，光照时长不足会影响其花芽分化和开花过程，进而影响光合作用产物在繁殖器官中的积累，降低光合作用效率。
光质
影响：林冠层对不同波长光的吸收和反射会改变林下的光质。例如，林冠层可能吸收较多的蓝光和红光，而这两种光是植物光合作用中叶绿素吸收的主要光质，用于驱动光合作用。林下光质的改变会影响作物叶片气孔的开闭、叶绿体的活性等，从而对光合作用效率产生影响。
温度因素
昼夜温差
影响：林分郁闭度影响林下的昼夜温差。郁闭度高时，林下白天升温缓慢，夜晚降温也慢，昼夜温差小。较小的昼夜温差使得作物夜间呼吸作用消耗的光合产物较多，不利于光合产物的净积累。例如，林下种植的水果类作物，如苹果，在昼夜温差小的环境下，果实糖分积累减少，影响果实品质和产量，间接反映出光合作用效率的降低。
局部小气候温度
影响：高郁闭度林分下，空气流通不畅，局部小气候温度可能较为闷热。高温闷热的环境会影响作物的正常生理功能，如抑制根系对养分的吸收，或者导致叶片气孔关闭，减少二氧化碳的进入，从而影响光合作用效率。
水分因素
蒸腾作用与水分循环
影响：林下光照和温度条件受林分郁闭度影响，进而影响作物的蒸腾作用。在高郁闭度林分下，光照不足导致林下温度较低，作物蒸腾作用减弱。蒸腾作用是植物水分和养分吸收及运输的动力，蒸腾作用减弱会影响植物对水分和养分的吸收和运输，从而影响光合作用效率。例如，林下种植的药用植物，如人参，水分和养分运输不畅会影响其根部的生长和药用成分的积累，间接降低光合作用效率。
降水截留与分配
影响：林分郁闭度高时，林冠对降水的截留量较大，到达林下的降水量减少。这可能导致林下种植作物在干旱时期得不到足够的水分供应，影响作物的生长和光合作用。特别是在降水较少的地区，高郁闭度林分下的林下作物更容易受到干旱胁迫，叶片气孔关闭，二氧化碳进入受阻，光合作用效率降低。
土壤因素
土壤肥力
影响：林下土壤肥力状况复杂。由于树木根系吸收大量养分，林下土壤中的氮、磷、钾等大量元素以及铁、锌等微量元素可能相对缺乏。这些养分是作物光合作用相关酶（如参与碳同化的酶）的组成成分或调节因子，缺乏时会影响光合作用的正常进行。例如，氮素缺乏会导致作物叶片叶绿素含量降低，使光能吸收和转化效率下降，从而降低光合作用效率。
土壤结构
影响：森林凋落物堆积和树木根系活动会影响土壤结构。大量凋落物未及时分解时，会在土壤表层形成较厚的枯枝落叶层，阻碍林下作物根系向下生长，限制根系对深层土壤养分和水分的吸收，进而影响光合作用。此外，树木根系挤压土壤可能导致土壤板结，不利于作物根系的伸展和呼吸作用，影响根系对养分的吸收和运输，间接影响光合作用效率。
生物因素
病虫害
影响：林下环境相对复杂，容易滋生多种病虫害。病虫害会损伤作物叶片，减少光合面积。例如，食叶害虫会啃食叶片，破坏叶绿体结构，使叶片无法正常进行光合作用。同时，作物受到病虫害侵袭时，会将部分光合产物用于防御反应，减少了用于生长和积累的光合产物量，降低光合作用效率。
杂草竞争
影响：林下杂草生长旺盛，会与林下种植作物争夺光照、水分、养分等资源。杂草的遮挡会减少作物的光照面积和强度，同时与作物竞争土壤中的养分和水分，影响作物的生长和光合作用。例如，杂草根系发达，会优先吸收土壤中的氮素，导致作物氮素不足，叶绿素合成减少，光合作用效率降低。
应对措施
光照管理
林分调控
根据林下作物对光照的需求，合理调整林分郁闭度。对于喜光作物，可以通过疏伐部分树木来降低林分郁闭度，增加林下光照强度和时长。例如，在林下种植蔬菜时，可以按照一定的间距伐除部分乔木，使林下光照强度达到蔬菜生长所需的水平。
补光措施
在光照不足的情况下，可以采用人工补光技术。选择合适的光源，如 LED 灯，根据作物对光质、光照强度和时长的需求进行补光。例如，对于需要长日照才能开花的花卉，可以在早晨或傍晚进行补光，延长光照时长，提高光合作用效率。
温度调节
改善通风条件
通过合理的林分结构调整和林间道路规划，改善林下通风条件。通风良好可以促进热量的散发，增加昼夜温差，有利于作物光合产物的积累。例如，在林分内设置通风道，使空气能够顺畅流通，降低闷热天气对作物的影响。
温度调控设施
在一些对温度要求较为严格的林下作物种植区域，可以采用一些简单的温度调控设施。如在寒冷天气使用覆盖物保温，在炎热天气使用遮阳网降温，以维持作物生长所需的适宜温度范围，提高光合作用效率。
水分管理
集雨和灌溉设施
考虑到林冠截留降水的影响，可以在林下设置集雨设施，如修建小型集雨池，收集林冠滴下的雨水，用于干旱时期的灌溉。同时，根据林下作物的需水规律，合理设计灌溉系统，确保作物在生长期间有充足的水分供应，维持正常的蒸腾作用和光合作用。
土壤保水措施
通过改善土壤结构来提高土壤的保水能力。例如，对林下土壤进行翻耕和添加有机物料（如腐熟的农家肥），可以增加土壤孔隙度，提高土壤的保水保肥能力，减少水分蒸发，保证作物根系对水分的吸收，从而有利于光合作用的进行。
土壤改良
施肥管理
根据林下土壤肥力状况和作物对养分的需求，制定科学的施肥方案。补充土壤中缺乏的氮、磷、钾等大量元素和铁、锌等微量元素，以满足作物光合作用相关酶的合成和活性调节需求。例如，对于林下种植的大豆，可以根据土壤肥力检测结果，在生长期间适量追施氮肥和磷肥，提高叶片叶绿素含量，增强光合作用效率。
土壤结构改善
采取措施促进林下土壤中凋落物的分解，如引入分解能力强的微生物或昆虫。定期对林下土壤进行疏松，打破土壤板结，改善根系生长环境，促进根系对养分和水分的吸收，间接提高光合作用效率。
生物防治与管理
病虫害防治
采用生物防治为主的综合防治措施。例如，引入害虫的天敌，如寄生蜂、捕食性昆虫等控制害虫数量；利用有益微生物防治病害。同时，加强对林下作物的监测，及时发现病虫害并采取相应措施，减少病虫害对作物叶片和生长的影响，保障光合作用的正常进行。
杂草清除
定期进行杂草清除，但要注意采用环保的除草方法。可以采用人工除草结合覆盖物抑制杂草生长的方法。例如，在林下作物种植区域覆盖黑色地膜或稻草等覆盖物，既能抑制杂草生长，又能起到保水保肥的作用，减少杂草对作物光照、水分和养分的竞争，提高作物光合作用效率。
