1、太阳辐射
太阳以电磁波的形式向外传递能量，称为太阳辐射。太阳辐射所传递的能量，称为太阳辐射能。到达地球大气上界的太阳辐射能量称为天文太阳辐射量。太阳辐射是地球表层能量的主要来源。太阳辐射能按波长的分布称太阳辐射光谱。太阳辐射的波长范围很广，但其能量的绝大部分集中在-nm之间，其中波长在-nm之间的为可见光区，其能量占太阳辐射总量的50%，波长在nm以上的为红外区，其能量占43%，紫外区波长小于nm，其能量约占7%。可见光光谱区又分红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七色光。太阳表面的温度约为K，按维恩位移定律，其最大放射能力所对应的波长为nm，相当于可见光谱的青光部分。地面和大气的温度(-K)比太阳低得多，其辐射的波长主要在3-pm。故称太阳辐射为短波辐射，地面辐射和大气辐射为长波辐射。
图1太阳辐射光谱图示2、太阳光谱成分与作物生长
2.1紫外光
远紫外光（＜nm）：灭生性辐射。
短紫外光（nm-nm）：对大多数植物有害。
紫外光（nm-nm）：对产量影响不大，但影响作物化学成分。可提高组织中蛋白质和维生素含量，提高种子萌发率，促进种子成熟。起成形和着色作用,使植物变矮、颜色变深、叶片变厚。
2.2可见光
作物主要利用nm-nm的可见光进行光合作用。其中红光、橙光利用最多，其次为蓝紫光。太阳辐射中，这部分波长的光波被称为光合有效辐射。一般来讲，作物冠层顶部接受的完全光谱，中下层吸收远红外光和绿光较多，导致各层次叶片光合速率和产品质量有所差异。
蓝紫光（nm-nm）：是作物正常生长所必需，辐射效率比红橙光差两倍，叶绿素和叶黄素吸收最强，有造型作用，促进蛋白质合成，次强光合作用与成形作用。
黄绿光（nm-nm）：光合作用最小，低光合作和弱成形作用。刺激茎叶延伸和色素形成。
红橙光（nm-nm）：具有最大光合活性，是光合作用的主要来源，被叶绿素强烈吸收，强光周期作用，促进叶肉质，根茎形成，开花、光周期过程以最大进度完成。
2.3红外光
近红外线（nm-nm）：对植物伸长、种子形成、光周期有重要作用。
远红外线（＞nm）：被植物吸收转化为热能，体温，蒸腾。不参加光合作用。可促进干物质的积累。
3、光照时间与植物生长3.1光照时间
光照时间是指可照时数与曙暮光时数的总和，即
光照时间=可照时数+曙暮光时数
在天文学上常把日出到日没的时间长度称为可照时数，即昼长。日出前及日落后的一段时间内，虽然太阳直射光不能直接投射到地面上，但地面仍能得到高空大气散射的太阳辐射，天文学上称这部分散射光为晨光和昏光，习惯上合称为曙暮光。一般民用曙暮光时数是指太阳在地平线以下0°-6°的一段时间。曙暮光持续时间长短因季节和纬度而异，全年以夏季最长、冬季最短，高纬地区长于低纬地区。例如，赤道上曙暮光持续时间变化为24~46min;纬度30°地区冬夏曙暮光的变化为52-56min；纬度50°地区冬夏曙暮光的变化为76~90min；纬度60°地区夏季曙暮光长达3.5h，冬季也有1.5h。
3.2植物的感光性
昼夜交替及其延续时间长度不仅影响作物开花，也影响落叶、休眠和地下块茎等营养贮藏器官的形成。植物对光暗时间长短的这些反应，称为光周期现象。植物按对光周期的反应可分为三类:短日照植物、长日照植物和中性植物。
短日照植物：只有在光照长度小于某一时数才能开花，如果延长光照时数，就不开花结实，如水稻、大豆、玉米、高粱、棉花、甘薯等原产于热带、亚热带的植物属于此类。
长日照植物：只有在光照长度大于某时数后才能开花，如果缩短光照时数就不开花结实，如小麦、大麦、燕麦、亚麻、油菜、胡萝卜、油菜等高纬度的植物属于此类。
中性植物：这类植物开花不受光照长度的影响，在长短不同的任何光照下都能正常开花结实，如番茄、水稻及大豆的某些特早熟品种等都属于此类。也有试验证明许多棉，花品种属于中性植物。
一般认为要求光照时间大于12-14h才能开花的植物为长日照植物，小于这一界线为短日照植物。但这个临界光照时数彼此有较大的重叠，如在12-14h的光照下，不少长日照和短日照植物都能开花；不过当光照延长或缩短时，两者的发育有的加快，有的却延缓，它们的差别就显现出来了。
暗期间断处理实验表明，在植物的光周期诱导成花中，暗期的长度是诱导植物成花的决定因素，尤其是短日照植物，要求超过一个临界值的连续黑暗。短日照植物对暗期的光敏感，对中断暗期仅几分钟低强度的光即有效。这种光仅是种光信带，不同于光合作用的光反应。虽然植物成花，暗期起决定作用，但光期也是必不可少的，只有在适当的光暗交替条件下，植物才能正常开花。3.3光照时间与作物引种
由于不同纬度与季节的光照时间不同，原产于不同纬度地区的作物与品种具有不同的光周期反应和感光性，所以在不同地区间引种，应注意以下几点。
(1)纬度相近地区之间，因光照时间相近，引种成功的可能性较大。但应注意，从相同纬度来说，同一日期，两地光照时数应相等，但通常东西两地温度并不相同，如我国东部濒海地区春温比内地低，较低的温度会使作物发育延迟，使两地作物的相同发育期出现于不同日期。由于日期前后相错，所遇到的日照明时数自然有了差异。
(2)南种北引，由于北方生长季内日照时间长，将使作物生育期延长，严重的甚至不能抽穗与开花结实。为了使其能及时成熟宜引用早熟的品种或感光性较弱的品种。反之，北种南引，宜引用迟熟或感光性较弱的品种。
(3)对长日照作物来说，北种南引由于日照时间短，将延迟发育与成熟，南种北引则反之。
4、光能资源的分布
太阳辐射在大气上界的分布是由地球的天文位置决定的，称为天文辐射。由天文辐射决定的气候称为天文气候。天文气候反映了全球气候的空间分布和时间变化的基本轮廓。
到达地表的全球年辐射总量的分布基本上成带状，只有在低纬度地区受到破坏。在赤道地区,由于多云，年辐射总量并不最高。在南北半球的副热带高压带，特别是在大陆荒漠地区，年辐射总量较大，最大值在非洲东北部。
4.1太阳总辐射
我国太阳辐射资源丰富，全国各地太阳总辐射多在3-8MJ/(m2·年)，平均为.61MJ/(m2·年)。年辐射总量的高值中心出现在西藏高原西南部冈底斯山脉和雅鲁藏布江中上游一带，达-MJ/(m2·年)。四川盆地、武陵山区及云贵高原的东北部是我国辐射资源的低值区，为3-MJ/(m2·年)。全国太阳辐射年总量分布的基本规律是总体西部高于东部，呈现出高原地区＞平原地区；干旱地区＞湿润地区，太阳辐射总量MJ/(m2·年)，等值线大约从内蒙古东南向西南延伸至青藏高原东侧，此线东南由于阴雨天多、日照少，年太阳辐射总量小；此线西北部地区明天多。云量少，年太阳辐射总量大。此外，东北和华南虽然纬度相差25°-30°，自年总辐射量差别不大，为MJ/(m2·年)左右。
图2中国年太阳总辐射量图示4.2光合有效辐射
中国光合有效辐射的分布与太阳总辐射的分布趋势基本一致，其数值仅占总辐射的42%-43%。高值区在青藏高原西南部和雅鲁藏布江中上游一带，大多数地区在0MJ/(m2·年)以上；秦岭淮河以南、南岭以北的长江流域和浙闽两省是个低值区，一般不足2MJ/(m2·年)，特别是四川盆地和贵州高原、不足MJ/(m2·年)；嘉陵江和乌江两河流流域则更低，不足MJ/(m2·年)，成为全国的低值中心。4.3日照时数和日照百分率
日照时数指太阳实际照射的时数，又称光照时数。我国日照分布的基本特点是：纬度越高，日照时数越多，故北方多于南方；气候越干旱的地方，日照时数越多，故西部多于东部。日照时数与可照时数的百分比称为日照百分率，中国年日照百分率分布与日照时数分布基本一致。全国各地全年日照时数为0-3h。华南地区一般在h左右，日照百分率约45%；长江中下游地区为-h，日照百分率为40%-50%，华北地区约h日照百分率约为60%-65%；东北地区除山区外，一般为-0h，日照百分率65%左右；青藏高原和西北干旱地区是我国日照最丰富地区，一般在0h以上。
川黔、湘鄂西部和桂北等地为全国低值区，年日照时数不足1h，日照百分率在40%以下，其中峨眉山站为.8h、22%，雅安站.0h、23%等构成全国年日照时数最少、年日照百分率最低的地区。该区向南、向东略有增加，达-h、60%左右；向西、向北明显增加达0h之多。南疆东部、内蒙古西部、甘肃西北部和柴达木盆地等地区在0h以上，局部地区达3-h，其中青海冷湖站年日照时数为.9h，日照百分率为80%，是全国年日照时数最多、日照百分率最高的台站。
4.4光能资源的季节变化和年际变化
我国各地年内接受到的太阳辐射总量有明显的季节变化，绝大部分地区呈现夏季多、冬季少的特点。在温带地区，如西部、中北部广大地区，太阳辐射总量最大月出现在雨季开始前的5-6月。而在东南部地区，最大月值出现在伏旱的7-8月。云南、海南的个别地区，年内太阳辐射总量月值有2个高峰，一个在4月前后、一个在8月前后。大部分地区太阳辐射总量最小月出现在冬季的12月，东南沿海个别地区出现在多阴雨的1-2月，如广州、福州、海口的太阳辐射月总量最小值均出现在2月。
全国各地年总辐射的变率为3.3%-10.1%。变率较小的地区是东北、西北、云贵高原和青藏高原，其中哈尔滨为3.31%，拉萨为3.96%。长江流域和东南沿海变率较大，海口为8.8%，武汉达10.1%。5、热量资源的分布
无霜期和生长季长短可作为衡量热量资源的时间尺度。无霜期是从春季终霜日期至秋季初霜日期之间的持续日期。在我国各地，终霜期以后大多数喜温作物开始生长；而初霜期开始，大多数喜温作物开始枯黄。所以，无霜期就是作物的生长季，其分布是：在福州、桂林至昆明一线以南，全年皆为生长季；江南大部分地区为-d（2月下旬至12月上旬）；大连、北京至陕北一线以南，杭州、武汉至汉中一线以北及南疆地区-d（3月下旬至11月中旬）；东北南部、华北北部、内蒙古及北疆地区-d（4月上中旬至10月上旬）；东北部，青藏高原大部分地区不足d（5月中旬至9月上旬）。可见，我国各地终霜期随纬度和海拔升高推迟，初霜期随纬度和海拔升高提早，无霜期随纬度和海拔升高而缩短。
南岭以南，全年皆为农耕期。长江汉水以南、浙江、闽北、皖南、赣北、湘北和川黔等地的农耕期为-d；华北南部和江淮平原等地d左右，东北南部、华北北部、晋陕高原、南疆及藏南河谷为-d；东北北部、内蒙古、新疆北部及青藏高原大部不足d。
生长季分布规律与农耕期一致。全国生长活跃期也与生长季分布趋势一致。南岭以南地区，生长活跃期-d；南岭、武夷山、镇西地区在-d；钱塘江、汉中一线以南，南岭以北地区-d；钱塘江、汉中一线以北-d；东北北部、青藏高原最短，仅d左右。
我国雷州半岛、海南全省和台湾平原地区，全年日均温均在15℃以上，武夷山、南岭及云贵大部分地区以南在d以上;青藏高原及东北北部最短，只40-80d。
综上所述，我国各界限温度初日随纬度和海拔升高推后，终日随纬度和海拔升高提前，各界限温度持续期随纬度和海拔升高缩短。6、日均温≥10°C的年活动积温
在各种积温中，日均温≥10°C的年活动积温常用来衡量大多数农作物所需热量状况。积温高低影响农作物种类选择和耕作制度。中国日均温≥10°C的年活动积温分布大致与年均温分布致，°E以东随纬度升高减少。我国最南的南沙群岛≥10°C的年活动积温超过0℃·d，海南岛榆林港为℃·d，台湾岛、雷州半岛在℃·d以上，长江流域在℃·d左右，华北平原在0d左右，东北北部在℃·d以下，黑龙江北部河谷仅0℃·d。°E以西随海拔升高而减少，由塔里木盆地0以上降至青藏高原北部在℃·d以下，青藏高原地区有很大面积不到℃·d，海拔4m以上几乎没有稳定的≥10°C活动积温。海南岛、台湾岛、雷州半岛的热量条件足以种植咖啡、可可等热带经济作物，农业可一年三熟，秦岭—淮河以南、南岭以北，作物以水稻、小麦为主，一年两熟到三熟，长城以南、秦岭—淮河以北，作物可两年三熟到一年两熟，是我国麦、棉主要产区；长城以北及新疆北部为一年一熟；而东北北部冬小麦已无法越冬，只可种春小麦；青藏高原大部分河谷低地仍可种春小麦，其西部冰山雪原则草木不生。
图3我国≥10℃积温分布图示7、太阳辐射在小麦农业生产应用
我国是一个典型的农业大国。农业对国民经济发展以及人民生活具有非常重要的意义，是我国国民经济的基础。以长三角地区为例，其冬小麦种植面积和产量分别约占全国的15%和51.11%。该区域也是工业密集区，近50年来其空气污染显著增加，导致到达地表的太阳辐射量每10年减少超过6%[[5]][[6]]。
7.1试验设计处理
研究在长三角地区大田条件下利用黑色遮荫网开展遮荫试验，设置了%（对照，CK)，60%，40%，20%和15%自然光共5个处理。采用总辐射计测量到达作物冠层上部10cm处的总辐射，并适时调整遮荫网高度或更换遮荫网。从冬小麦拔节期（年2月25日）开始进行遮荫处理，至年6月10日结束（拔节期、开花期、灌浆期、成熟期）。%太阳总辐射如下图。
图4试验期间（CK组）太阳辐射情况图7.2试验结论
(1)太阳辐射的减弱冬小麦光合色素的合成速率降低，改变了光合色素的构成。60%-20%自然光处理导致叶绿素、叶黄素的峰值延迟了一个生育期，各生育期中叶绿素的含量明显高于CK，同时Chlb的相对含量上升；太阳辐射强度低于60%自然光处理显著提高了的类胡萝卜素含量，增强作物清除活性氧的能力[[8]]。
(2)60%-40%自然光降低了冬小麦各生育期中净光合速率[[9]][[10]]、气孔导度[[11]]、蒸腾速率、水分利用率、气孔导度[[12]]限值、降低暗呼吸速率和胞间二氧化碳浓度对光强的敏感度，提高了胞间二氧化碳浓度；辐射减弱。另外，0-umolm-2·s-1的光强会显著提高冬小麦作物的净光合速率、蒸腾速率和水分利用率，但降低暗呼吸速率和胞间二氧化碳浓度。
(3)太阳辐射减弱，冬小麦光合系统未发生光抑制化或光破坏，但显著抑制冬小麦PSII反应中心的最大量子效率、吸收与利用光能的能力以及最大光合能力，增加了PSII吸收的光能向热耗散途径分配的比例[[13]]。
(4)60%-20%自然光处理会降低冬小麦叶片的电子递体（PQ）的活性，作物通过降低PSII原初光化学反应电子传递效率做相应的匹配，即光化学猝灭系数qP的下降，光能更多的向热耗散分配[[14]]。
(5)太阳辐射减弱会降低冬小麦叶片可溶性糖和可溶性蛋白质的含量，但能促进总游离氨基酸[[15]]的累积[[16]]。开花期以后，可溶性蛋白质、总游离氨基酸二者的含量呈现出相对反向变化的趋势，而蛋白质含量的下降主要由向籽粒的输送造成[[17]]。
(6)太阳辐射减弱条件下冬小麦的株高和叶面积生长经历了一个调整至适应的过程，最终均随着太阳辐射减弱而增加，但生物量的累积受到了明显的抑制[[18]]。
(7)通过调整干物质的累积和分配，冬小麦形成了一套应对太阳辐射减弱逆境的策略：降低单位叶重、根干物质比、茎干物质比和根冠比，提高叶干物质比、叶重分数、叶面积比和叶面积-根干物重比。这些调整一定程度上提高了提高了光能的获取和利用能力，但同时也带来水分胁迫，同时净同化率和相对尘长率持续下降。
(8)太阳辐射减弱不利于冬小麦作物的产量形成及其构成。60%自然光处理显著抑制千粒重、经济产量和生物学产量，但提高其收获指数[[19]]。当太阳辐射强度＜40%自然光时，上述产量指标明显受抑制。太阳辐射减弱明显降低了冬小麦的有效穗数、穗重、每穗粒数和结实率[[20]]。
表1太阳辐射减弱对冬小麦千粒重、经济产量、生物量和收获指数的影响
表2太阳辐射减弱对冬小麦有效穗数、穗重、每穗粒数、结实率的影响
参考文献：
[[1]]引自自然地理
[[2]]引自自然地理
[[3]]引自北京数字空间科技有限公司
[[4]]引自北京数字空间科技有限公司
[[5]]CheHZ,ShiGY,ZhangXY.Analysisofskyconditionsusing40yearrecordsofsolarradiationdatainChina[J].TheoreticalandAppliedClimatology,7,89,83-93.
[[6]]QianY,Wangw,LeungLR,etal.7.Variabilityofsolarradiationundercloud-freeskiesinChina:theroleofaerosols.Geophys.Res.Lett.34,L14,doi:10./6GL.
[[7]]麦博儒.太阳辐射减弱对冬小麦生理生化及产量的影响研究[D].南京信息工程大学，.
[[8]]刘艳阳.低温胁迫对小麦叶片细胞膜脂质过氧化产物及相关酶活性的影响[J],麦类作物学报,6,20(4):70-73.
[[9]]LiHW,JiangD,WollenweberB,etal.Effectsofshadingonmorphology,physiologyandgrainyieldofwinterwheat[J].,Eur.J.Agron.doi:10./j.eja..07..
[[10]]MuH，JiangD,WollenweberB,etal.Long-termlowradiationdecreasesleafphotosynthesis，photochemicalefficiencyandgrainyieldinwinterwheat[J].J.Agron.CropSci.,,,38-47.
[[11]]睦晓蕾,张振贤,张宝玺,等.不同基因型辣椒光合及生长特性对弱光的响应[J].应用生态学报,6,17(10):-.
[[12]]睦晓蕾,张振贤,张宝玺,等.不同品种辣椒幼苗光合与呼吸对弱光的响应[J].中国生态农业学报,7,15(2):88-91.
[[13]]尹丽.遮阴度对黄连生理生化特性的影响研究[D]，西南农业大学:5.
[[14]]周忆堂，马红群，梁丽娇，等.不同光照条件下长春花的光合作用和叶绿素荧光动力学:特征[J].中国农业科学:8,41(11):-.
[[15]]宋艳霞．套作遮荫及复光对不同大豆品种光合、氮代谢及产量、品质的影响[J].四川农业大学,9.
[[16]]彭尽晖，唐前瑞，于晓英,等．遮荫对四季柱光合特性的影响[J].湖南农业大学学报(自然科学版)，2,28(3):-.
[[17]]何维明,钟章成.外界支持物对绞股蓝种群觅养行为和繁殖对策的影响[J].生态学报,1,21(1):47-50.
[[18]]李潮海,栾丽敏,尹飞,等．弱光胁迫对不同基因型玉米生长发育和产量的影响[J].生态学报,5,25(4):16-18.
[[19]]史忠良,马爱萍,仇松英,等．光照强度对小麦不同品种结实率及千粒重的影响[J].山西农业科学,,26(4)-.
[[20]]李永庚，于振文，梁晓芳,等．小麦产量和品质对灌浆期不同阶段低光照强度的响应[J].植物生态学报,5,29(5)-.