光呼吸的调节和控制光呼吸的调节和控制光呼吸的调节和控制光呼吸的调节和控制上面我们已经谈到，Ｒubisco具有双重催化作用,既可起ＲuＢＰ羧化酶所起的作用，催化羧化反应，又可起ＲuＢＰ氧合酶所起的作用,催化氧合作用,而且在这种酶中羧化酶和氧合酶有一定比例.因此，可以通过改变Ｒubisco中羧化酶与氧合酶的活性比值来调节和控制植物在光呼吸作用.具体地说,设法提高Ｒubisco起羧化反应的活性，而降低其起氧合作用的活性，以利于碳同化,减少有机碳的逆转和能量的过分损失。现在已发现,光合细胞中碳同化的中间产物,如５－磷酸核糖（Ｒ－５－Ｐ）、６－磷酸果糖(Ｆ－６－Ｐ）和６－磷酸葡萄糖(Ｇ－６－Ｐ）都能提高羧化酶活性，促进羧化反应，增加Ｃ3循环途径中的３－磷酸甘油酸(ＰＧＡ)的合成量，而降低氧合酶活性，抑制氧合反应,减少乙醇酸的形成，从而促进Ｃ3循环的运转，有利于有机物质的合成，抑制Ｃ2氧化循环的运转,使光呼吸速率降低。因此,可利用上述这些中间产物来调节酶活性,达到降低植物兴呼吸作用而增强光合碳同化的目的。研究结果表明，光呼吸作用这一生理过程受许多种外界环境因子,如光强度、温度、酸碱度(ＰＨ值）、气体成分及其浓度等影响,其中以植物周围的二氧化碳和氧气的浓度对Ｃ3植物光呼吸的影响最为明显。因此，可以通过改变环境因子和它们作用的强度来调节和控制植物的光呼吸速率。正如我们上面已谈到的那样，二氧化碳和氧气之间会竞相与ＲuＢＰ和Ｒubisco（ＲuＢＰ羧化酶－氧合酶）结合,形成不同产物，从而影响植物的光合速率和光呼吸速率。因此，在考虑利用环境因子来调节和控制光呼吸时，人们很容易想到通过控制植物所处环境的二氧化碳和氧气的浓度来调节光呼吸作用。当降低空气中的氧浓度或提高二氧化碳浓度时，均有利于Ｒubisco促进羧化反应，而降低氧合反应活性，从而有利于固定二氧化碳，减少光呼吸底物乙醇酸的形成，最终也有利于提高光合速率而降低光呼吸速率。这点已被实验所证实。例如，当用含０.０３％二氧化碳和２%氧气的气体，代替含０.０３％二氧化碳和２１％氧气的正常空气时,Ｃ3植物在光呼吸作用受到抑制的同时，净兴合速率提高了４５％。还有人在低氧条件下发现植物干物质产量增加两倍以上。然而，要通过降低空气中的氧浓度来抑制光呼吸、提高光合速率和作物产量，在技术上和成本上都存在很大问题，因此难于在生产实践上应用。简便有效的方法就是在覆盖栽培的塑料大棚和玻璃温室进行二氧化碳施肥。实验已证明,这是控制作物光呼吸、提高光合速率和产量的一种行之有效的办法。通过提高大棚或温室中二氧化碳的浓度，不仅能达到上述抑制光呼吸的目的，而且二氧化碳是光合作用的原料之一，它的增加自然有利于光合作用的进行,使大棚中或温室中的植物光合速率提高.我们最近几年的研究结果表明，高浓度的二氧化碳还有利于提高Ｃ3植物叶片光合色素的含量,促进叶绿体对光能的吸收，提高光合作用的转能效率，使所吸收的能量更有效地转化为生物化学能供碳同化利用，从而有利于植物的光合作用.此外，已有大量实验证明，二氧化碳施肥有利于作物产量的提高.例如，当把塑料大棚的二氧化碳浓度从０.０３％提高到０.２４％，可使水稻产量从每分顷产量１０吨提高到１８.９吨，增产达８９％。如在水稻抽穗前将二氧化碳浓度提高到０.０９％，水稻产量提高２９％等等。通过化学调控手段也可达到降低光呼吸速率和提高光合速率的目的。我们上面已经谈到，光呼吸代谢的第一步是乙醇酸的合成，而且光呼吸过程释放的二氧化碳的量与叶绿体中形成的乙醇酸的量成正比。因此，利用化学药剂抑制乙醇的生物合成,便可降低光呼吸强度,提高净光合速率。例如，我们利用一种结构上类似于乙醇酸的环氧化合物—-２,３－环氧丙酸喷施大豆叶片,由于这种药剂能抑制乙醇酸的合成，结果使“黑农２６"和“东农７２－８０６”这两个大豆品种的光呼吸强度分别降低了３９.１％和２２。６％，而光合速率分别提高了１８。７%和２１。２％。我们对水稻和大豆等作物进一步实验研究，发现这种药剂还能提高作物光系统Ⅱ的活性和原初光能转化效率，以及光合电子传递速率，有利于植物形成更多的ＡＴＰ和ＮＡＤＰＨ供光合碳同化利用,最终使作物的光合速率和产量提高。在生产上较广泛使用的抑制剂是亚硫酸氢钠（ＮaＨＳＯ3）。它的作用原理是，当它进入植物体内后，能与叶片中的乙醇酸的氧化产物乙醛酸起加成反应，形成α－羟基磺酸盐的化合物，这种反应产物能抑制乙醇酸氧化酶的活性，从而达到抑制光呼吸作用的目的。但这种抑制作用不是由亚硫酸氢钠直接引起的，因此它被称为光呼吸的间接抑制剂.我们的实验证明亚硫酸氢钠对大豆，尤其是其早熟品种的光呼吸抑制率达３２。２%，光合速率平均提高１５.６%，使叶绿体的希尔反应活力平均提高２８。９％,而且对不同品种的乙醇酸氧化酶有不同程度的抑制作用，从而大大提高大