Фотодихання виконує роль відвідного каналу в загальному руслі енергозабезпечення рослини.



Характеристика основних показників фотосинтезу:

Інтенсивності та продуктивності.

Фотосинтез характеризується наступними кількісними показниками:

Інтенсивністю фотосинтезу,

Продуктивністю фотосинтезу.

Інтенсивність (швидкість) фотосинтезу - це кількість вуглекислого газу, яке засвоюється одиницею листкової поверхні за одиницю часу. У залежності від виду рослини цей показник коливається від 5 до 25 мг СО 2 / дм 2. ч.

Продуктивність фотосинтезу - це відношення добового збільшення маси всієї рослини (у грамах) до площі листя. У середньому ця величина становить від 5 до 12 г сухої речовини на 1 м 2 листкової поверхні на добу.

Існує велика кількість методів визначення цих кількісних показників.

Інтенсивність фотосинтезу можна визначати:

Газометріческімі методами,

Радіометричними методами.

За допомогою газометріческіх методів можна визначити або кількість засвоєного вуглекислого газу, або кількість виділеного кисню. При цьому використовують як вагові показники поглинаються або виділяються газів, так і об'ємні показники, показники тиску, показники забарвлення, показники теплопровідності визначаються газів.

За допомогою радіометричних методів визначають інтенсивність поглинання З 14 О 2 рослиною по наявності в ньому З 14 або зміна радіоактивності газової суміші.

Продуктивність фотосинтезу визначають по накопиченню асимілятів в рослині. При цьому використовують такі методи, як:

Зміна кількості сухої речовини вирубування з листа через певний часовий проміжок,

Накопичення вуглеводів в листі через певний часовий проміжок,

Зміна теплоти згоряння сухої речовини листя за період експозиції їх на світлі.

У процесі вегетації інтенсивність і продуктивність фотосинтезу зростають поступово від початку розвитку, досягають максимуму у фазі цвітіння-плодоутворення, а потім поступово зменшуються.

Засвоєння рослиною фотосинтетично активної радіації.

Фотосинтетично активна радіація (ФАР) - це та частина сонячного випромінювання, яка здатна поглинатися хлорофілу в процесі фотосинтезу. ФАР має спектр хвиль від 380 до 710 нм і складається з прямицх сонячних променів і розсіяного світла, інтенсивність якого дорівнює 1 / 3 прямої сонячної радіації. У розсіяному світлі на частку ФАР припадає до 90%, тобто розсіяне світло на відміну від прямих сонячних променів може бути поглинений рослиною майже повністю.

Інтенсивність фотосинтезу максимальна в червоній частині спектру і мінімальна у синьої та зеленої частинах.

ФАР по різному поглинається листям різних рослин. Цей процес визначається кількісним і якісним складом пігментів у листі. Вранці і ввечері фотосинтез у рослин з достатнім запасом хлорофілу найбільш інтенсивний.

Про ступінь використання рослиною фотохімічної активності хлорофілу судять по ассимиляционному числа - тобто за кількістю вуглекислого газу, асимільованого одиницею хлорофілу в одиницю часу.

У рослин з темно-зеленим листям асиміляційні число невелике, це рослини, що живуть в основному в тіні, у рослин зі світло-зеленим забарвленням - цей показник значно вище, так як це світлолюбні рослини.

Основне поглинання ФАР відбувається у верхніх ярусах посіву, так само і міститься більша кількість хлорофілу.

Поглинання променистої енергії листом виражається формулою:

Q = R + T + A,

- количество радиации, падающей на лист, R - отраженная радиация, в%, Т - пропущенная радиация, в%, А - поглощенная радиация, в%. де Q - кількість радіації, що падає на лист, R - відображена радіація, у%, Т - пропущена радіація, у%, А - поглинена радіація, в%. Всі три показники залежать від вмісту хлорофілу в листі.

Фотосинтез можливий при мінімальній інтенсивності світла, при збільшенні інтенсивності світла до 1 / 3 від повного сонячного освітлення інтенсивність фотосинтезу зростає, при ще більш високій освітленості інтенсивність фотосинтезу підвищується незначно, а при максимальному висвітленні настає світлове насичення фотосинтезу і вступає в дію механізм фотодихання.

Загальна кількість сонячної радіації, що падає на 1 га за період вегетації, складає 21.10 9 кДж, з них ФАР - тільки 8 .1 0 9 кДж, тобто всього близько однієї третини.

Кількість ФАР, поглиненої посівом визначають за формулою:

- R - Тп + R п П = Q - R - Тп + R п

- суммарная радиация, падающая на посев, R - радиация, отраженная от посева и вышедшая за пределы его верхней границы, Т п - радиация, проникшая к почве, R п - радиация, отраженная от почвы под растительностью. де П - поглинена посівом радіація, Q - сумарна радіація, що падає на посів, R - радіація, відбита від посіву і яка вийшла за межі його верхньої межі, Т п - радіація, проникла до грунту, R п - радіація, відбита від грунту під рослинністю .

п) посевом определяют делением обеих частей формулы на Q : Коефіцієнт поглинання енергії ФАР (Q п) посівом визначають діленням обох частин формули на Q:

п = П/ Q = 1 - R / Q - Тп/ Q + R п/ Q , Q п = П / Q = 1 - R / Q - Тп / Q + R п / Q,

/ Q - альбедо посева, показывающее, какая доля падающей радиации отражается посевом, Тп/ Q - коэффициент пропускания, показывающий, какая доля падающей радиации ( Q ) достигает почвы под растительностью, R п/ Q - альбедо почвы под растительностью. де R / Q - альбедо посіву, що показує, яка частка падаючої радіації відбивається посівом, Тп / Q - коефіцієнт пропускання, що показує, яка частка падаючої радіації (Q) досягає грунту під рослинністю, R п / Q - альбедо грунту під рослинністю.

Ефективність фотосинтезу можна характеризувати коефіцієнтом корисної дії, який визначають за формулою:

Е% (ККД) = В .1 00 / А,

Де А - кількість енергії, що надійшла за період вегетації на 1 га посіву, або енергії, яка була поглинена посівом, в кДж, В - кількість енергії, що накопичилася в органічній масі врожаю (біологічного або господарського), в кДж.

Доведено, що для утворення продуктів фотосинтезу при всіх сприятливих умовах (зрошення, висока концентрація СО 2) сонячна енергія використовується тільки на 2%. У середньому ККД фотосинтезу сільськогосподарських рослин у реальних умовах становить близько 0,5-1% (тобто близько 16 кДж / м 2 за годину), теоретично ж можливе підвищення рівня цього показника до 4-6%. Однією з найбільш нагальних завдань, що стоять перед практичним сільськогосподарським виробництвом, і є підвищення ефективності фотосинтезу.


Дата добавления: 2018-02-15; просмотров: 587;