Жизнь зеленого растения - Гэлстон А.
Скачать (прямая ссылка):
Другой путь — селекция на солеустойчивость. Солеустойчивые растения, галофиты, встречаются в природе. Они справляются с проблемой засоленности путем поглощения значительных количеств соли, в результате чего водный потенциал их клеток позволяет им всасывать воду даже из засоленной почвы. При этом соль накапливается в клеточных вакуолях, так что высокое содержание натрия не влияет на цитоплазматические ферменты. Опыты показали, что специальные линии некоторых растений, обычно не рассматриваемых как галофиты, могут обладать значительной устойчивостью к засолению. Например, солеустойчивая линия ячменя, выведенная Эмануэлем Эпштейном (Калифорнийский университет в Дэвисе), дает урожай в условиях такой засоленности, при которой обычный ячмень погибает. Дальнейшая селекция этой линии может дать сорт для выращивания на засоленных почвах.
СОЛНЕЧНЫЙ СВЕТ И ФОТОСИНТЕЗ
Количество фотосинтетически активного солнечного света, получаемое листом, зависит от его положения в листовом покрове. С увеличением освещенности отдельного горизонтального листа интенсивность фотосинтеза возрастает до определенного максимума, который достигается при освещенности значительно меньшей, чем на полном солнечном свету (рис. 14.5). Избыток света сверх этой насыщающей интенсивности тратится попусту, по крайней мере для данного листа. Поскольку верхние листья получают полный солнечный свет, они должны использовать его экономно. Эти листья сверху обычно ориентированы к падающему солнечному свету не под прямым, а косым углом. При таком угле данное количество света распреде-
Интенсивность света, футо-свечи
Рис. 14.5. Скорость фотосинтеза горизонтально расположенного листа в зависимости от интенсивности света. Обратите внимание, что насыщение листа светом наступает при интенсивностях намного ниже тех, которые наблюдаются в солнечный летний день. Следовательно, значительная часть световой энергии расходуется без пользы.
Ширина пучка
Ширина пучка
Ширина пучка
Сильно наклоненный лист
Горизонтальный лист
Рис. 14.6. При данной плотности квантов солнечного света, падающего на лист, горизонтальный лист (А) поглощает в целом большее число квантов, чем наклонно расположенный лист (Б, В). Верхние листья растений, эффективно использующих солнечный свет, обычно наклонены, тогда как нижние находятся в горизонтальном положении. Это обеспечивает максимальное поглощение квантов всем посевом.
ляется на большую общую листовую поверхность, чем если бы листья располагались под прямым углом к нему (рис. 4.6). Поэтому освещенность поверхности листа снижается, но это не уменьшает фотосинтеза, так как сила света все еще сверхопти- мальная. Если листья расположены наклонно, то большее их число может находиться в самом верхнем слое листвы и большая листовая поверхность может функционировать с оптимальной эффективностью; поэтому фотосинтетической продукции получается больше, чем если бы все верхние листья были расположены горизонтально.
По направлению к нижним ярусам интенсивность света быстро снижается. Обычно листья прикрывают друг друга не полностью, так что лучи полного солнечного света все еще могут проникать через небольшие разрывы в верхней массе листвы и достигать нижних слоев. В других местах солнечному свету приходится проходить сквозь один или несколько листьев. Количество света, поглощаемое листом, различно в зависимости от содержания в нем хлорофилла, но обычно составляет около 90% от падающего излучения. Таким образом, второй ярус листьев получает 10% от полного солнечного света, а третий — 10% от 10%, т. е. всего лишь 1%. Если самые верхние листья лучше всего используют полный солнечный свет при их расположении под острым углом к лучам, нижние листья лучше функционируют при низкой интенсивности света, падающего под прямым углом; при этом единица листовой поверхности улавливает наибольшее количество света (рис. 14.7). Таким образом, у идеального растения нижние листья расположены горизонтально, а в каждом вышележащем ярусе наклон листьев возрастает, достигая максимума (почти вертикального по- ложеиия) у самых верхних листьев. Селекционеры часто стремятся вывести именно такие растения (рис. 14.8).
Даже если самые нижние листья эффективно поглощают всю падающую энергию, они, вероятно, будут работать в режиме, близком к точке компенсации. Если лист получает недостаточно света даже для достижения этой точки (см. рис.
14.5), то он будет больше дышать, чем фотосинтезировать, и окажется, таким образом, излишним бременем для растения. Такие листья обычно стареют, желтеют и опадают.
Рис. 14.7. Интенсивность света высо* ка в верхнем ярусе посева, но постепенно снижается в нижних ярусах вследствие их затенения верхними листьями. У идеального растения листья в верхнем ярусе расположены почти вертикально, что обусловливает минимальное затенение одного листа другим, тогда как листья в основании растения расположены горизонтально, что обеспечивает наибольшее использование света пониженной интенсивности. Количество проникающей в посев солнечной радиации колеблется также в зависимости от времени дня: в полдень, когда солнце в зените, до нижних листьев доходит больше света, чем утром или вечером, когда солнце близко к горизонту.
