Физиология растений - Лебедев С.И.
ISBN 5-10-000574-2
Скачать (прямая ссылка):
Рис. 38. Световая кривая фотосинтеза листьев светолюбивых растений.
При высоком содержании СО2 в окружающей среде на наклон световой кривой фотосинтеза влияет также и температурный фактор. Форма световых кривых в значительной мере зависит от адаптации растений к интенсивному или слабому освещению. Так, у светолюбивых пород (лиственница, белая акация) фотосинтез возрастает с увеличением интенсивности света до полного освещения; у теневыносливых .растений (бук, самшит, тис) при утреннем и вечернем освещении наблюдается максимальный фотосинтез, тогда как при более интенсивном освещении усвоение С02 уменьшается.
Приспособленность растений к высокой напряженности светового фактора достигается за счет значительного уменьшения относительного количества хлорофилла Ь и ксантофиллов, Све-толюбивость проявляется в значительном уменьшении содержания зеленых пигментов и соответствующем повышении количества каротиноидов. У светолюбивых растений часто наблюдается усиленное развитие ассимилирующей ткани палисадной паренхимы, состоящей из нескольких слоев клеток меньшей величины по сравнению с теневыносливыми растениями, число устьиц на единице поверхности значительно больше, поэтому углекислый газ быстрее проникает внутрь листа. У теневыносливых растений эпидермис образует чечевицеобразные выросты и сосочки, которые концентрируют свет, Эти растения содержат большое количество хлорофилла, хлоропласты у них больших размеров. Теневыносливые растения на открытом месте угнетаются и лучше развиваются при уменьшении общего количества света.
В естественных условиях физиологически активная радиация (380—710 нм) состоит из прямых солнечных лучей и рассеянного света, интенсивность которого равна ‘/з прямой солнечной радиации. В рассеянном свете на долю ФАР приходится до 90%, т. е, рассеянный свет почти полностью может быть поглощен растениями, В прямых солнечных лучах в полуденные часы наиболее интенсивна желто-зеленая часть спектра, пропускаемая хлорофиллом, Вследствие этого хлоропласт не перегревается. На рассеянном свету хлорофилл поглощает тем больше энергии, чем меньше его интенсивность,
Все это свидетельствует о приспособленности листьев к но-
о п,п амщщп №ш
ИитснсиВность радиации, кал)см*мин
глощению и рациональному использованию лучистой энергии. Поглощение лучистой энергии листьями в области спектра 380—710 нм относительно постоянно для большинства видов растений и составляет около 80%; такое постоянство обусловливается главным образом избыточным содержанием хлорофилла в листьях, т, е, определенным его запасом, Доказано также, что при интенсивном свете у растений образуется больше углеводов, а при малой освещенности синтезируется относительно больше азотистых соединений, В посевах растений в результате самоза-тенения интенсивность света незначительна, что часто является причиной снижения урожайности.
Для образования хлорофилла достаточно короткого периода освещения (несколько секунд или минут), При этом наиболее активными являются оранжево-красные лучи, Однако все участки спектра в области 380—710 им эффективны для образования хлорофилла и различаются лишь активностью, которая не всегда бывает одинаковой, Согласно квантовой теории света, один джоуль красных лучей содержит в 3,5 раза больше квантов, чем один джоуль сине-фиолетовых лучей, Следовательно, но закону Эйнштейна, красный свет более эффективен для фотосинтеза.
На основании этого можно было бы ожидать, что спектр фотосинтеза листа должен совпадать со спектром поглощения хлорофилла. Однако такого совпадения не наблюдается, поскольку хлорофилл в растении представлен разными формами и каждая из них имеет свои максимумы поглощения в красной области спектра. Растения, кроме хлорофилла, содержат большую группу «сопровождающих пигментов», которые также участвуют в поглощении лучистой энергии, специфических фотореак-циях и, возможно, в процессе фотосинтеза. Изучение действия спектров монохроматического света на фотосинтез также свидетельствует об отсутствии совпадения со- спектрами поглощения хлорофилла, что связано с существованием двух фотохимических реакций фотосинтеза, осуществляемых с участием различных пигментов.
Сравнительное исследование интенсивности фотосинтеза в некоторых растениях при освещении ниже светового насыщения показало, что интенсивность фотосинтеза была максимальной в красной и минимальной в синей и зеленой частях спектра. При световом насыщении максимальные скорости фотосинтеза для лучей разной длины волны были почти одинаковыми. При выравнивании освещения по количеству падающих или 'Поглощенных квантов кривые фотосинтеза для красного, синего и белого света совпадали.
Установлено, что качество света влияет не на первичные фотохимические реакции, а па дальнейшее превращение промежуточных продуктов и направленность процесса фотосинтеза. Коротковолновый свет способствует образованию в процессе фото-
синтеза- аминокислот, белков, органических кислот, а освещение: длинноволновыми лучами — образованию и накоплению углеводов (Н. П. Воскресенская).
