Физиология растений - Лебедев С.И.
ISBN 5-10-000574-2
Скачать (прямая ссылка):
раздробленный иа куски, приблизительно по 500 г каждый. На площадь теплицы 600 м2 в мае — июне при использовании 3— 4 раза в неделю расходуется 20—30 кг такого «сухого льда». Опыты показали, что урожай огурцов с указанной площади без удобрения СОг составил 1777 кг, а при удобрении — 2177 кг, т. е. увеличился на 22,5%. Увеличивая концентрацию С02 в теплицах до 0,3%, можно повысить урожай овощей на 20—50’ и даже 100%.
При удобрении огурцов углекислым газом соотношение между тычиночными и пестичными цветками смещается в сторону пестичных, снижается окислительно-восстановительный потенциал, повышается каталазиая активность листьев. Таким образом, увеличение концентрации С02 в воздухе оказывает значительное влияние на физиологические и биохимические процессы в растениях. В процессе фотосинтеза сельскохозяйственные растения иа 1 га посева при обычных условиях роста усваивают из воздуха за день в среднем 120—250 кг углекислого газа. Установлено, что в 1 м3 воздуха содержится в среднем 0,5 г СОд и для получения 1 г сахара растение должно усвоить 1,5гуглекис-лого газа, т. е. переработать 3 м3 воздуха (А. А. Ничипорович). В фазы бутонизации и цветения, а также в период наиболее интенсивного роста корнеплодов сахарная свекла поглощает до 100 кг углекислого газа на 1 га в день. Такое его количество содержится в слое воздуха высотой 200 м над 1 га посева. Восходящими и нисходящими потоками воздуха нижний метровый слой его над растениями в течение 12-часового дня сменится 350 раз. Следовательно, на протяжении дня над площадью 1 га заменяется приблизительно 3 600000 м3 воздуха, т. е. через травостой растений может проходить до 1800 кг углекислого газа. Такое количество его при других благоприятных условиях может обеспечить образование свыше 500 кг сухой массы урожая на 1 га в день.
Приведенные расчеты свидетельствуют о колоссальной работе, выполняемой растениями при усвоении углекислого газа. Содержание СОг в атмосфере над травостоем изменяется в течение суток. Обычно днем в воздухе содержится меньше СОг, чем ночью. Распределение его в различных слоях атмосферы также неодинаково. Углекислый газ, как .известно, тяжелее воздуха, и наибольшее количество его содержится в нижних, околоземных слоях атмосферы, а также .в почве. Особенно много СО* в пахотном слое почвы (0,12—2,5%), В солнечные дни при активном фотосинтезе содержание углекислого газа в воздухе, окружающем растение, снижается до 0,012%.
Изучение влияния подкормки углекислым газом на культурные растения выявило сложную зависимость между концентрацией С02 в атмосфере и продуктивностью растений. Кроме субстратной функции, С02 как компонент питания растений
проявляет еще несубстратную функцию в фотосинтетическом метаболизме. Так, при исключении СОг из окружающей среды наблюдается ингибирование фотолиза (реакции Хилла), угнетение фотофосфорилирования и восстановление НАДФ (нециклическое фотофосфорилирование).
Таким образом, в процессе фотосинтеза углекислый газ дей--ствует в двух направлениях: на интенсивность реакций карб-оксилирования (как субстрат для этих реакций) и на дисмута-цию энергии. Кроме того, от СОг зависит не только общее накопление растительной массы, но и ее химический состав.
При достаточном количестве СОг в атмосфере в растении образуется больше сахаров, крахмала и меньше аминокислот и белков, а при недостатке его накапливается больше аминокислот и белков и меньше сахаров и крахмала. Установлено, что для образования единицы (по массе) урожая растения должны усвоить не менее двух единиц углекислого газа. .Соотношение между количеством усвоенного в .процессе фотосинтеза углекислого газа и накопленного сухого органического вещества называется коэффициентом эффективности фотосинтеза.
Основным источником для пополнения СОг в воздухе является почва. В ней он образуется в результате дыхания микроорганизмов, окисления органических веществ, навоза, мертвых остатков, а также за счет дыхания корней растений. На выделение СОг почвой влияет ряд факторов: запас органических веществ и элементов минерального питания, влажность, температура, структура почвы, время года и др. Этот 'процесс обуслов-
¦ ливает непрерывный газообмен между почвой и атмосферой, и благодаря суточным колебаниям температуры, движению воздуха часть обогащенного углекислым газом почвенного воздуха выходит на поверхность, а атмосферный воздух, содержащий больше кислорода, поступает в почву. Этот процесс получил название «дыхание почвы».
Разные почвы выделяют неодинаковое количество СОг: песчаная неудобренная — в среднем 2 кг на 1 га в 1 ч, суглинок — около 4, богатые перегноем черноземы разных типов — от 10 до .25, среднеудобренная почва — 5 кг на 1 га в 1 ч. Большое влияние на выделение углекислого газа почвой оказывают минеральные и органические вещества, необходимые для жизнедеятельности культурных растений и микроорганизмов. Поэтому внесение их в почву способствует образованию СОг почвенной микрофлорой. Значительно возрастает выделение СОг на хорошо-удобренных перегноем почвах. Рыхление почвы также .способствует усилению дыхания корней и жизнедеятельности бактерий, вследствие чего резко возрастает выделение углекислого газа из нее.
