Физиология растений - Лебедев С.И.
ISBN 5-10-000574-2
Скачать (прямая ссылка):
Из всего солнечного излучения в жизнедеятельности растения наиболее важную роль играет видимое излучение с длиной волны около 380—710 мм, которое и называется фотосиитетиче-ски активной радиацией (ФАР). Общее количество солнечной радиации, притекающей па 1 га посева за период вегетации, составляет 'в среднем 21 -109 кДж/га, из них 8- 109 кДж/га ФАР.
Количество ФАР, поглощенной посевом, растительным покровом, определяют по формуле, Дж/см2 в 1 мин:
I7=Q—R—
где П — поглощенная посевом радиация; Q — суммарная радиация, падающая на посев; R — радиация, отраженная от посева и вышедшая за пределы его верхней границы; Т„ — радиация, проникшая к почве; Rn — радиация, отраженная от почвы под растительностью.
Коэффициент поглощения энергии ФАР (Q,,) посевом определяют делением обеих частей формулы иа Q'.
Vll — Q ~ 1 Q Q I Q >
* *
где -Q- —альбедо посева, показывающее, какая доля падающей радиации Т
отражается hoccbom-.-q- — коэффициент пропускания, показывающий, какая
/?„
доля падающей радиации (Q) достигает почны под растительностью; ~q~~ альбедо почвы под растительностью (К. Г. Тооминг, Б, II. Гуляев).
Эффективность фотосинтеза можно характеризовать коэффициентом полезного действия (КПД), который определяют по •формуле
В 100
Е % (КПД) = -J-,
где А—количество энергии, поступившей за период вегетации па I га посева, или энергии, которая была поглощена посевом, кДж; В—количество энергии, накопившейся в органической массе урожая (биологического или хозяйственного), кДж.
В среднем КПД фотосинтеза сельскохозяйственных растений составляет 0,5—[%, а теоретически возможный — 4—6%. Максимальный показатель использования энергии ФАР посевами и насаждениями обусловливается способностью поглощать не менее 60% энергии света, поступающего к ним па протяжении вегетации. Из этого количества на фотосинтез идет 10%, на дыхание расходуется около 20% энергии, усваивающейся в процессе фотосинтеза, или
ю 80
Е % (КПД)-60 Toq-MV
В 1 кг сухой массы урожая накапливается до 17 тыс. кДж энергии.
Поступающая солнечная энергия в разных зонах неодинаково взаимодействует с режимом температуры и влаги, вследствие чего значительно изменяется эффективность солнечной радиации как фактора фотосинтеза и продуктивности. Кроме того, ¦следует отметить, что она является не только движущей силой фотосинтеза, но и основным фактором трапспирации. Свет влияет и на такие физиологические процессы, как рост, органогенез, передвижение ассимилятов. Один из основных путей повышения продуктивности фотосинтеза — увеличение до опреде--ленных размеров площади ассимилирующих органов — листьев и усиление их деятельности, что обусловливает количество лучистой энергии, поглощаемой хлоропластами, Доказано, что ве-
10. Площадь листьев и количество поглощенной ФАР в квадратно-гнездовых посевах кукурузы
Вариант Дни Я
О
с
X
а
й.
27 36 46 39 68 87
Площадь листьев, тыс, м-
Без подкормки 6,6 11,4 17,2 19.8 19,8 19,3
Подкормлено NPK 7,4 11,8 20,3 21.9 21,3 19,6
Поглощено ФАР, тыс. кДж;мин
Без подкормки 11,0 84,9 109,3 130,8 141,7 137,5
Подкормлено NPK 68,1 91,1 139,6 157,2 163,9 149,2
личина урожая в значительной мере зависит от оптимальной структуры посевов. Структурой посевов называется создаваемая архитектоника (построение) сообщества растений, которое характеризуется определенными морфологическими признаками и физиологическими функциями, а оптимальная структура — это такой посев, который имеет высокий КПД фотосинтеза и обеспечивает максимальный биологический и хозяйственный урожай.
Установлено, что при подкормке растений увеличиваются размеры листовой поверхности, а также изменяются физиологические особенности фотооинтетического аппарата—способность поглощать и усваивать лучистую энергию. Так, более развитая листовая поверхность подкормленных растений кукурузы в период вегетации поглощала и большее количество ФАР
(табл. 10). Кроме того, листья кукурузы разных ярусов неодинаково поглощают лучистую энергию. Распределение ФАР
внутри посева непропорционально площади листьев по отдельным ярусам. Например, верхний слой листьев составляет лишь. 23,7% всей листовой поверхности, а поглощает 47% энергии, в то время как средний слой, составляющий 60,4% этой поверхности, усваивает только 36,6% поглощенной посевом ФАР.
В результате подкормки растений NPK уменьшилось количество энергии, поглощаемой нижним ярусом листьев, с 26,4 до 8,6% и увеличился процент поглощения ФАР средним слоем — с 36,6 до 49,7%. Таким образом, условия минерального питания в значительной мере влияют на структуру посевов и поглощение ФАР листьями разных ярусов (слоев травостоя).
