Деякі фізіологічні основи сільськогосподарської й садівничої практики. Сонячне світло й фотосинтез

Ви перебуваєте: Деякі фізіологічні основи сільськогосподарської й садівничої практики

Кількість фотосинтетично активного сонячного світла, одержуване аркушем, залежить від його положення в листовому покриві. Зі збільшенням освітленості окремого горизонтального аркуша інтенсивність фотосинтезу зростає до певного максимуму, який досягається при освітленості значно меншої, чому на повному сонячнім світлі (мал. 14.5). Надлишок світла понад цю інтенсивність, що насичує, витрачається даремно, принаймні для даного аркуша. Оскільки верхні листи одержують повне сонячне світло, вони повинні використовувати його ощадливо. Ці листи зверху звичайно орієнтовані до падаючого сонячного світла не під прямим, а косим кутом.

При такому куті дана кількість світла розподіляється на більшу загальну листову поверхню, чому якби листи розташовувалися під прямим кутом до нього (мал. 4.6). Тому освітленість поверхні аркуша знижується, але це не зменшує фотосинтезу, тому що сила світла усе ще сверхоптимальная. Якщо листи розташовані похило, то більше їхнє число може перебувати в самому верхньому шарі листя й більша листова поверхня може функціонувати з оптимальною ефективністю; тому фотосинтетичної продукції виходить більше, чим якби всі верхні листи були розташовані горизонтально.

У напрямку до нижніх ярусів інтенсивність світла швидко знижується. Звичайно листи прикривають один одного не повністю, так що промені повного сонячного світла усе ще можуть проникати через невеликі розриви у верхній масі листя й досягати нижніх шарів. В інших місцях сонячному світлу доводиться проходити крізь один або кілька листів. Кількість світла, що поглинається аркушем, по-різному залежно від змісту в ньому хлорофілу, але звичайно становить близько 90% від падаючого випромінювання. Таким чином, другий ярус листів одержує 10% від повного сонячного світла, а третій - 10% від 10%, тобто всього лише 1%. Якщо самі верхні листи найкраще використовують повне сонячне світло при їхньому розташуванні під гострим кутом до променів, нижні листи краще функціонують при низької інтенсивності світла, що падає під прямим кутом; при цьому одиниця листової поверхні вловлює найбільша кількість світла (мал. 14.7). Таким чином, в ідеальної рослини нижні листи розташовані горизонтально, а в кожному вышележащем ярусі нахил листів зростає, досягаючи максимуму (майже вертикального положення) у самих верхніх листів. Селекціонери часто прагнуть вивести саме такі рослини.

Навіть якщо самі нижні листи ефективно поглинають усю падаючу енергію, вони, імовірно, будуть працювати в режимі, близькому до крапки компенсації. Якщо аркуш одержує недостатньо світла навіть для досягнення цієї крапки (див. мал. 14.5), то він буде більше дихати, чим фотосинтезувати, і виявиться, таким чином, зайвим тягарем для рослини. Такі листи звичайно старіють, жовтіють і обпадають

Кількість листів у посіві виражають індексом листової поверхні (ЙЛП) - відношенням сумарної поверхні листів до площі покритій рослинами ґрунту. Наприклад, якщо ИЛП рівний 4, це означає, що над кожним квадратним метром ґрунту перебуває 4 м2 листової поверхні. Використовуючи цей показник, можна оцінювати ефективність культури відносно нагромадження сухої речовини - кінцевого результату фотосинтетичної активності. У культури з горизонтальними листами, наприклад конюшини, оптимальний ИЛП (кількість листів, при якім самі нижні листи перебувають майже в крапці компенсації) менше, чим у культури з переважно вертикальними листами, наприклад, пшениці, тому що вертикальні листи менше затінюють нижележащую область, чому горизонтальні. Тому оптимальний ИЛП для конюшини може бути рівний 4, а для пшениці - близько 7. Використовуючи ці дані, можна підібрати належну тактику для вирощування трав.

Якщо дозволити рослинам сформувати занадто багато листів, урожайність буде знижуватися, тому що самі нижні листи будуть функціонувати нижче точки-компенсації. З іншого боку, інтенсивне підбурення приведе до такої втрати листів, що світло буде доходити до ґрунту, не використаний повністю для фотосинтезу. Тому найкраще - підтримувати ИЛП, близький до оптимального,. Цього можна досягтися, щораз стравлюючи або скошуючи траву, як тільки ИЛП починає перевищувати оптимум, з таким розрахунком, щоб ИЛП став трохи нижче оптимального. Таким шляхом можна підтримувати оптимальну швидкість нагромадження сухої речовини

Ціль регулювання листової поверхні полягає в підтримці її оптимальної величини при даній сонячній радіації. Очевидно, що ця величина варіює залежно від інтенсивності світла й, виходить, від пори року. Рослинне насадження може потребувати більшої листової поверхні для оптимальної швидкості росту в середині літа, чому на початку або кінці вегетаційного періоду, коли сонячне світло менш інтенсивне. Цей факт стає важливим при виборі строків посіву. У помірних зонах холодна погода навесні обмежує ранньовесняний посів культур. Часто культура розбудовує лише дуже невелику листову поверхню до середини літа, так що сонячне світло використовується погано; тим часом культура продовжує рости, і ближче до осені площа листів стає вище оптимальною (мал. 14.9). Ідеальна культура - та, яку можна висівати рано і яка швидко розбудовує листову поверхню, так що сонячна радіація найкраще використовується в середині літа, тобто тоді, коли вона найбільш інтенсивна. Виведення холодостійких сортів для ранньовесняного посіву дозволяє сподіватися на збільшення врожаїв