45 Обр-ие урожая раст. Листовая пов-ть и чистая продуктивность.
Все теоретические исследования фотосинтеза имеют своей конечной целью применение в практике сельского хозяйства для повышения продуктивности растения. В течение длительного периода времени в агрономии главное внимание уделяли минеральному и водному питанию растений. Регулирование их наиболее доступно, а действие этих факторов высокоэффективно. Но нужно иметь в виду, что регулирование минерального питания и водного режима рГастений способствует в первую очередь изменению процесса фотосинтеза. Иноща применение удобрений, поливы, приемы агротехники не обеспечивают положительного эффекта, потому что могут создать неблагоприятные условия для -фотосинтеза, а отсюда и для получения высоких урожаев. Процесс фотосинтеза является в растении единственным, в ходе — которого образуется органическое вещество. Следовательно, мы вправе ожидать, что накопление органического вещества, т. е. величина урожая, будет пропорционально интенсивности фотосинтеза. На самом деле это наблюдается далеко не всегда. Часты случаи, когда при интенсивном фотосинтезе формируется сравнительно небольшой урожай. Поэтому, чтобы понять взаимосвязь фотосинтеза и урожая, надо проанализировать его образование и закономерности накопления. Наиболее подробно эти вопросы были раскрыты в работах выдающегося русского ученого А. А. Ничипоровича. Исследования в этой области составляют одну из главных проблем, разрабатываемых в настоящее время в международной биологической программе.Все органические вещества, образуемые растением в процессе фотосинтеза, составляют его биологический урожай. Однако в сельском хозяйстве различают два понятия: урожай биологический (Убиол) и урожай хозяйственный (Ухоз), т. е. выход хозяйственно полезной продукции с растения, который выражается следующей зависимостью: Ухоз = Убиол • Кхоз, где Кхоз — коэффициент хозяйственной эффективности. Он зависит от соотношения используемых и не используемых в хозяйстве (продуктивных и непродуктивных) органов растения. Поэтому Ухоз всегда меньше Убиол и составляет его часть. Биологический урожай представлен суммой суточных урожаев (Усут) и определяется соотношением Убиол в Усут • п, где п — число дней периода вегетации растений. В этом соотношении п (длина периода вегетации) — величина относительно постоянная и присущая каждому сорту культурного растения. Суточный же урожай чрезвычайно изменчив и колеблется от 0 до 150 и даже до 300 кг/га. Это означает, что в неблагоприятные дни растения совершенно не накапливают органического вещества, в благоприятные, наоборот, запасают его в большом количестве. Величина суточного урожая зависит от двух показателей — площади листьев (Пл. л.) и чистой продуктивности фотосинтеза (Чист. пр. ф.): Усут = Пл. л. • Чист. пр. ф. Обе составляющие являются тоже непостоянными величинами. Площадь листьев как фактор урожая. Площадь листьев выступает важным условием высокой продуктивности растений. Она обусловливает интенсивный процесс фотосинтеза и высокое нарастание биологической массы, поэтому существенно влияет на урожай. В посевах, находящихся в различных условиях, площадь листьев может нарастать с различной быстротой и достигать разных размеров. Оплате листовюй поверхности для злаковых культур — 30 —
Чистая продуктивность фотосинтеза как баланс накопления и расходования сухого вещества. Важным показателем, обусловливающим размеры урожая, является чистая продуктивность фотосинтеза (К) — прирост сухого вещества в сутки на 1 м 2 площади листа. Она определяется по формуле: где Mi — первоначальная сухая масса растения; М2 — сухая масса растения через промежуток в несколько суток; Si — площадь листьев растения при первом определении; S2 — площадь листьев при втором определении; п — число суток между отдельными измерениями. Чистая продуктивность всегда бывает меньше истинного фотосинтеза, так как часть органического вещества расходуется в процессе жизнедеятельности растения и не переходит в продукгь; фотосинтеза. Основные причины расхода веществ — дыхание к опадение органов. Дыхание в растении идет постоянно, причем дышат все живые ткани. На него затрачивается в среднем 20 — 30 % веществ фотосинтеза, но при неблагоприятных условиях (недостатке свет? воды) затраты увеличиваются и доходят до 50 — 80 %. В отдельных случаях при очень низкой интенсивности освещения (зшки в теплицах) дыхание может поглощать все вещества, накопленные при фотосинтезе (компенсационная точка). Потеря органического вещества с опадающими органами также может быть очень существенной и составлять около 30 % его общего количества. Этот процесс в растении начинается вскоре после появления всходов (опадают семядольные листья) и продолжается в течение вегетации. Опадают корни, листья, побеги, венчики и другие части цветков, завязавшиеся и несозревшие плоды. Потери увеличиваются при неблагоприятных условиях. Таким образом, в течение вегетационного периода создается своеобразный баланс органических веществ. Весь прирост массы растения-составляет биологический урожай, а используемая часть его — хозяйственный. Величина последнего и доля его от урожая биологического определяется соотношением продуктивных и непродуктивных органов. Для увеличения чистой продуктивности фотосинтеза необходимо уменьшать потери и повышать фотосинтетическую продуктивность растения.
Для продолжения скачивания необходимо пройти капчу:
Источник
Фотосинтез и урожай
Фотосинтез и урожай взаимосвязаны. Первичное образование органического вещества происходит в процессе фотосинтеза, но судить о конечном накоплении органической массы по интенсивности фотосинтеза нельзя, так как далеко не все продукты фотосинтеза сохраняются в теле растения.
Образование органического вещества происходит в процессе фотосинтеза
Общее количество накопленного за определенный промежуток времени органического вещества зависит не только от фотосинтеза, но и от процесса дыхания. Процесс дыхания в растении идет непрерывно и осуществляется за счет органических веществ, образованных в процессе фотосинтеза.
Продуктивность фотосинтеза
Накопленное органическое вещество представляет собой разность между веществом, выработанным в процессе фотосинтеза, и веществом, расходуемым на дыхание. Суточный привес сухого вещества, отнесенный к единице площади растения, называют продуктивностью фотосинтеза.
Таким образом, чем больше продуктивность фотосинтеза, тем выше урожай растений. Продуктивность фотосинтеза (Ф) легко рассчитать по следующей формуле: Ф = (В2-В1)/[1/2(Л1+Л2)Т] (г/м 2 ·сутки), где: В2-В1 — увеличение сухой массы урожая растений за Т дней при весе их в начале учетного промежутка В1, а в конце — В2, 1/2(Л1+Л2)-средняя площадь листьев тех же растений за Т дней при размере ее в начале учетного промежутка Л1 кв. м, в конце — Л2 кв. м.
Показатель чистой продуктивности представляет собой результат образования органических веществ в процессе фотосинтеза и усвоения из почвы минеральных веществ за вычетом потерь веществ на дыхание и отмирание органов.
Продуктивность фотосинтеза растений обычно составляет 4- 6 г в сутки на 1 кв. м листьев, но может быть и больше — 8-10 и даже 12-15 г. Поэтому основная задача — увеличивать продуктивность фотосинтеза и сделать ее устойчивой.
Поэтому при выращивании растений необходимо это учитывать и принимать все меры, чтобы листья максимально поглощали падающую на них энергию солнечного света и использовали ее с наибольшим коэффициентом полезного действия. Для этого нужно увеличивать листовую площадь растений, правильно располагая растения на участках.
Взаимосвязь между интенсивностью фотосинтеза и величиной урожая очень сложна и только изредка между ними существует прямая зависимость. В то же время интенсивность фотосинтеза- основа для получения высоких урожаев. Интенсивность фотосинтеза- основа для получения высоких урожаев
Поэтому все мероприятия, которые увеличивают фотосинтез, — правильные схема посева и направление рядков, улучшение водоснабжения, дождевание и полив в районах орошения, подкормка углекислотой, правильное применение удобрений — должны привести к увеличению урожая, (подробнее: Как влияют внешние факторы на процесс фотосинтеза). Кроме того, необходимы сорта с повышенной интенсивностью фотосинтеза, приспособленные к разным климатическим условиям.
Источник
16. Фотосинтез как основа продуктивности с/х растений.
Продуктивность фотосинтеза определяют по накоплению ассимилятов в растении. При этом используют такие методы, как:
— изменение количества сухого вещества высечек из листа через определенный временной промежуток,
— накопление углеводов в листе через определенный временной промежуток,
— изменение теплоты сгорания сухого вещества листьев за период экспозиции их на свету.
Пути повышения продуктивности фотосинтеза.
Основываясь на механизмах влияния внутренних и внешних факторов, действующих на показатели фотосинтетической активности растений, в практике сельского хозяйства используют ряд приемов, позволяющих увеличить интенсивность фотосинтеза и повысить урожайность сельскохозяйственных культур.
Прежде всего это точное соблюдение оптимальной технологии:
— соблюдение режима орошения,
— соблюдение режима минерального питания,
— использование необходимых внекорневых подкормок микроэлементами,
— повышение в защищенном грунте концентрации углекислого газа за счет применения органических удобрений (внесение навоза), использования сухого льда, поддымление парниковых рам.
Соотношение между количеством усвоенного в процессе фотосинтеза углекислого газа и накопленного сухого органического вещества называется коэффициентом эффективности фотосинтеза.
Необходимо учитывать, что на итоговое накопление органического вещества влияют два процесса: фотосинтез и дыхание. Количество накапливаемых органических веществ зависит от интенсивности фотосинтеза и дыхания растений, то есть от положения компенсационной точки. Компенсационная точка характеризует такое состояние растения, когда в нем фотосинтез и дыхание полностью уравновешиваются, т.е. при таких условиях органическое вещество не накапливается.
Накопление органического вещества растением за определенный период или за всю его жизнь следует рассматривать как разницу между количеством созданного на свету органического вещества и израсходованного на дыхание.
Кроме того, в процессе преобразования веществ также может происходить уменьшение массы (например, масса клетчатки на 10% меньше массы глюкозы, из которой она образуется), на накопление органического вещества влияет также опадение или гибель частей растения (цветков, корневых волосков) в период вегетации.
При оптимальных условиях влажности и температурного режима важно также соблюдать оптимальное размещение растений. Для лучшего освещения растений рядки располагают с востока на запад или с северо-востока на юго-запад. Величина урожая в значительной мере зависит от оптимальной структуры посевов.
Структурой посевов называется создаваемая архитектоника сообщества растений, которое характеризуется определенными морфологическими признаками и физиологическими функциями, а оптимальная структура — это такой посев, который имеет высокий КПД фотосинтеза и обеспечивает максимальный урожай. Обычно потери энергии на дыхание составляют 15-25%, но при загущенном посеве нижние, а частью и средние листья становятся не столько синтезирующими, сколько потреблояющими.
Одной из важнейших задач селекции является создание сортов, способных развивать большую фотосинтезирующую поверхность, имеющих высокую продуктивность фотосинтеза и дающих большой биологических и хозяйственный урожай.
В сельском хозяйстве наибольший интерес представляет получение конечного продукта — полезной накопленной биомассы растений, то есть чистой продуктивности фотосинтеза.
Кроме общей чистой продуктивности фотосинтеза определяют и интенсивность работы листьев, направленную на создание хозяйственной части урожая.
Фотосинтетический потенциал растений — это сумма ежедневных показателей площади листьев посева за весь вегетационный период .
Биологический урожай — это сумма суточных приростов за весь вегетационный период.
Хозяйственный урожай составляет ту долю биологического, которая используется человеком.
Коэффициент хозяйственного использования у разных культур может сильно различаться (зерновые культуры и сахарная свекла).
Продуктивность фотосинтеза сельскохозяйственных культур целесообразно оценивать величиной выхода полезной энергии с гектара.
Для определения площади листовой поверхности используют три основных метода:
фотопланиметрирование — когда с помощью специального прибора определяют уменьшение интенсивности светового потока, пропорциональное площади листа,
расчет по высечкам — когда, взвесив несколько высечек известной площади, делят общий вес листа на вес высечек и узнают общую площадь листа.
Источник