Влияние искусственного облучения на анатомо-физиологическую характеристику растений

Величины фотосинтетически активной радиации (ФАР)

Оценка излучения при выращивании растений

В литературе по агрометеорологии, физиологии растений и актинометрии наиболее часто рассматривают оптическое излучение в лучистых величинах. Это чисто физические измерения, они не учитывают особенностей воздействий излучения на растения. При таких измерениях используются приборы, у которых спектральная чувствительность одинакова. (далее…)

Схема фитофотометра

Оценка фотосинтезной эффективности излучения

Необходимость количественной оценки и учета потенциально пригодной для процесса фотосинтеза энергии излучения при искусственном облучении вызвана тем обстоятельством, что высокие уровни облученности, большие удельные мощности облучательных установок и затраты энергии на облучение в большинстве случаев обусловлены необходимостью обеспечения требуемой скорости продуктивного фотосинтеза. (далее…)

Относительная спектральная эффективность фотобиологическях процессов растений

Особенности воздействия оптического излучения на растения

Основным органом высших растений, воспринимающим и преобразующим излучение, являются листья. Поглощение ими излучения определяется как его спектральным составом, так и свойствами самих листьев: толщиной, внутренним строением и состоянием поверхности, составом и концентрацией пигментов. Благодаря поглощенной листьями энергии излучения в них протекают все важнейшие физиологические процессы: осуществляется фотосинтез, образуются различные физиологически активные вещества. Аккумулированную в процессе фотосинтеза энергию затем использует весь организм растения на свои жизненные процессы. (далее…)

Фотоморфогенез

Фотоморфогенез

Помимо фотосинтеза для растений, выращиваемых методом светокультуры, важное значение имеют процессы фотоморфогенеза, т. е. изменения размеров и формы под влиянием излучения разного качества и разной интенсивности.

Материальной основой, с помощью которой осуществляется формативное действие, служат, видимо, пигменты. Один из них – хромопротеид фитохром (фх). Установлено, что фитохром существует в двух формах: одна поглощает красное (red) излучение с длиной волны 660 нм (Фк), а другая — дальнее красное (far-red) с длиной волны 730 нм (Флк). Под действием красного излучения Фк активизируется и переходит в Фдк, а под действием дальнего красного – наоборот. Установлено, что фитохром регулирует прорастание семян, растяжение стеблей, образование листьев и пигментов, формирование корневой системы и некоторые другие физиологические процессы, ход которых определяется наличием взаимоисключающих влияний красного или дальнего красного излучения (red-far-red effect). (далее…)

Схематическая кривая фотосинтеза в зависимости от интенсивности облучения

Фотосинтез

Фотосинтез, т. е. создание из углекислоты и воды с помощью лучистой энергии органических веществ,-один из основных физиологических процессов у зеленых растений.

Основная клеточная структура, в которой осуществляется процесс фотосинтеза, — хлоропласты. Они представляют собой небольшие зеленые тельца диаметром около 5 мкм и состоят из двойной мембраны, окружающей жидкое основное вещество, или строму. Строма пронизана многочисленными двуслойными ламеллами, которые под действием излучения образуют упорядоченные плоские слои. В них, видимо, и находятся молекулы хлорофилла. Ламеллы собраны в столбики, называемые гранами. Световые реакции фотосинтеза происходят в гранах, а последующее восстановление углекислого газа и образование углевода – в строме. Если зеленый лист поместить в темноту, то ламеллярные структуры разрушаются. Под действием излучения в хлоропластах происходят основные биохимические процессы фотосинтеза: фотолиз воды (реакция Хилла), фотосинтетическое фосфорилирование, фиксация углекислоты и синтез крахмала. (далее…)

Тепловые свойства листьев

Тепловые свойства листьев

Поглощаемая листом лучистая энергия расходуется главным образом на транспирацию и теплоотдачу (90-96%). На фотосинтез расходуется значительно меньше энергии (1-5%). И совсем мало ее затрачивается на нагрев воды в тканях листа, флуоресценцию, ростовые процессы и проч. (далее…)

Поглощение света толстым (1), средним (2) и тонким (3) листом

Поглощение лучистой энергии листьями

При изучении действия оптического излучения на растения всегда необходимо учитывать, что в физиологических процессах (фотосинтез, образование пигментов, рост, фотоморфогенез и проч.) участвует только та часть излучения, которая поглощается растительными тканями. Поэтому еще более 70 лет назад К. А. Тимирязев поставил перед физиологами растений задачу выяснить, какая часть солнечного излучения, падающего на лист, им используется. (далее…)

Образование пигментов в листьях

Образование пигментов в листьях

Говоря о значении пигментов в жизни растений, К. А. Тимирязев писал: «В сущности, что бы ни производил сельский хозяин или лесовод, он прежде всего производит хлорофилл и уже через посредство хлорофилла получает зерно, волокно, древесину и т. д.» Эта мысль К. А. Тимирязева приобретает особую значимость при выращивании растений с помощью искусственного облучения. В этом случае облученность растений обычно меньше, чем в естественных условиях, поэтому образование пигментов в большей степени зависит от спектрального состава излучения. В свою очередь содержание пигментов в листьях в известных границах определяет поглощение ими лучистой энергии и интенсивность фотосинтеза. (далее…)

Поперечный срез листа фасоли Сакса без волокна, выращенной при разных условиях облучения (декабрь)

Строение листьев и стеблей

Анатомическое строение листьев и стеблей служит важным биологическим показателем условий облучения, выращивания и физиологического состояния растений.

У растения в теплице при естественном облучении толщина листьев определяется его облученностью. Зимой она значительно меньше, чем под люминесцентными лампами, так как в это время естественная фотосинтетически активная облученность растения в теплице составляет всего около 5 Вт/м², что в 4—5 раз меньше, чем под люминесцентными лампами. Летом, наоборот, листья тепличных растений толще, чем под неоновыми, ртутными лампами или лампами накаливания (исключение составляют растения под люминесцентными лампами, ДРЛ и ксеноновыми). (далее…)

Вверх