Світло і фотосинтез

Світло - необхідна умова для протікання фотосинтезу. Він є джерелом енергії для цього процесу. Інтенсивність фотосинтезу у міру збільшення освітленості зростає, але не пропорційна спочатку зміна йде швидко, потім уповільнюється, нарешті, зупиняється і на подальше збільшення освітленості позитивно не реагує; мож-ли навіть його придушення при дуже сильному освітленні внаслідок раз-рушення хлорофілу (точка світлового насичення). Для різних рослин характерно різне ставлення до світла. За цією ознакою В. Н. Любименко поділяв рослини на три групи: світлолюбні, тіньолюбні і тіньовитривалі.

Добовий хід фотосинтезу

На фотосинтез надають дію багато екологічних фак-тори, причому вплив кожного з них неоднозначно. Співвідношення їх мінливе і піддається коливанням протягом дня, що оп-ределяет інтенсивність фотосинтезу. Ці зміни можна пред-ставити тільки в сильно схематизованому вигляді і таким чином виділити кілька типів денного ходу фотосинтезу. У нежаркий ясний день при достатній забезпеченості водою і малої напруженості метеорологічних факторів інтенсив-ність фотосинтезу корелює з інтенсивністю освітлення. Фо-тосінтез починається зі сходом сонця, досягає максимуму ь опівдні, знижується до вечора і припиняється з заходом сонця. У тих же умовах, але при певній напрузі атмосферних факторів (підвищена температура) максимум фотосинтезу пере-міщан на більш ранні предполуденние годинник, після чого до самого кінця дня слід повільне його зниження. У ясний день при сильному напрузі атмосферних факторів (жарко і сухо) спостерігається депресія фотосинтезу при максимумі освітлення. Опівдні у рослин настає полуденну водний дефіцит, продихи закриваються, припиняється надходження вугле-кислого газу в клітини листа. Крива денного ходу приймає двухвершінние характер. Зниження вмісту води в листі на-рушає донорно-акцепторні зв'язки і загальмовує відтік асимілятів, що також несприятливо впливає на фотосинтез. Таким чином, в найсвітліші години дня (опівдні) рослини "проста-івают", т. Е. Не утворюють органічну речовину. При неправильному ході метеорологічних факторів, коли яс-ва погода змінюється хмарами і дощем, крива ходу фотосинтезу має також коливається хід, повторюючи перепади метеорологічних умов. Вважається, що в сприятливі для фотосинтезу дні він йде плавно. Вони обумовлені Фотодихання, т. Е. Викидами вуглекислоти, які пе-періодичних відбуваються при переповненні листа продуктами ассі-міляціі. У тому випадку, коли фотосинтез йде дуже інтенсивно і транспорт не справляється з переміщенням ассимилятов, процес тимчасово припиняється і замінюється зворотним - викидом вуглецю. Ока-ни опиняються, для рослини легше зупинити процес і повернути його тимчасово назад, ніж переводити на постійний нижчий рівень. Рослини з З ^ шляхом фотосинтезу не мають фотодихання і не викидають вуглекислоту, що можна вважати однією з причин інтенсивного фотосинтезу і більш високої продуктивності.

У природних умовах відбувається складна взаємодія всіх зовнішніх і внутрішніх факторів. При помірній денній температурі і достатньої вологості денний хід фотосинтезу приблизно відповідає зміні інтенсивності сонячної інсоляції. Фотосинтез, починаючись зранку зі сходом сонця, досягає максимуму в полуденний час, поступово знижується до вечора і припиняється з заходом сонця. При підвищеній температурі і зменшенні вологості максимум фотосинтезу зсувається на ранні години. При ще більшій напруженості метеорологічних факторів крива денного ходу фотосинтезу приймає двухвершінние характер. В цьому випадку в полуденний час фотосинтез різко знижується. У посушливих районах (Ср. Азія) в полуденний час можливо навіть перевищення інтенсивності дихання над інтенсивністю фотосинтезу. Зниження вмісту води в листках і висока температура затримують відтік асимілятів, що, в свою чергу, викликає депресію фотосинтезу. У цих умовах виділення С02 перевищує його використання в процесі фотосинтезу.

43 Вплив t °, газового складу, оводненности листя, хв. піт.

Фотосинтез включає в себе світлові і темнові ферменту-тивні реакції, тому процес підпорядковується температурного впливу. Ця залежність виражається одновершінной (так називаються ваемой біологічної) кривої з трьома кардинальними точками: мінімумом, коли процес починається, оптимумом, коща він йде найбільш інтенсивно, і максимумом - верхньою точкою, коща він закінчується. Середнє положення цих точок лежить в інтервалах 0 - 5 ° С, 25 - 30 ° С, 40 - 50 ° С відповідно. Однак у раз-особистих груп рослин ці кардинальні точки на температурній шкалі зміщені у північних рослин вліво, а у південних вправо. Так, хвойні рослини починають фотосинтез в інтервалі від -15 до +0,5 ° С. У рослин Арктики і високогір'я мінімальна точка припадає на 0 ° С, а оптимум лежить в інтервалі від 8 до 15 ° С. У тропічних рослин мінімальна точка 4 - 8 ° С, оптимальна - близько 40 ° С, а максимум вище 50 ° С. При розгляді впливу температури на фотосинтез слід мати на увазі, що асиміляційні орган на сонці може бути нагрітий вище температури повітря на 10 - 15 ° С. Тому навіть при температурі повітря, що не виходить за межі оптимальної, він може бути перегрітий, що викличе придушення фотосинтезу. Від цього рослина оберігає себе посиленням транспірації, яка знижує температуру листя.

Мінеральне живлення. Кореневе живлення надає на фотосінтезсущественное впли-яние, хоча його дія на цей процес виокремити важко, так як мінеральні елементи обумовлюють багато сторін життя растенія.Прежде за все слід зазначити роль азоту в фотосинтезі. Цей елемент безпосередньо входить до складу хлорофілу і таким чином бере участь у формуванні фотосинтетичного апарату. В його присутності посилюється синтез білків і аміно-кислот, для яких він також необходім.Очень важливий для фотосинтезу калій, хоча він не входить ні які органічні речовини. Цей елемент каталізує багато синтетичні реакції, зокрема утворення вуглеводів, бел-ков, хлорофілу. Він впливає також на стан білків Цитоплаза-ми.Совершенно незамінний для фотосинтезу фосфор. Він підвищуємо інтенсивність процесу, так як входить в усі проміжні сполуки, починаючи від акцептора вуглекислоти - рибулозо-1,5- дифосфата. Він бере участь в фотосинтетичному фосфорилировании і в освіті АТФ.В невеликих кількостях необхідний для рослин магній, ко-торий входить до складу хлорофілла.Каталітіческое вплив на фотосинтез здійснюють мік-роелементов - залізо, мідь, марганець, присутні в складі різних окисних ферментів. Встановлено, що без заліза синтез хлорофілу неможливий. Негативний вплив на фотосинтез надає надлишок хлору і натрію.