Читайте также:
|
Спектр в широком смысле – представляет собой общую сумму значений либо распределение их по различным параметрам, принимаемую наблюдаемой величиной.
Биологическое действие солнечного света зависит от его:
· спектрального состава
· продолжительности
· интенсивности
· суточной и сезонной периодичности.
Солнечная радиация представляет собой электромагнитное излучение в широком диапазоне волн, составляющих непрерывный спектр от 290 до 3 000 нм.
Ультрафиолетовые лучи (УФЛ) короче 290 им, губительные для живых организмов, поглощаются слоем озона и до Земли не доходят. Земли достигают главным образом инфракрасные (около 50% суммарной радиации) и видимые (45%) лучи спектра.
На долю УФЛ, имеющих длину волны 290—380 нм, приходится 5% лучистой энергии. Длинноволновые УФЛ, обладающие большой энергией фотонов, отличаются высокой химической активностью. В небольших дозах они оказывают мощное бактерицидное действие, способствуют синтезу у растений некоторых витаминов, пигментов, а у животных и человека — витамина D; кроме того, у человека они вызывают загар, который является защитной реакцией кожи. Инфракрасные лучи длиной волны более 710 нм оказывают тепловое действие.
В экологичесшм отношении наибольшую значимость представляет видимая область спектра (390—710 нм), или фотосинтетически активная радиация (ФАР), которая поглощается пигментами хлоропластов и тем самым имеет решающее значение в жизни растений.
Видимый свет нужен зеленым растениям для:
· образования хлорофилла
· формирования структуры хлоропластов
· он регулирует работу устьичного аппарата
· влияет на газообмен и транспирацию
· стимулирует биосинтез белков и нуклеиновых кислот
· повышает активность ряда светочувствительных ферментов
· влияет также на деление и растяжение клеток
· ростовые процессы и на развитие растений
· определяет сроки цветения и плодоношения
· оказывает формообразующее воздействие.
Световой режим любого местообитания зависит от:
· его географической широты
· высоты над уровнем моря
· состояния атмосферы
· растительности, сезона и времени суток
· солнечной активности
В разных местообитаниях различаются не только интенсивность света, но и его спектральный состав, продолжительность освещения, пространственное и временное распределение света разной интенсивности и т. д. Соответственно, разнообразны и приспособления растений к жизни при том или ином световом режиме.
Под влиянием различных условий светового режима у растений выработались соответствующие приспособительные качества.
Прежде всего это касается величины листовых пластинок:
· у гелиофитов по сравнению с теплолюбивыми они обычно более мелкие. У многих гелиофитов поверхность листовой пластинки блестящая, покрыта светлым восковым налетом, густо опушена, что способствует отражению палящих солнечных лучей или ослаблению их действия.
· ориентация листьев у светолюбивых вертикальная или имеет разный угол по отношению к солнечным лучам, чтобы избежать избыточного света и перегрева.
· листья теневыносливых растений, напротив, ориентированы к свету всей поверхностью листовой пластинки и расположены так, чтобы не затенять соседние листья (листовая мозаика).
Световые и теневые растения имеют четкие различия и по анатомическому строению:
· у гелиофитов хорошо развиты осевые органы с оптимальным соотношением ксилемы и механических тканей, менее сложные по форме листья с характерной дифференцировкой мезофилла на столбчатый и губчатый, высокой степенью жилкования, большим числом устьиц на единицу поверхности листа. Хлоропласты у гелиофитов более мелкие и светлые (с малым содержанием хлорофилла), способные к изменению ориентировки и перемещениям в клетке: на сильном свету они занимают постенное положение и становятся «ребром» к направлению лучей, что защищает хлорофилл ог разрушения.
· у светолюбивых растений количество хлоропластов, приходящихся на единицу площади листовой пластинки, в несколько раз больше, чем у тенелюбивых.
· теневыносливые растения встречаются в местообитаниях с различным световым режимом благодаря увеличению ассимилирующей поверхности, снижению интенсивности дыхания и уменьшению относительной массы нефотосинтезирующих тканей, увеличению размеров хлоропластов и концентрации хлорофилла. Кроме того, в листьях наблюдается слабая дифференцировка на столбчатый и губчатый мезофилл или таковая совсем отсутствует, отмечается сравнительно малое количество устьиц й т. д.
Фотопериодизм.
Огромное влияние на жизнедеятельность растений оказывает соотношение светлого (длина дня) и темного (длина ночи) периодов суток в течение года. Фотопериодизм - реакция организмов на суточный ритм освещения, выражающаяся в изменении процессов их роста и развития. Регулярность и неизменная повторяемость из года в год данного явления позволила организмам в ходе эволюции согласовывать свои важнейшие жизненные процессы с ритмом этих временных интервалов. Под фотопериодическим контролем находятся практически все метаболические процессы, связанные с ростом, развитием, жизнедеятельностью и размножением растений.
По типу фотопериодической реакции (ФПР) различают следующие основные группы растений:
· растения короткого дня, которым для перехода к цветению требуется 12 ч светлого времени и менее в сутки (конопля, капуста, хризантемы, табак, рис);
· растения длинного дня; для цветения и дальнейшего развития им нужна продолжительность беспрерывного светового периода более 12 ч в сутки (пшеница, лен, лук, картофель, овес, морковь);
· фотопериодически нейтральные; для них длина фотопериода безразлична и цветение наступает при любой длине дня, кроме очень короткой (виноград, томаты, одуванчики, гречиха, флоксы и др.).
Растения длинного дня произрастают преимущественно в северных широтах, растения короткого дня — в южных.
Например, цветковые растения переходят от вегетативного к генеративному размножению (цветение и плодоношение) только в том случае, если фотопериод их развития имеет определенную критическую величину. При этом каждому виду свойственен свой критический фотопериод. Оказалось, что растения способны «измерять» его продолжительность с довольно большой точностью. Так, для белены при 22,5 °С критическая длина дня, обеспечивающая цветение, составляет 10 ч 20 мин, но уже при 10-часовом фотопериоде при этой же температуре растение цвести не будет. У сорняка дурнишника пенсильванского необходимая длина дня лежит между 15чи 15 ч 30 мин. Важно подчеркнуть, что на ФПР заметное влияние оказывают условия среды.
Например, при 28,5°С для цветения белены требуется не менее 11,5ч света, в то время как при 15,5°С —лишь 8,5 ч.
Для растений характерной способностью является ощутимость суточных, приливных, лунных и годичных циклов, что позволяет им заранее готовиться к предстоящим изменениям среды.
Правильно подобрав режимы освещения, температуры и другие факторы, наиболее соответствующие биоритмам, можно заметно повысить жизнедеятельность и продуктивность разводимых растений, причем без каких-либо дополнительных затрат.
Например, благодаря увеличению в теплицах, оранжереях и парниках светового дня до 12—15 ч зимой выращивают овощные культуры и декоративные растения, ускоряют рост и развитие рассады.
Основные определения:
Световое довольствие – отношение освещённости в местообитани какого-либо растения к общему количеству поступающего извне света.
Световой режим – динамика распределения и изменения интенсивности фотосинтеза солнечной радиации, поступающей к экосистемам.
Кривая фотосинтеза – кривая, отражающая зависимость интенсивности фотосинтеза от плотности лучистого потока падающей активной радиации.
Точка компенсации -
Фототропизм – изменение направления роста органов растений, в зависимости от направления падающего
Фотопериодизм - реакция организмов на суточный ритм освещения, выражающаяся в изменении процессов их роста и развития.
Дата добавления: 2014-12-19; просмотров: 32 | Поможем написать вашу работу | Нарушение авторских прав |