Анализ зависимости интенсивности фиксации CO2 от мощности светового потока может дать очень полезную информацию о фотосинтетических свойствах листа.

Свет.

Световые кривые фотосинтеза. Световой компенсационный пункт. Эффективность усвоения света светолюбивыми и теневыносливыми растениями. Квантовый выход фотосинтеза.

Световые кривые фотосинтеза- это графическое изображение зависимости интенсивности фотосинтеза от интенсивности света. Имеет гиперболич. форму. Вначале увеличение интенсивности освещения приводит к возрастанию количества ассимилируемого диоксида углерода. При более высоких значениях подъем С. к. фотосинтеза прекращается. Наступает световое насыщение фотосинтеза — плотность потока ФАР, при которой достигается максимальная интенсивность фотосинтеза. СВЕТОВАЯ КРИВАЯ фотосинтеза выходит на плато — состояние, когда при повышении плотности лучистого потока ФАР интенсивность фотосинтеза удерживается на одном максимальном уровне. С. к. характеризует эффективность использования лучистой энергии на фотосинтез. Значение плотности светового потока, при котором наступает светонасыщение фотосинтеза, — величина непостоянная и зависит от экологических условий и видовых свойств растений.

В интактном листе три главных метаболических элемента определяют оптимальные параметры процесса фотосинтеза: активность РУБИСКО, регенерация 1,5-рибулозобисфосфата (РуБФ) и метаболизм триозофосфатов. Первые два элементав значительной степени зависят от внешних условий и в первую очередь от концентрации CO2 и освещенности.

Световой компенсационный пункт (СКП) — наименьшая интенсивность света на световой кривой, при которой активность фотосинтеза и дыхания уравновешиваются по газообмену. В этой точке количество фиксируемого растением CO2 в точности соответствует его количеству, выделяемому растением в результате дыхания и фотодыхания, а потребление O2 в точности соответствует его выделению в результате фотосинтеза.

Лист высших растений поглощает свет в красной и синей областях спектра, а отражает зеленые лучи. Большая часть (60%) попадающего на лист солнечного излучения не может участвовать в фотохимических процессах, поскольку имеет длину волны, которая не поглощается пигментами листа. Из оставшихся 40% фотосинтетически активных лучей солнечного спектра длиной волны 400—700 нм, часто называемых фотосинтетически активной радиацией (ФАР), 8% отражается поверхностью и проходит через лист, 8% рассеивается в виде тепла, 19% тратится (как тепловая энергия) на процессы, непосредственно не связанные с фотосинтезом, и только 5% попадающей на лист солнечной энергии превращается в энергию химических связей углеводов.

Выделяемый в темноте CO2 является показателем интенсивности дыхания в условиях темноты. При низкой освещенности на световой кривой можно выделить точку, когда количества углекислоты, поглощаемой при фотосинтезе и выделяемой в результате дыхания равны. Эта точка называется световым компенсационным пунктом (рис 2.37)

Увеличение освещенности выше светового компенсационного пункта вызывает постепенное возрастание интенсивности фотосинтеза. На этом участке интенсивность фиксации CO2 лимитируется только мощностью светового потока.

При дальнейшем увеличении интенсивности света кривая выходит на плато, что свидетельствует о насыщении процесса связывания углекислоты. В этих условиях процесс фотосинтеза уже лимитируется только содержанием CO2.

СКП Говоря в терминах метаболизма, все органические вещества, полученные в результате фотосинтеза, расходуются на дыхание, так что не происходит наращивания биомассы. Положение точки компенсации на световой кривой зависит от температуры и концентрации углекислого газа в среде. При нормальном парциальном давлении CO2, существует значение интенсивности света, при котором ассимиляция CO2 равна нулю. Таким образом, парциальное давление CO2 в точке компенсации, обозначаемое гамма, является функцией от интенсивности облучения. Компенсация фотосинтеза дыханием у растений обычно происходит ранним утром или поздним вечером, когда интенсивность света невелика. Это объясняется тем, что интенсивность дыхания относительно постоянна, а вот фотосинтез зависит от света и потому его интенсивность серьёзно изменяется со временем

При постоянной концентрации СO2 точка компенсации смещается в область большей освещённости с ростом температуры, так как при повышении температуры дыхание возрастает быстрее фотосинтеза. Поэтому при пониженной освещённости (например, в зимний период, в оранжереях) необходима умеренная положительная температура, а её повышение может снизить темпы роста растений. Улучшение снабжения водой и СO2 сдвигает компенсационную точку в сторону меньшей освещенности, а старение листьев — в сторону большей

Знание световой точки компенсации необходимо при изучении продуктивности растений, поскольку она указывает на границу между запасанием и расходом органики. Ниже неё наступает голодание. Компенсационная точка обычно определяется при концентрации СО2 0,03 % и температуре 20 °С.

Дата добавления: 2017-02-01