Фотосинтез и первичная биологическая продуктивность. Фотосинтез и урожай.

Биологическая продуктивность, образование биомассы организмами, выражаемое потоками органического вещества и его потенциальной химической энергии на единицу площади за единицу времени. Различают первичную и вторичную биологическую продуктивность. Первичная биологическая продуктивность характеризуется образованием биомассы (первичной продукции) в процессе фотосинтеза зелёными растениями (автотрофами), которые образуют первый трофический уровень экосистемы и служат началом всех цепей питания. К первичным продуцентам относят и некоторые хемосинтезирующие бактерии. В процессе утилизации вещества и энергии первичной продукции образуется биомасса всех гетеротрофных организмов (бактерий, грибов и животных), называемых консументами. Продукция консументов характеризует вторичную биологическая продуктивность. Первичная биологическая продуктивность зависит от интенсивности фотосинтеза растениями и продолжительности его периода, фотосинтезирующей поверхности фитоценозов и древостоев, выражаемой индексом листовой поверхности и характером расположения листвы в толще полога, а также от кол-ва поступающей фотосинтетической радиации, условий увлажнения и минерального питания.

Детально вопрос о связи между урожаем и фотосинтезом разработал А.А Ничипорович (1955 г.). В соответствии с его «теорией фотосинтетической продуктивности растений» биологический урожай (Убиол) складывается из суммы суточных приростов сухого вещества на протяжении вегетационного периода: Убиол = С1 + С2 + С3 … Сn, где Сi – прирост сухой массы, кг/га, n – количество суток. Прирост сухой массы (С) определяют по формуле: С= F*Кэф*S/1000 где F – интенсивность фотосинтеза, мг СО2/м2 · ч. S – площадь листьев.

Кэф – включает несколько показателей. Во-первых, коэффициент дает возможность перейти от количества поглощенного СО2 к величине запасенного сухого вещества и составляет 0,64 (1 г усвоенного СО2 соответствует 0,64 г углеводов). Во-вторых, не все образовавшиеся органические вещества запасаются; частично они теряются при опадании листьев и др. органов, на дыхание и вымываются или выделяются корневыми системами. Эти потери могут достигать 25–30 %. Кроме того, 5–10 % веществ от общей массы растения поступает через корни. Если все это учесть, то Кэф составит 0,5. Таким образом, общее запасание сухой массы растения зависит от интенсивности фотосинтеза, коэффициента эффективности, размеров листовой поверхности и суммы дней вегетационного периода. Биологический урожай в умеренной зоне достигает 20–40 т/га, а в тропическом лесу – 100 т/га.

Дата добавления: 2017-02-01