Физиология растений - Лебедев С.И.
ISBN 5-10-000574-2
Скачать (прямая ссылка):
В настоящее время получили широкое распространенно лампы дневного света — люминесцентные. Излучаемый ими свет по спектральному составу приближается к рассеянному дневному. Эти лампы экономически выгоднее. В них в свет превращается 30—40% электрической энергии, а в лампах накаливании — лишь 10%. По данным Б. С. Мошкова, расход электроэнергии на 1 г продукции овощей (салаг) при использовании ламп накаливания составляет 0,6 кВт >4, а люминесцентных — лишь 0,3 кВт-ч.
Светокультура может быть широко использована в селекции и для выявления потенциальной продуктивности сельскохозяйственных растений. Как показали исследования В. С. Мошкова,
18 светоустановках можно значительно повысить продуктивность растений и сократить время выведения новых сортов. Так, одно семя пшеницы (яровая форма) в условиях светокультуры дает 4000—5000 зерен вместо 20—25 в естественных полевых условиях. На 1 м2 при искусственном освещении хорошо растут 20— 25 растений. Трн урожая в год, которые можио получать в этих условиях, дают в общем итоге 300 тыс. зерен, или 15 кг, или в пересчете на 1 га 150 т. Одно семя озимой пшеницы в светоус-тановке дает 2000 зерен. В условиях светокультуры на площади
10 м2 в течение года можно получить 8—10 млн зерен, которых хватит, чтобы засеять 20 га. При выращивании злаков в условиях светокультуры вегетационный период сокращается в 2 раза у озимых и в 1,5 раза у яровых,
Б. С. Мошков разработал для светокультуры специальные светоустановки — этажерки, простые по конструкции, недорогие и надежные в эксплуатации. Их можно смонтировать в любом помещении, где есть вода и электричество,
Таким образом, на основе современных достижений науки и техники светокультура приобретает широкие возможности и перспективы.
ФОТОСИНТЕЗ И УРОЖАЙНОСТЬ
В процессе фотосинтеза в растении образуются и накапливаются органические вещества. Количество их зависит от интенсивности фотосинтеза и дыхания растений, от соотношения между этими процессами, от положения так называемой компенсационной точки. Это такое состояние, когда в растении фотосинтез и дыхание полностью уравновешиваются, оно означает, что сколько.вещества создано, столько и израсходовано в процессе дыхания, т. е. нет ни увеличения, ни уменьшения массы, окружающая атмосфера не обогащается ни кислородом, ип углекислым газом. Прп таких условиях органические вещества не накапливаются.
Накопление органического вещества растением за определенный период времени или за всю его жизнь следует рассматривать как разницу между количеством созданного на свету органического вещества и израсходованного на дыхание. Кроме того, во время вегетации в растении могут происходить превращения продуктов фотосинтеза с изменением их массы. Например, масса откладываемой в запас клетчатки на 10% меньше, чем масса глюкозы, из которой она образуется. К этому следует добавить, что отмираиие корневых волосков и мелких корешков, сбрасывание части цветков — потери, происходящие в период вегетации. Поэтому общая продуктивность растения будет определяться не только образованием органических веществ в процессе фотосинтеза, но и величиной всех указанных потерь.
Доказано, что энергия, используемая для образования продуктов фотосинтеза при благоприятных условиях (высокой концентрации С02 в окружающем воздухе, хорошем водоснабжении и т. д.), составляет всего 2—5%. Обычно при высокой интенсивности радиации количество энергии, затраченной па фотосинтез, равно 1%, или 16 кДж/м2 в 1 ч.
На основании ряда исследований, в частности работ английских ученых Броуиа, Эскомба и Вильсона, можно утверждать, что при нагревании листа растение может отдавать в виде теплоизлучения 84 кДж/м2 в 1 ч на каждый градус температурного градиента между листом растения и окружающим воздухом. Остальная энергия в количестве 1500 кДж/м2 в 1 ч (99% энергии, или 1584 кДж без энергии теплоизлучения), превращаясь в тепло, способствует нагреванию и испарению воды из листьев — транспирации, требующей большого расхода энергии, На испарение 1 г воды при 20 °С затрачивается 2,45 кДж (скрытая теплота испарения воды). Растение, поглощая 1500 кДж/м2 в 1 ч, может испарить 612 г воды, что соответствует траиспирационио-му коэффициенту рада растений.
Подсчеты коэффициента использования солнечной энергии показали, что максимальный прирост сухого вещества на одно растение кукурузы в период выбрасывания метелки за сутки составляет 20 г. Принимая это сухое вещество за крахмал, что почти соответствует действительности, н зная, что теплота сгорания 1 г крахмала составляет 16,6 кДж, можно рассчитать суточный прирост энергии на одно растение кукурузы, который будет составлять 351 кДж. На 1 га при площади питания 70Х Х70 см размещается 30—40 тыс. растений кукурузы. Таким образом, за сутки накопится Ю534-103—14 045• 10а кДж энергии. За 6 ч на поверхность 1 га посевов кукурузы в летний период поступает 209 млн кДж, из них растениями кукурузы используется лишь 5—6% энергии солнечной радиации. Расчеты показали, что на создание урожая яровая пшеница использует 3,26%, картофель — 3,02, сахарная свекла — 2,12% лучистой энергии.
