Показатели, характеризующие фотосинтез: интенсивность фотосинтеза, продуктивность фотосинтеза, КПД ФАР

Общая характеристика фотосинтеза как процесса первичного образования органического вещества. Значение фотосинтеза в формировании урожая

Фотосинтез – процесс трансформации поглощенной организмами энергии света в химическую энергию органических соединений. Энергию химических связей используют все организмы, населяющие Землю.

Фотосинтез осуществляется высшими растениями, водорослями и некоторыми бактериями. Он играет большую роль в энергетике биосферы (делает энергию и углерод доступным для живых организмов), обеспечивает постоянство концентрации кислорода в атмосфере, что необходимо для всех аэробных форм жизни.

В процессе фотосинтеза накапливается большое количество органического вещества. Так приблизительно 95% сухого вещества растений составляет органика и только 5% - минеральные вещества. Каждый год на Земле образуется более 172 млрд.т. биомассы. Главный фактор, обеспечивающий урожай с/х культур это фотосинтез. Теоретически можно намного повысить урожайность культур путем обеспечения необходимых условий для прохождения фотосинтеза (например, сделать, так чтобы растения использовало более 1% солнечной энергии).

Урожайность зависит не только от фотосинтеза, но и от процесса дыхания. С этой точки зрения урожайность рассматривается как разность между произведенным количеством органического вещества и потребленными при дыхании. Сюда могут вмешиваться и продолжительность дня и изменение температуры, период онтогенеза и сортовые особенности растения и т.д.

Показатели, характеризующие фотосинтез: интенсивность фотосинтеза, продуктивность фотосинтеза, КПД ФАР

Процесс фотосинтеза можно выразить следующим уравнением:

6СО₂+6Н₂О==> С₆Н₁₂О₆+6О₂

Из него следует, что интенсивность этого процесса можно выразить в количестве СО₂.которое поглощается определенной площадью фотосинтезирующей поверхности за определенное врем: ИФ=

Этот показатель определяет скорость усвоения СО₂ и чтобы охарактеризовать весь процесс фотосинтеза его не хватает. Для характеристики результативности фотосинтеза используют показатель продуктивности. Он показывает суточный прирост массы органического вещества в расчете на 1 кв.м листьев. Значит ПФ конкретного агрофитоценоза необходимо при сравнении сортов, эффективности различных приемов агротехники и т.д. Для с.х. растений очень важно знать не только общий прирост биомассы всего растения, а но и суточный прирост органического вещества урожайных органов. Поэтому определяют чистую продуктивность и хозяйственную продуктивность фотосинтеза.

В формулах обычно используют показатели сухого вещества т.к. оно на 95 % состоит из органических (минеральными в этом случае пренебрегают). ЧПФ – более условный показатель т.к. полевых условиях практически невозможно учитывать прирост органического вещества корней, поэтому ЧПФ определяют только в отношении надземной части растения.

Из всего солнечного излучения наибольшую роль для фотосинтеза играет видимая его часть с длиной волны 308-710 нм – эта часть излучения называется ФАР – она составляет 60 % всего света. В связи с этим, косвенным показателем, характеризующим фотосинтез может быть КПД ФАР, показывающий какая часть поступившей энергии за вегетацию накопилась в урожае:

КПД _ФАР (%)=В*100/А

А- энергия, поступившая за вегетационный период;

В – энергия, накопившаяся в урожае4

Теоретически КПД ФАР может достигать 4-6%, но в среднем этот показатель равен 0,5-1%.