ПОЗНАВАТЕЛЬНЫЕ ЗАДАЧИ ПО ТЕМЕ: «ФОТОСИНТЕЗ»
1. Известно, что 50 м2 зеленого леса поглощает за 1 ч углекислого газа столько же, сколько его выделяет при дыхании за 1 ч один человек, т.е. 40 г. Сколько углекислого газа поглощает 1 га зеленого леса за 1 ч? Сколько человек смогут выдыхать этот углекислый газ за тот же час?
2. Корневая масса небольшого дерева 5 кг. Один кг корневой массы потребляет в сутки 1 г кислорода. Какую массу кислорода потребляют корни дерева за месяц и год?
3. Какое растение осаждает больше пыли на поверхности листьев: вяз или тополь? Почему?
4. Существует ли взаимосвязь между сбором листовых овощей ( укроп, шпинат, салат, и т.д.) и временем суток? Почему?
5. Хозяйка на дачном участке оборвала зеленые листья капусты на корм кроликам. Правильно ли она поступила Почему?
6. В сутки человек потребляет 430 г кислорода. Один гектар леса вырабатывает за час столько кислорода, сколько нужно для дыхания двухсот человек. Какую массу кислорода выделяет гектар леса за один час?
7. В процессе фотосинтеза огурцы, выращиваемые в теплицах, поглощают 1 кг углекислого газа при образовании 7 кг плодов. Сколько кг углекислого гала потребуется, чтобы получить 300 кг огурцов? Как можно увеличить содержание углекислого газа в воздухе теплиц?
8. К.А. Тимирязев писал: «В сущности, что бы ни производил сельский хозяин, — он прежде всего производит хлорофилл и уже посредством хлорофилла получает зерно, волокно, древесину и т.д.». какие агротехнические приемы способствуют накоплению хлорофилла и усилению процессов фотосинтеза в мякоти листа?
Тема в разделе «Биология», создана пользователем Komarova, 2 апр 2018.
- Komarova Мелюзга Регистрация: 18 апр 2013 Сообщения: 0 Симпатии: 0В процессе фотосинтеза огурцы, выращиваемые в теплицах, поглощают 1 кгуглекислого газа при образовании 7 кг плодов. Сколько кг углекислого газапотребуется чтобы получить 300 кг огурцов? Как можно увеличить содержание углекислого газа в воздухе теплиц?
Komarova, 2 апр 2018 #1
- Lolitacity Мелюзга Регистрация: 26 фев 2013 Сообщения: 0 Симпатии: 0Можно увеличить пространство
Lolitacity, 2 апр 2018 #2
(Вы должны войти или зарегистрироваться, чтобы ответить.) Показать игнорируемое содержимое Ваше имя или e-mail: У Вас уже есть учётная запись?
- Нет, зарегистрироваться сейчас.
- Да, мой пароль:
- Забыли пароль?
Запомнить меня
Начало аграрного сезона – отличный повод поговорить о насущных проблемах нового тепличного сезона, о жизни нашей и растительной.
Современные реалии аграрного производства с наступившим мировым кризисом заставляют пересмотреть отношения мелкого формера к тепличному производству. На сегодняшний день тепличное хозяйство становится слишком дорогим удовольствием, чтобы позволить работать без хорошей теоретической подготовки. Уровень технологического мышления наглядно демонстрируют многочисленные дни поля, в части вопросов и ответов. Иногда задают такие вопросы, что создается впечатление – все растущее на полях мы получает скорее вопреки, чем благодаря стараниям.
Все (или почти все) ищут некие универсальные формулы, суперсекреты, методики на все случаи жизни – некий философский камень агрономии. Алхимики вон тоже пару столетий искали это универсальное средство обогащения и что? А идея та же: при минимуме усилий мозгов получить мах набитый карман, нередко затрачивая при этом громадные физические усилия, а отдача может стремиться к 0 – в итоге страдают руки, ноги, жена и дети. Когда появляются проблемы, приходится решать 2 хрестоматийных вопроса «Что делать и кто виноват?» Если на второй всегда имеется полная обойма ответов – от плохих семян и погоды до правительства и курса гривны, то первый часто остается без ответа.Практика свидетельствует, что «западные» огурцы, как и их выращиватели, живут лучше своих украинских соплеменников. И иностранцы знают главный секрет успеха – чтобы заставить растение работать по максимуму, надо знать досконально потребности, характер и вкусы их растительной жизни и строить согласно этому всю агротехнику. От главного до второстепенного.
У нас заглядывают в графики и таблички умных букварей – пытаясь судорожно найти ответы на каждодневно меняющиеся вопросы.
У них смотрят на растение, на солнце и добрый десяток приборов – УПРАВЛЯЮТ жизнью в теплице.Наиболее азартные пытаются освоить физиологию растений за один присест. Итог: после встречи с аденозинтрифосфатами, циклическим фотофосфорилированием и циклами Кальвина-Бенсона читается на лице однозначно, и сразу переходят к более понятным и практически реализуемым разделам «режимы подкормки, полива, защиты и т.д.».
Поэтому, кто не собирается капитулировать перед профи из современных тепличных комбинатов с хозяевами-олигархами – милости просим посетить непростой мир растительной жизни, на страницах несколько фрагментов из книги «Физиология – доступно о сложном». Попытаемся разобраться в тонкостях растительной, а конкретно, огуречной жизни.
Главное, что отличает растения от всех остальных организмов, – это фотосинтез. Поэтому и начнем с него.
ЧТО ТАКОЕ ФОТОСИНТЕЗЧтобы не утомлять читателей сложными терминами и объяснением что и как работает, изложим необходимый минимум, по принципу – если Шумахер досконально изучит теорию автомобильных двигателей – лучше от этого ездить он не станет.
Итак, посмотрим на тепличное растение как на машину. Если сердце автомобиля это мотор, то зеленые листья и происходящий в них фотосинтез – это силовая установка, зеленый двигатель растений. Фотосинтез – наиболее важный процесс жизни растений. Он дает 95% массы растений и 100% энергии, используемой в развитии растений. Поэтому от умения управлять этим процессом зависит, собственно, урожай.
Процесс фотосинтеза сложный, многоступенчатый и состоит из большого числа последовательных реакций, ведь не зря в 1961 году работы по его исследования были удостоены Нобелевской премии.
Если говорить без формул и маловыговариваемых терминов, то суть процесса состоит в следующем:
в зеленых листьях при помощи световой энергии вода и углекислый газ химически превращаются в сахара-углеводы – это как процесс зарабатывания денег.
углеводы, как энергетическая валюта, поставляются из листа во все точки растения, и в результате дыхания (процесс, обратный фотосинтезу) они распадаются, и выделяющаяся энергия используется для всех потребностей растения, это уже как трата денег. Дыхание – процесс круглосуточный и регулируется в основном температурой.
И по большому счету, основа жизни растений абсолютно похожа на нашу – заработанных денег должно быть больше, чем потраченных.
Условия для фотосинтезаСолнце, воздух и вода – наши лучшие друзья, все помнят еще с садика. Впрочем, это справедливо и для растений, в частности огурцам полезно ласковое солнце, влажный воздух и теплая вода.
Первое и главное условие протекания фотосинтеза – наличие источника энергии, которым является солнечная или световая энергия. Растение вбирает 85-90% попадающей на него световой энергии, но только 1-5% из них идет на фотосинтез. Остальное идет на нагревание листа и испарение воды (транспирацию). Для оптимального протекания фотосинтеза необходимо, чтобы лист получал достаточно световой энергии. Второе необходимое условие – обеспечение водой. Количество воды, расходуемое на фотосинтез, как и в случае энергии, составляет малую часть от общего количества, поглощаемого и испаряемое растением. Нехватка воды снижает скорость фотосинтеза – устьица (поры листа) закрываются, и прекращается поступление углекислого газа, который является третьим необходимым фактором фотосинтеза. В сухом веществе растений содержится 45% углерода, 1,5% азота и 5% и других минеральных элементов. Поэтому углекислый газ вдвойне ценен – кроме растительного топлива, это еще и основной строительный материал растения. На викторинах часто задают вопрос: «Какой самый главный элемент питания в растении?» Все кричат: «Азот!» А нет – СО2.
Температура – это уже второстепенный фактор и выступает как регулятор скорости самого процесса фотосинтеза. Оптимальная температура для фотосинтеза огурца лежит в диапазоне 25-30°С, хотя эти температуры не оптимальны для роста всего растения (при повышении температуры дыхание увеличивается больше, чем фотосинтез).
Так же важен как управляющий фактор и фотопериод – чередование дня и ночи. В светлый период идет в основном превращение световой энергии в химические энергетические соединения. А в темноте – из воды и углекислого газа образуются сахара и транспортируются по растению.
Все это рассмотрим поподробнее, чтобы сделать выводы, соединяющие теорию с практикой. Прямо по списку и пойдем:
Влияние освещенностиК.А. Тимирязев писал: «Предел плодородия данной площади определяется не количеством удобрений, которое мы могли бы ей доставить, не количеством влаги, которой мы ее оросим, а световой энергией, которую посылает на данную поверхность Солнце».
Световая энергия (Солнце) через интенсивность (количество) и спектральный состав (качество) как бы руководит всей жизнью растения, указывая, как и что делать, т.е. кроме обеспечения энергией для фотосинтеза дает сигналы для управления развитием растений (фотоморфогенез) Сведения о спектральном составе солнечного света нам трудно использовать практически, мы на них повлиять не можем, эту информацию пропустим и вернемся к рассмотрению состава света в разделе выращивании рассады и применении искусственного освещения.
Для тепличников главное в освещении – количество, которое и определяет потребность растений в остальных условиях – температуре, влажности, питании, воздушной среде.
При достаточном количестве света фотосинтез в растении во много раз проходит интенсивнее, чем дыхание, поэтому в них накапливаются синтезированные вещества. По мере уменьшения освещенности процесс фотосинтеза ослабевает, и может наступить момент равенства производства продуктов и их потребления. При дальнейшем уменьшении освещенности процесс потребления дыханием преобладает над производством фотосинтеза, и начинают расходоваться ранее накопленные вещества. Как следствие – прекращается рост, опадает завязь, желтеют и опадают листья, и растение погибает (яркий пример – выращивание рассады в квартире на подоконнике под батареей без досветки).
Интенсивность
У огурца фотосинтез превышает дыхание, начиная с освещения примерно 2000 лк. Нормальный вегетативный рост при 6000 лк, развитие и плодоношение при интенсивности в 10000 лк. Принято считать, что увеличение освещенности на 1% внутри теплицы повышает урожай также на 1% – продуктивность огурца в сильной степени зависит от интенсивности освещения, т.к. они от природы не обладают большой мощностью фотосинтеза. Эта закономерность сохраняется в пределах 20000–40000 лк. При дальнейшем увеличении освещения возрастание фотосинтеза уменьшается, пока не достигнет точки насыщения. Очень высокая освещенность в 60000-80000 лк угнетает растения, вызывая сильные перегревы растений и ожоги.
Воздействие света на растение проявляется как прямо (энергия для фотосинтеза), так и косвенно – нагрев растительных тканей, воздуха и почвы. В летние месяцы благо превращается во вред в соответствии с пословицей – «Що занадто, то не здраво». Приходится бороться – затенять посадки побелкой мелом или световой шторой, начинают вентилировать. Но об этом подробно в разделе «Вентиляция».
У более старых растений происходит самозатенение листьев, а при малом освещении заложение цветков и рост плодов нарушается из-за уменьшения доступности продуктов фотосинтеза – снижение уровня света приводит к формированию более тонких и крупных листьев. Интенсивность фотосинтеза листьев огурца снижается с его возрастом – как только появляются внешние признаки старения.
Температура и фотосинтезКоличество света определяет и температурный режим в теплицах, которым управляют так, чтобы увеличивать продуктивность фотосинтеза. При высокой интенсивности света дневную температуру повышают, при ее уменьшении – снижают.
При перемене солнечной погоды на пасмурную вырабатывается меньше продуктов фотосинтеза, и возникает задержка роста плодов и побегов из-за повышенного потребления на дыхание корней в нагретой почве.
Например, зимой в условиях небольших уровней света урожай был наибольшим при 21°С и не увеличивался по мере повышения температуры.
Плодоношение ясно показывает, какой запас продуктов фотосинтеза наработало растение за световой день. Ночью продукты фотосинтеза передвигаются к точкам роста – плодам, побегам и в корни. Ночная температура задает скорость этого движения, а также и интенсивность дыхания, которое дает энергию на этот процесс. Так вот, если за день было накоплено немного продуктов фотосинтеза, то они за короткое время распределятся и до утра будут бесполезно тратиться на дыхание (это как холостой ход двигателя на высоких оборотах). В итоге и рост плодов, и развитие корней уменьшится, а то и вовсе прекратится. Вывод – ночная температура должна учитывать уровень освещения, а с ним и накопление продуктов фотосинтеза за предыдущий день. Нужно учитывать и то, что после периода стабильной солнечной погоды накопленные продукты фотосинтеза расходуются в течение 2-3-х суток.
В растениях огурца очень сильная конкуренция за продукты фотосинтеза между плодами и корнями. По мере роста плодов рост листьев снижается, а корни начинают отмирать. После снятия плодов идет быстрое нарастание корневой системы. Вот такие цикличные волны развития (и отдача урожая) стараются регулировать ночными температурами. При низких температурах 15-17°С продукты фотосинтеза медленно транспортируются и более равномерно распределяются между завязями. При высокой температуре 18-20°С скорость роста увеличивается, но возрастает и конкуренция, и часть завязей отмирает, могут появляться деформированные, особенно если разница между дневными и ночными температурами превышает 6°С.
Вывод – при плодоношении волнами необходимо снизить ночную температуру до 15-16°С, что позволяет восстановить корневую систему.
Такие процессы характерны для ранней весны, а когда приход световой энергии существенно увеличивается, а с ней и фотосинтез, то процессы конкуренции становятся уже не такими явными. Особое внимание необходимо на начало плодоношения – многие думают: удалять первую завязь или нет? Исходя из выше сказанного, нужно выбирать – или получить один огурец, но очень ранний, и который вероятнее всего затормозит развитие растения на неделю, а то и больше, или удалить первые завязи и направить весь фотосинтез на развитие листьев и корней, которые в итоге дадут более высокий ранний урожай равномерного плодоношения.
Молодые растения для роста листьев требуют более высокого температурного режима, а при начале плодоношения температуру снижают. Уровень ночных температур определяет и характер формирования листового аппарата. При температуре 16°С и ниже формируется много боковых побегов и закладка пучковой завязи в узлах на главном стебле.
Для разных сортов существуют свои оптимальные температурные режимы, они описаны во всех учебниках, для нас важнее за цифрами увидеть процессы, которые они отображают.
Фотопериод
Реакция растений на долготу дня связана с их географическим происхождением. Огурцы – выходцы из тропиков, поэтому по длительности освещения огурец является нейтрально короткодневным растением – ускоряет развитие при продолжительности дня 12-14 часов (март-апрель, август-сентябрь). В принципе, современные сорта хорошо плодоносят и в условиях длинного дня. Если в летние месяцы искусственно уменьшать продолжительность светового периода до 10-12 ч в сутки, при переизбытке солнечной радиации, то они отреагируют ускорением образования завязи. Особенно благоприятен короткий день при выращивании рассады, но естественно при высокой интенсивности освещения
Способы регулировки
светового режима
Проще всего содержать теплицу чистой, покрыть почвогрунт отражающим материалом (светлые опилки, солома, белая пленка), своевременно удалять пыль, грязь и водоросли, чтобы увеличить пропускание света, дорожки тоже должны быть светлыми. В теплицах трубы и каркас красят в белый цвет.
Вся агротехническая работа по уходу должна быть направлена на то, чтобы растения максимально использовали свет, снизить насколько возможно препятствия для проникновения верхнего света к растениям, расположив растения на оптимальном расстоянии друг от друга от 2,0 до 3,5 раст./м2. В изреженных посадках часть света пропадает зря, а в загущенных растения затеняют друг друга, схема посадки определяется в каждом конкретном случае. В ряде случаев снижают плотность посадки растений, чтобы увеличить их индивидуальную освещенность. Хотя при этом уменьшается число растений на единице площади, продуктивность каждого из них повышается. У дорожек растения можно сажать плотнее, так как здесь они лучше освещены.
Если улучшить условия водоснабжения и питания, то размеры листовой пластинки увеличатся, а между площадью листьев и величиной урожая обычно существует прямая зависимость. При определенном размере листьев растения поглощают практически весь свет, то в результате затенения интенсивность фотосинтеза уменьшиться – урожайность в нижних ярусах падает. Тогда необходима осветляющая санитарная прочистка листьев.
Конденсат на пленке также уменьшает на 25% световой поток и может существенно снизить ранний урожай.
Вывод – выбор оптимальных условий корневого питания, температурных режимов, подкормки углекислотой не имеют смысла, когда огуречная теплица похожа на дремучий лес. Рост и развитие, а в итоге урожай, будут лимитироваться фотосинтезом.
Виталий Лобас, фермер — агроном, Украина, г. Черкассы
Настоящий Хозяин, г. Киев
