Кривая фотосинтеза
Солнечный свет поступает на Землю в виде прямой радиации (почти параллельных лучей) и рассеянной радиации после рассеивания атмосферой и отражения от облаков. Вместе они образуют суммарную солнечную радиацию.
Суммарную фотосинтетическую активную радиацию (электромагнитное излучение в диапазоне длин волн 380 — 780 нм, сокращённо обозначаемое ФАР и называемое в узком смысле слова светом) можно приблизительно рассчитать по формуле:
Q = 0,43 • S + 0,57 • D
где Q – суммарный объём ФАР; S – суммарная прямая радиация; D – суммарная рассеянная радиация.
В первом приближении: суммарная ФАР ≈ 50% солнечной радиации.
Около 75% фотосинтетической активной радиации улавливается листьями растений, примерно 15 % отражается и приблизительно 10% проходит сквозь листья. Это распределение световой энергии не изменяется в различные часы дня. Энергия преобразуется при биохимических процессах или отдается в окружающий воздух.
Наиболее высокий уровень поглощения наблюдается в сине-фиолетовой области, наиболее низкий – в зеленой области спектра.
Уровень поглощения света по спектральным диапазонам в первом приближении оценивается следующим образом:
B (400 – 500 нм) ≈ 90%, G (500 – 600 нм) ≈ 60%, R (600 – 700 нм) ≈ 80%
Интенсивность фотосинтеза сильно зависит от облученности фитоценоза фотосинтетической активной радиации. Эта зависимость выражается логарифмической кривой, получившей название световой кривой фотосинтеза.
Фотосинтетический аппарат растений приспособлен к использованию незначительной облучённости (у большинства растений фотосинтез начинается уже при облученности 5 Вт/м2 или 25 мкмоль/м2). Полное дневное освещение в полдень летнего солнечного дня достигает на поверхности Земли примерно 450 Вт/м2 ФАР или 2000 мкмоль/м2 ФАР (около 100 000 лк и более).
Облучённость, при которой интенсивность фотосинтеза равна интенсивности дыхания, называют световой компенсационной точкой.
Можно выделить три характерных участка кривой фотосинтеза:
- Прямолинейный участок, на котором скорость фотосинтеза растет пропорционально росту облучённости до уровня:
100 — 150 Вт/м2 | 500 — 750 мкмоль/м2•с | 20000 — 30000 лк
- Криволинейный участок, на котором скорость фотосинтеза замедляется, но продолжает увеличиваться,
хотя и не пропорционально росту облучённости до уровня:250 — 300 Вт/м2 | 1250 — 1500 мкмоль/м2•с | 50000 — 60000 лк
- Прямолинейный участок, на котором дальнейшее увеличении облучённости не вызывает изменения скорости фотосинтеза. Последнее состояние называют состоянием светового насыщения.
У растений умеренной зоны световое насыщение наступает при облученности:
100…200 Вт/м2/ 500 — 1000 мкмоль/м2•с / 20000 — 40000 лк
Другие статьи
