Fotosintez fiziologiyasi Reja: Fotosintez protsessi

3. Biologik bosqich. Urug’larning unib chiqish energiyasi ortadi, o’simlikning o’sishi va rivojlanishi kuchayadi, o’simlikning hosildorligi o’zgaradi.

Navbatdagi vazifa fotoimpulslarning o’simlikka ta’siri nazariyasini termodinamika va kvant mexanikasi asosida yaratishdir.

Erga tushadigan quyosh nurlanishi oqimi tarkibida ko’rinadigan nurlardan tashqari ko’rinmaydigan nurlar– infraqizil va ultrabinafsha nurlar borligini bilamiz. To’lqin uzunliklari 0,7mk dan 500 mk gacha bo’lgan nurlarni infraqizil nurlar deb yuritiladi.

Quyosh radiatsiyasining tarkibining qariyib 50 % ini infraqizil nurlar (to’lqin uzunligi ʎq0,76 mk dan 2 mk gacha) tashkil qiladi. Infraqizil nurlarni temperaturasi uncha yuqori bo’lmagan jismlar chiqaradi. Nurlanayotgan jismning temperaturasi qanchalik past bo’lsa, uning nurlanishi tarkibida uzun to’lqin uzunlikdagi nurlar shunchalik ko’p bo’ladi. Masalan, jismning temperaturasi 700⁰S bo’lganida uning nurlanishi tarkibida 2,9 mk to’lqin uzunlikdagi nurlar ko’proq bo’ladi.

Qizigan jismlarning infraqizil nurlar chiqarishini quyidagi tajribadan bila olamiz. Po’lat simga 2 kg li qadoq toshni osib, uni yonayotgan gaz alangasida qizdiraylik. Undan bir oz narida ikkinchi reflektorni qo’yib, uning fokusiga paxta qo’ysak bir ozdan keyin uning yona boshlaganini kuzatamiz.

Kishi organizmi, tuproq, issiq suv va turli xil jismlar doim infraqizil nurlar chiqarib turadi. Infraqizil nurlarning asosiy xossasi issiqlik effekti berishligidadir, ya’ni infraqizil nurlar jism yuziga tushgach, uning ma’lum qismi yutilib bu jismning temperaturasini oshiradi.

Infraqizil nurlar bo’yalgan buyum va qurilmalarni quritishda, fotografiya va boshqa turli sohalar muvoffaqiyatli qo’llanilmaqda.

Suv ko’rinadigan nurlarni yaxshi o’tkazib, to’lqin uzunligi ʎq1,1 mk dan katta infraqizil nurlarni yutadi. Suv ʎq1,1 mk dan kichik infraqizil nurlarni yutmaydi. Agar ko’rinadigan nurlarni yutib, infraqizil nurlarni o’tkazish lozim bo’lsa, qora bo’yoqlardan yoki yodning uglerod sulfiddagi eritmasidan foydalaniladi.

O’simlik barglari ham infraqizil nurlarni yaxshi qaytaradi. Shunisi qiziqki, normal sharoitda infraqizil nurlar ko’proq tushadigan o’simliklar, infraqizil nurlarni yaxshi qaytaradi. Suv o’tlari (suvning ichida o’sadigan) bunday qobiliyatga ega emas. Infraqizil radiatsiya ko’proq tushadigan baland tog’larda o’suvchi o’simliklar, xuddi shu turdagi, ammo past tekislikda o’sadigan o’simliklarga qaraganda infraqizil nurlarni ikki marta yaxshi qaytaradi.

Ko’ramizki, o’simliklar o’zlarining evolyutsiya davrida spektrning ayrim qismlaridan foydalanish va boshqa qismlaridan «himoyalanishga» moslashganlar.

Endi infraqizil nurlarning o’simlikka ta’sirini o’rganaylik. Biologiyada, o’simliklar fiziologiyasida infraqizil nurlarni ikki qismga: to’lqin uzunligi ʎq1,1 mk ga teng undan qisqa nurlar va ʎq1,1 mk dan uzun nurlarga ajratib o’rganiladi. Oldingi mavzuda infraqizil nurlarning o’simlikka ta’siri to’g’risida dastlabki fikrlar aytilgan edi. Asrimizning 30–yillarida A. N. Danilov infraqizil radiatsiyaning fotosintezdagi roliga ko’p e’tibor bergan. U o’z tekshirishlari asosida qisqa infraqizil radiatsiya fotosintez mexanizmiga yaqin turgan protsesslarda ma’lum darajada rol o’ynaydi, degan xulosaga kelgan.

Shuningdek, boshqa olimlar (A. A. Shaxov, B. S. Moshkov va boshqalar) ham infraqizil radiatsiyaning o’simlikka ta’sirini mufassal o’rganish zarurligini aytmoqdalar. Infiraqizil radiatsiyaning o’simliklarga ta’sirini bilish, sun’iy ravishda yoritilib, o’simliklarni o’stirish praktikasida katta ahamiyatga ega ekanligini payqash qiyin emas.

Ko’proq soya joyda o’sgan o’simliklarning (g’o’za, kartoshka va boshqalar) g’ovlab ketishi hammaga ma’lum. shuningdek elektr lampalari yorug’ida o’sayotgan o’simlikning g’ovlab ketishi ko’rinadigan va infraqizil nurlarning etishmasligidan kelib chiqadi. Bu fikrimizni asoslash uchun Leningrad shahridagi agrofizika institutida professor B. S. Moshkov rahbarligida o’tkazilgan quyidagi tajribani ko’raylik. Ikkita bir xil balandlikka ega bulgan pomidor kuchati berilgan.

Havoning temperaturasi, oziqlanish sharoiti va parvarish qilish ikkala holda ham bir xil bo’lgan. Lekin ikkala ko’chat ikki xil lampa yorug’ida o’stirilgan.

Suratga olish paytida birinchi o’simlikning bo’yi 45 sm ga etgan va 8 ta bargi bo’lgan. Ikkinchi o’simlik esa xuddi o’shancha barg soniga ega bo’lsa-da, bo’yi 11 sm bo’lgan. Birinchi o’simlik quvvati 150 VTG’m² nur oqimida o’stirilgan. Ma’lumki cho’g’lanma lampalar nurlanish energiyasining 90 protsentdan ko’prog’i infraqizil nurlanishga to’g’ri kelganidan, birinchi o’simlik infraqizil nurlar ta’sirida g’ovlab ketganday tuyuladi.

Ikkinchi o’simlik esa quvvati 600 VtG’m² bo’lgan elektr lampasi yorug’ligida o’stirilgan. Ikkinchi o’simlikka ta’sir qiladigan infraqizil nurlarning quvvati birinchi o’simlikdagiga qaraganda 4 marta ko’p bo’lsa-da uning bo’yi normal ravishda o’sganligini ko’ramiz. Agar o’simlikning g’ovlab ketishiga infraqizil nurlar sabab bo’lganda edi, u vaqtda ikkinchi o’simlik bo’yi, birinchisiga qaraganda ham baland bo’lishi lozim edi. Vaholanki, ikkinchi o’simlikning bo’yi normal o’sgan.

Tajribalar ko’rsatadiki, infraqizil radiatsiya havoning harorati 25-30⁰S bo’lgandagina o’simlikning qizishiga olib keladi. Shuning uchun bunday hollarda sun’iy yorug’lik manbaida o’simlikni o’stirishda o’simlikning qizib ketmaslik choralarini ko’rish kerak. Hozirgacha infraqizil nurlarning o’simlikka ta’sirini to’la ravishda o’rganilgan deb ayta olmaymiz. Shu sababli, 0,76-1mk orasidagi infraqizil nurlar o’simlikning o’sishiga ijobiy ta’sir qiladi, degan umumiy mulohazani keltirish bilan cheklanamiz xolos.

To’lqin uzunligi 0,4 mk dan 0,18 mk gacha bo’lgan nurlar oqimini ultrabinafsha nurlar deb yuritiladi. Quyosh nurlanishining umumiy oqimida ultrabinafsha radiatsiyaning miqdori ko’p emas va 1-5 % ni tashkil qiladi. Er yuziga etib keladigan quyosh radiatsiyasi tarkibida 0,29 mk dan qisqa ultrabinafsha nurlar bo’lmaydi. Chunki, atmosferaning yuqori qatlamlarida joylashgan ozon qatlami 0,29 mk dan qisqa ultrabinafsha nurlarni yutib qoladi. Ultrabinafsha nurlarni harorati yuqori bo’lgan jismlar chiqaradi va tirik organizmga har tomonlama ta’sir qiladi. Masalan, ultrabinafsha nurlanishning o’rta me’yordagi dozasi odam organizmining infektsion (yuqumli) kasalliklarga qarshilik ko’rsatish qobiliyatini kuchaytiradi. Shuningdek, odam organizmidagi modda almashinishini yaxshilaydi.

Endi ultrabinafsha nurlarning o’simlikka ta’sirini bayon qilaylik. Turli to’lqin uzunlikdagi ultrabinafsha nurlarning o’simlik organizmiga ta’siri ham har xil. Shu sababli fizioterapiya va fotobiologiya bo’yicha II Xalqaro kongress ultrabinafsha nurlanish spektrini uch qismga ajratib tekshirishni tavsiya qilgan:

1. 
   A qism: to’lqin uzunligi 0,4 mk dan 0,32 mk gacha.
   

1. 
   V qism: --, -- 0,320 mk dan 0,275 mk gacha.
   

2. 
   S qism: --, -- 0,275 mk dan 0,180 mk gacha.
   

To’lqin uzunligi 0,25 mk dan kichik bo’lgan ultrabinafsha nurlar o’simlikka zararli ta’sir ko’rsatadi (bunday nurlar ta’sirida o’simlik hujayralari halok bo’ladi).

Uzun to’lqin uzunlikdagi ultrabinafsha nurlar ko’proq foyda keltiradi. O’simlik uzun to’lqin uzunlikli ultrabi-nafsha nurlanishning o’rtacha me’yordagi dozasini olganida hujayralarning o’sishi va ko’payishi yaxshilanadi, o’simlikdagi vitamin va antibiotiklar miqdori oshadi hamda o’simlik hujayralarining turli xil kasalliklarga berilavermaslik qobiliyatini oshiradi. Shuningdek, ultrabinafsha nurlar ta’sirida o’simlikning sovuqqa chidamliligi ortadi. Bunday deyishimizga tog’da o’sadigan o’simliklarning xuddi shu turdagi, ammo past tekisliklarda o’sadigan o’simlikka qaraganda sovuqqa ancha chidamliligi asos bo’ladi.