Фотосинтез

ЧИСТАЯ ПРОДУКТИВНОСТЬ ФОТОСИНТЕЗА

Чистой продуктивностью фотосинтеза (ЧПФ) называется накопление биомассы единицей площади листа за единицу времени. Она, как правило, измеряется в граммах сухой массы на 1 м² за сутки, варьируя в зависимости от условий в широком диапазоне [7-20 г/м² сут]. ЧПФ характеризует среднюю эф­фективность фотосинтеза листьев в посеве, но, как и ИФ, слабо коррелирует с конечным урожаем. Она максимальна при низких величинах ИЛП, когда большинство листьев хорошо освещены (рис.). С увеличением ИЛП и соответственно усилением взаимного затенения листьев в посеве, как и при избыточном азотном питании, ЧПФ. ЧПФ не включает фотосинтез нелистовых органов (стеблей, влагалищ листьев, ко­лосковых чешуй и др.), который в определенных условиях, на­пример при дефиците влаги, может вносить существенный вклад в формирование урожая. ЧПФ представляет собой комплексный параметр, определяемый интенсивностью не только фотосинтеза, но и дыхания. При одинаковой скорости этих процессов у двух сортов ЧПФ будет выше у того, у которого больше вклад надзем­ных (фотосинтезирующих) органов в массу целого растения. Произведение ЧПФ на индекс листовой поверхности равно ско­рости роста посева (СРП). Максимальная СРП, по данным Б. И. Гуляева (1989), составила 30-35 и 50-60 г/(м²сут) соот­ветственно для С₃- и С₄-видов.
По мере увеличения периода, в течение которого сохраняются максимальные величины СРП, возрастает также биологическая продуктивность посевов. Эффективность работы фотосинтети­ческого аппарата в посеве, характеризуемая КПД ФАР, достигает в этот период 6-8 %. Однако у большинства важнейших сель­скохозяйственных культур период высокоэффективной работы ценоза весьма непродолжительный.
У зерновых культур велики потери углерода на темповое дыхание, а у таких культур, как сахарная свекла, картофель, - на отмирание ботвы. Поэтому по­тенциальный урожай и значения КПД ФАР за теплый период года у них значительно ниже оптимальных и составляют в пере­счете на хозяйственный урожай для кукурузы при урожае 10 т/га 1,1 %, для пшеницы при урожае зерна 5 т/га около 0,5 %, для сахарной свеклы при урожае сухой массы корнеплодов 17,5 т/га 1,9 %. Средняя в мире урожайность пшеницы составляет 2 т/га, кукурузы - 3,5 т/га, что соответствует значения КПД ФАР со­ответственно 0,2 и 0,4 %.
Посевы по их средним значениям КПД ФАР подразделяют на низкие - 0,5-1,5 %, средние - 1,5-3,0 и высокие - 3,0-5,0 %. Значения КПД ФАР являются основным показателем продук­тивности и урожайности сельскохозяйственных культур. Поэтому повышение значения КПД ФАР в результате применения про­грессивных технологий и максимального использования продук­тов фотосинтеза на формирование урожая представляет собой главную задачу растениеводства и селекции.

4.