Фотосинтез

РАДИАЦИОННЫЙ РЕЖИМ И СТРУКТУРА ПОСЕВА

Верхние листья в посеве поглощают как прямую, так и рассе­янную радиацию, в то время как самые нижние получают лишь небольшую долю прямой радиации в виде солнечных бликов. Кроме того, нижние листья поглощают радиацию, отраженную от поверхности растения и почвы, а также пропущенную через верхние листья. От верхних к нижним листьям изменяется не только мощность солнечного потока, но и качество света в поль­зу главным образом инфракрасных лучей. Ослабление радиации в посеве рассчитывается по уравнению, предложенному М. Монси и Т. Саеки (1953):

где - ФАР ниже i-го слоя листьев, I₀- фотосинтетически активная радиация над посевом, -основание натурального логарифма (e=2.71828); k -коэффи­циент экстинкции посева; - индекс листовой поверхности (ИЛП) i-го слоя листьев.

Таким образом, основными факторами, определяющими поглощение радиации посевом, служат ИЛП и характер листорасположения, главным образом угол отклонения от стебля, харак­теризуемый коэффициентом экстинкции.
Рассмотрим два типа архитектуры посева, наиболее распро­страненных среди сельскохозяйственных культур, в данном слу­чае райграса однолетнего и клевера (рис.). Эректоидные лис­тья верхнего яруса у райграса, занимающие лишь небольшую от общей площади листьев, способствуют проникновению ФАР к нижним ярусам листьев, в посеве и их активному фотосинтезу. У клевера, наоборот, большая доля листьев находится в верхнем ярусе, и они практичес­ки горизонтальны, улавливая значительную часть радиации. В результате нижние листья в по­севе не фотосинтезируют или даже используют на дыхание синтезированные верхними лис­тьями ассимиляты. Для зерновых культур более предпочтителен первый тип архитектуры по­сева, когда верхние листья близки к эректоидным, а листья среднего яруса, вносящего наи­больший вклад в фотосинтети­ческий потенциал растения, рас­положены почти горизонтально.
Последнее присуще наряду с клевером также посевам подсолнечника, кормовых бобов, огурца и других культур.
Архитектура посева может меняться в онтогенезе растения и зависеть от условий облученности. Так, например, после всходов, когда ИЛП мал, наиболее предпочтительно горизон­тальное, а не вертикальное листорасположение. По мере увели­чения ИЛП происходит постепенный переход к более вертикаль­ному расположению верхних листьев и КПД ФАР увеличивается.
Критическое значение ИЛП меньше для посевов с горизон­тальными листьями (клевер), чем с вертикальными (райграс). В результате максимальная скорость накопления биомассы посе­вом клевера достигается при ИЛП = 3, а посевом райграса - при ИЛП = 4. Однако преимущества эректоидного типа листа­расположения достоверны главным образов в южных широтах. В умеренной зоне у сортов пшеницы, отличающихся углом накло­на верхних листьев, разницы в фотосинтетической деятельности и урожайности не обнаружено. Наиболее важной в регуляции структуры листового покрова в этих условиях является борьба с полеганием, существенно сни­жающим (на 25 %) КПД ФАР. Из других особенностей структуры посева, влияющих не столь значительно на поглощение ФАР и на урожай, можно отметить генотипические различия в коэффициентах отражения и пропускания ФАР листьями, частоту образования солнечных бликов по профилю посева, удельное распределение площади или массы листьев в единице объема посева, ориентацию лис­тьев в рядках, гелиотропные движения листьев по направлению к солнцу или от него (рис.). Одновременное объединение указанных преимуществ структуры посева могло бы дать ощутимый выигрыш в урожайности, что и лежит в основе представлений об идеатипе растений. Однако создание идеатипа для конкрегного региона представляет собой трудновыполнимую задачу ввиду того, что положительные и от­рицательные особенности сугубо индивидуальны для каждой си­туации и часто компенсируют друг друга.

5.