O’zbekiston respublikasi oliy va o’rta maxsus ta`lim vazirligi buxoro davlat universiteti

2.5.Nafas olish va Fotosintezning fiziologik xususiystlari.

Fotosintez ekologiyasi deganda, fotosintez mahsuldorligi tashqi ekologik omillarining ta’siriga bog‘liq ekanligi tushuniladi. Bu omillarning ta’siri va o‘simliklarning bu ta’sirlarga moslashuvi o‘simlikshunoslikda katta ahamiyatga ega. Chunki, fotosintez jadalligi va mahsuldorligi shu munosabtga bog‘liq.

Fotosintez jadalligi deb bir metr kvadrat yoki dm² barg yuzasi hisobiga bir soat davomida o‘zlashtirilgan CO₂ yoki hosil bo‘lgan organik modda miqdoriga aytiladi.

Fotosintezning sof mahsuldorligi deb bir kecha- kunduz davomida o‘simlik quruq massasining barglari yuzasi hisobiga ortish nisbatiga aytiladi. Ko‘pchilik o‘simliklar uchun bu 5 -12 g/m² ga teng.

Fotosintez eng muhim fiziologik jarayonlardan biri bo‘lib, o‘simliklar tomonidan boshqariladi va ularning boshqa funksiyalariga ham ta’sir qiladi. Shuning uchun ham bu jarayonga tashqi va ichki omillarning ta’sirini o‘rganish katta ahamiyatga ega.

Yorug‘lik. Yorug‘lik fotosintezning asosiy harakatlantiruvchi kuchi bo‘lib, uning jadalligi va spektral tarkibi katta ahamiyatga ega. Yorug‘lik spektridagi faol (400-700 nm) nurlarning 80 -85 foizini barglar yutadi. Lekin, shundan faqat 1,5-2 foizi fotosintez uchun sarflanadi, ya’ni, kimyoviy energiyaga aylanib, organik moddalar tarkibida (makroergik bog‘larda) to‘planadi. Qolgan energiyaning 45 foizi transpiratsiya uchun va 35 foizi issiqlik energiyasiga aylanib sarflanadi.

A.S. Faminsinning ko‘rsatishicha (1880), fotosintez eng past yorug‘likda hatto kerosin lampasining yorug‘ligida ham bo‘lishi mumkin. Ayrim olimlarning ko‘rsatishicha, fotosintez kechki nomozshom va ba’zi mintaqalarda yorug‘ kechalarda (oq tun) kuchsiz bo‘lsa ham davom etadi.

Ko‘pchilik o‘simliklarda fotosintez tezligi yorug‘likning jadalligiga bog‘liq. U to‘la quyosh yorug‘ligining 1 foizigacha oshib boradi. Yorug‘liksevar o‘simliklarda esa to‘la quyosh yorug‘ligining 1 foizi gacha oshib boradi. Yorug‘lik kuchining bundan oshib borishi fotosintezga kamroq ta’sir etadi.

Fotosintezning yorug‘likka to‘yingan (maksimal) holati o‘simlik turlariga bog‘liq. Bu daraja yorug‘liksevar o‘simliklrda ancha yuqori, soyaga chidamlilarida esa past bo‘ladi. Masalan, ayrim soyaga chidamli o‘simliklarda (marshansiya moxida) fotosintezning yorug‘likka to‘yingan holati yorug‘lik 1000 lk bo‘lganda yuz beradi, yorug‘liksevar o‘simliklarda esa 10000 - 40000 lk. da yuz beradi. Ko‘pchilik qishloq xo‘jalik ekinlari ham yorug‘liksevar o‘simliklar guruhiga kiradi. Yorug‘likning maksimal darajadan yuqori bo‘lishi xlorofillarning va xloroplastlarning buzilishiga sababchi bo‘lishi mumkin, natijada o‘simliklarning mahsuldorligi kamayadi.

Eng yuqori yorug‘likda fotosintez jadalligi o‘simliklarning nafas olish tezligidan sezilarli darajada baland bo‘ladi, ya’ni, fotosintez uchun yutilgan CO₂ miqdori nafas olish jarayonida ajralib chiqqan CO₂ ning miqdoridan ko‘p bo‘ladi. YOrug‘likning pasayib borishi natijasida esa CO₂ lar o‘rtasida farq ham kamayib boradi. Fotosintez jarayonida yutilgan CO₂ miqdori bilan nafas olishdan ajralib chiqqan CO₂ ning miqdori bir-biriga teng bo‘lgan yorug‘lik darajasi - yorug‘likning kompensatsiya nuqtasi deyiladi. Yorug‘likning kompensatsiya nuqtasi soyaga chidamli o‘simliklarda quyosh yorug‘ligining 1foizida, yorug‘liksevar o‘simliklarda 3 -5 foizida sodir bo‘ladi.

YOrug‘likning fotosintezdagi samaradorligiga boshqa omillar ham ta’sir etadi. Masalan, havodagi CO₂ ning miqdori kam va harorat past bo‘lganda yorug‘lik jadalligining oshib borishi juda kam ta’sir etadi. Havo tarkibida CO₂ ning miqdori bilan yorug‘likning birgalikda oshib borishi fotosintez tezligini ham oshiradi.

Fotosintezda yorug‘lik nurlarining spektral tarkibi ham muhim rol o‘ynaydi. Spektrning qizil nurlari ta’sirida fotosintez jadalligi eng yuqlri darajada kechadi. Chunki, bu nurlar bir kvantinig energiyasi 42 kkal/molga teng bo‘lib, xlorofill molekulasini qo‘zg‘algan holatga o‘tkazadi va energiyasi fotokimyoviy reaksiyalar uchun to‘la foydalaniladi. Spektrning ko‘k qismidagi nurlarning bir kvantida 70 kkal/ mol. energiya bo‘lib, uni qabul qilgan xlorofill molekulasi qo‘zg‘algan holatning yuqori darajasiga o‘tadi va to fotokimyoviy reaksiyalarda foydalanguncha bir qismi elektr energiyasiga aylanib atrofga tarqaladi. Shuning uchun ham bu nurlarning unumliligi kamroq bo‘ladi. Lekin, fotosintez uchun eng qulay bo‘lgan qizil nurlarga to‘yingan nurlar hisobida 20 foiz ko‘k nurlar qo‘shilsa fotosintezning tezligi yanada oshadi.

Vegetatsiya davrida bir gektar erga tushgan energiyani 4,5 mlrd kkal ga teng deb olinsa, shundan 2,2 mlrd ni fotosintetik aktiv radiatsiya (FAR) tashkil etadi. O‘simliklar faqat 40 mln kkal ni o‘zlashtiradi, ya’ni, bu son 0,5- 3 % chamasida bo‘ladi.

Rossiyaning turli zonalarida 1 ga maydonga tushadigan yorug‘lik energiyasi va vegetatsiya davrining davomiyligi ham turlicha bo‘ladi. Masalan, Murmansk viloyatida bir mavsumda, ya’ni, 2,5 -3 oylik vegetatsiya davrida 1 ga maydonga tushadigan FAR 1 mlrd kkal bo‘lsa, Moskvada 3 mlrd kkal, vegetatsiya davri 9 oyga cho‘zilgan, Toshkent va Dushanbada 4,5 mlrd, kkal bo‘lgan. Turli zonalarda o‘stirilgan o‘simliklarning biologik hosilini bir -biriga taqqoslaganda ham ko‘zga ko‘rinarli farq borligi seziladi. Masalan, Sankt-Peterburg viloyatida bir gektar maydondan olingan biologik hosil 25 ga/t bo‘lsa, Dushanbada ikki marta ko‘p, ya’ni, 50 t bo‘lgan.

Quyosh nurining er sharida yorug‘lik ta’siri bir tekis tarqalmasligi va o‘simliklarning zonalar bo‘ylab hayot kechirishini hisobga olib, o‘simliklar yorug‘sevar va soyaparvar guruhlarga bo‘linadi.

Yorug‘sevar (geliofit) o‘simliklar cho‘llarda, dashtlarda, qirlarda hayot kechirishga moslashgan. Geliofitlarda fotosintez jarayoni to‘liq o‘tishi uchun yorug‘lik kuchi to‘la, ya’ni 100 yoki 50 foiz bo‘lishi zarur.

Ba’zi o‘simliklar, jumladan, sudan savannalarida tarqalgan oq akatsiya bulutli kunlarda, ya’ni yorug‘lik nuri kamayganda va yomg‘ir yoqqan paytlarda barglarini to‘kadi. Quyosh chiqishi bilan yangi barglar chiqarib, hayotiy jarayonlarini tiklab o‘sa boshlaydi. Bunday hodisa o‘simliklarning yorug‘sevar guruhiga mansub ekanligini ko‘rsatadi.

Geliofit o‘simliklar barglarining tuzilishi bilan ham yorug‘likka moslashgan bo‘ladi. Ularning barglari sertomir. Usti tuklar bilan zich qoplangan bo‘ladi. Barg og‘izchalari ko‘p bo‘lib, zich joylashgan va bir necha qavatdan iborat. Hujayralarida xloroplastlar ko‘p bo‘lib, ularning hajmi kichik bo‘ladi. Xlorofillning miqdori esa soyaga chidamli o‘simliklarga nisbatan kam. Masalan, soyaga chidamli aspidistra o‘simligi bargida xlorofill miqdori 0,4 % ni tashkil etsa, yorug‘sevar qarag‘ayda 0,11% dan ortmaydi.

Soyaga bardoshli (ssiofit) lar guruhiga o‘rmonlarda o‘sadigan o‘tlar, butalar, paparotniklar va mox kabi o‘simliklar kiradi. Ssiofitlarlarga kislitsa, maynik, xina, qarg‘a ko‘zni vakil qilib ko‘rsatish mumkin. Ssiofit o‘simliklar bargida ustunsimon va mezofill hujayralar siyrak bo‘lib, bir qavatdan joylashgan, ba’zilarining bargida ustunsimon hujayralari bo‘lmaydi(8-jadval).

8-jadval