Обр-ие урожая раст. Листовая пов-ть и чистая продуктивность.

Все теоретические исследования фотосинтеза имеют своей ко­нечной целью применение в практике сельского хозяйства для повышения продуктивности растения. В течение длительного пе­риода времени в агрономии главное внимание уделяли минераль­ному и водному питанию растений. Регулирование их наиболее доступно, а действие этих факторов высокоэффективно. Но нужно иметь в виду, что регулирование минерального питания и водного режима рГастений способствует в первую очередь изменению про­цесса фотосинтеза. Иноща применение удобрений, поливы, приемы агротехники не обеспечивают положительного эффекта, потому что могут создать неблагоприятные условия для -фотосинтеза, а отсюда и для получения высоких урожаев. Процесс фотосинтеза является в растении единственным, в ходе - которого образуется органическое вещество. Следовательно, мы вправе ожидать, что накопление органического вещества, т. е. величина урожая, будет пропорционально интенсивности фотосин­теза. На самом деле это наблюдается далеко не всегда. Часты случаи, когда при интенсивном фотосинтезе формируется сравнительно небольшой урожай. Поэтому, чтобы понять взаимосвязь фотосинтеза и урожая, надо проанализировать его образование и закономерности накопления. Наиболее подробно эти вопросы были раскрыты в работах выдающегося русского ученого А. А. Ничипоровича. Исследования в этой области составляют одну из главных проблем, разрабатываемых в настоящее время в международной биологической программе.

Все органические вещества, образуемые растением в процессе фотосинтеза, составляют его биологический урожай. Однако в сель­ском хозяйстве различают два понятия: урожай биологический (Убиол) ^и урожай хозяйственный (У_хоз), т. е. выход хозяйственно полезной продукции с растения, который выражается следующей зависимостью: Ухоз ⁼ Убиол • Кхоз, где Кхоз — коэффициент хозяйственной эффективности. Он зави­сит от соотношения используемых и не используемых в хозяйстве (продуктивных и непродуктивных) органов растения. Поэтому Ухоз всегда меньше Убиол и составляет его часть. Биологический урожай представлен суммой суточных урожаев (Усут) и определяется со­отношением Убиол ^в Усут • п, где п — число дней периода вегетации растений. В этом соотношении п (длина периода вегетации) — величина относительно постоянная и присущая каждому сорту культурного растения. Суточный же урожай чрезвычайно изменчив и колеб­лется от 0 до 150 и даже до 300 кг/га. Это означает, что в неблагоприятные дни растения совершенно не накапливают орга­нического вещества, в благоприятные, наоборот, запасают его в большом количестве. Величина суточного урожая зависит от двух показателей — площади листьев (Пл. л.) и чистой продуктивности фотосинтеза (Чист. пр. ф.): Усут = Пл. л. • Чист. пр. ф. Обе составляющие являются тоже непостоянными величинами. Площадь листьев как фактор урожая. Площадь листьев выступает важным условием высокой продук­тивности растений. Она обусловливает интенсивный процесс фо­тосинтеза и высокое нарастание биологической массы, поэтому существенно влияет на урожай. В посевах, находящихся в различ­ных условиях, площадь листьев может нарастать с различной бы­стротой и достигать разных размеров. Оплате листовюй поверх­ности для злаковых культур — 30 — <0 тыс. м²/га, т. е. поверхность почвы должна в 3 — 4 раза перекрываться листьями. При меньшей площади листьев наблюдается неполное использова­ние световой энергии и сниженние накопления органического ве­щества. При большей площади листьев, например в 60 тис. м²/га, листья затеняют друг друга, что вызывает замедление фотосинтеза. Представляется важным, чтобы листовая поверхность как можно быстрее нарастала и долгое время оставалась в активном состоянии. Оптимальное развитие листовой поверхности и ее длительное ак­тивное действие, полностью могут быть осуществлены в "хороших" посевах, для создания которых требуются: 1) определенная норма высева семян для каждой культуры; 2) полное снабжение растений необходимыми элементами минерального питания; 3) обеспечен­ность посевов водой. Важным условием для создания "хороших" посевов является стабильность листовой поверхности во время периода вегетации растений. Она создается быстрым ее наращиванием, долгой сохра­няемостью и функционированием в течение всего периода вегета­ции, а также длительным периодом самой вегетации. Такие посевы могут поглощать 50 — 60 % фотосинтетически активной радиации (ФАР). В производственных условиях площадь листьев чаще все­го нарастает медленно и бывает гораздо меньшей — до 8 — 15 тыс. м²/га. Период вегетации растений короче потенциально возможного, вследствие чего срок их уборки наступает в середине лета, когда еще много света и тепла, так что солнечная ра­диация используется не полностью — растения поглощают всего 10-30% ФАР. Для преодоления этого недостатка и более полного использо­вания солнечной энергии необходимы следующие мероприятия: подбор сортов с продолжительным периодом вегетации, быстро растущих в ранние фазы; ранние и подзимние посевы; уплотнение посевов другими культурами.

Чистая продуктивность фотосинтеза как баланс накопления и расходования сухого вещества. Важным показателем, обусловливающим размеры урожая, явля­ется чистая продуктивность фотосинтеза (К) — прирост сухого ве­щества в сутки на 1 м² площади листа. Она определяется по формуле: где Mi — первоначальная сухая масса растения; М2 — сухая масса растения через промежуток в несколько суток; Si — площадь листьев растения при первом определении; S2 — площадь листьев при втором определении; п — число суток между отдельными измерениями.Чистая продуктивность всегда бывает меньше истинного фотосинтеза, так как часть органического вещества расходуется в про­цессе жизнедеятельности растения и не переходит в продукгь; фотосинтеза. Основные причины расхода веществ — дыхание к опадение органов.Дыхание в растении идет постоянно, причем дышат все живые ткани. На него затрачивается в среднем 20 — 30 % веществ фо­тосинтеза, но при неблагоприятных условиях (недостатке свет? воды) затраты увеличиваются и доходят до 50 — 80 %. В отдельных случаях при очень низкой интенсивности освещения (зшки в теплицах) дыхание может поглощать все вещества, накопленные при фотосинтезе (компенсационная точка).Потеря органического вещества с опадающими органами также может быть очень существенной и составлять около 30 % его общего количества. Этот процесс в растении начинается вскоре после появления всходов (опадают семядольные листья) и продол­жается в течение вегетации. Опадают корни, листья, побеги, вен­чики и другие части цветков, завязавшиеся и несозревшие плоды. Потери увеличиваются при неблагоприятных условиях.Таким образом, в течение вегетационного периода создается своеобразный баланс органических веществ.Весь прирост массы растения-составляет биологический урожай, а используемая часть его — хозяйственный. Величина последнего и доля его от урожая биологического определяется соотношением продуктивных и непродуктивных органов. Для увеличения чистой продуктивности фотосинтеза необходимо уменьшать потери и повышать фотосинтетическую продуктивность растения.