Лекции - Физиологическое обоснование приемов выращивания урожаев

Фотосинтетическая продуктивность листьев и её зависимость от внешних и внутренних факторов.

Показатель фотосинтетической активности – ИФ – характеризует «скорость» поглощения СО2 листьями в течение короткого промежутка времени – 1 часа, и в течение дня ИФ изменяется в зависимости от внешних и внутренних условий. В течение ночи фотосинтез не происходит, а дыхание всех живых клеток происходит непрерывно все время. Следовательно, баланс образования органических веществ в фотосинтезе и их расходования на дыхание в течение суток может сильно изменяться в зависимости от внешних и внутренних условий.

По этой причине по ИФ нельзя судить безоговорочно о результативности или эффективности фотосинтеза; нужен показатель, который характеризует баланс изменений содержания органических веществ за целый сутки. Таким показателем является продуктивность фотосинтеза. В первой лекции суть и значение этого показателя были рассмотрены. Теперь ставим задачу проанализировать причины изменений ПФчист. и ПФхоз. под влиянием внешних и внутренних условий.

Зависимость ПФч от внешних условий. - Прямо связана со средней за день ИФ и продолжительностью дня и находится в обратной зависимости от интенсивности дыхания (ИД) всех клеток во всех органах растений.

Изменения ИФ и их причины кратко рассмотрены, теперь об изменениях ИД.

Дыхание – это процесс окислительного распада органических соединений в живых клетках, в котором образуются высокоактивные энергетические соединения (главным образом – АТФ – аденозинтрифосфат) и промежуточные продукты распада, которые необходимы для разных преобразований органических соединений (биосинтез белков, нуклеиновых кислот, аминокислот, крахмала, клетчатки – всего их разнообразия в растении). За счет энергии, которая выделяется при распаде АТФ → АДФ + фосфорная кислота и Е в клетках проходят все биохимические реакции и физиологические процессы, для которых нужна энергия. Например: первичные продукты фотосинтеза из листа должны быть транспортированы в точки роста (плоды, стебли, корни и пр.). Этот транспорт осуществляется по ситовидным трубкам флоэмы с обязательной затратой энергии АТФ. Поэтому в растении к ситовидным элементам всегда тесно примыкают так называемые клетки-спутницы с большим количеством митохондрий - органоидов дыхания. Транспортная форма органики – продуктов фотосинтеза – у подавляющего большинства растений – сахароза. В клетках-потребителях продуктов фотосинтеза (фотоассимилятов) из сахарозы нужно синтезировать жиры, клетчатку, аминокислоты, белки и все другие необходимые вещества.

Для этих биосинтезов нужна энергия АТФ и промежуточные продукты распада сахарозы при дыхании.

Следовательно, дыхание у растений – не «бяка», от которой нужно избавиться, а необходимый физиологический процесс, без которого не может быть продуктивности фотосинтеза. Это – так называемое продуктивное дыхание, оно необратимо, и нужно поддерживать условия, способствующие такому дыханию (температура, особенно в теплице ночью, доступ О2 к корням). Однако бывает и непродуктивное дыхание, при котором энергия окислительного распада выделяется в виде тепла и промежуточные продукты этого распада не используются в биосинтезах а окисляются до Н2О и СО2.

Такое дыхание возникает при экстремальных внешних условиях или воздействии на растения гербицидов и других факторов (возбудители заболеваний). Из обычных внешних условий увеличения интенсивности непродуктивного дыхания является температура более 30 оС.

Один из агроприемов защиты листьев и плодов от перегрева в солнечную жаркую погоду – создание «кроны – ряда» плодовых деревьев с ориентацией по меридиану. При такой конструкции сада обеспечивается взаимное затенение растений в наиболее жаркое время дня.

Очень сильно зависит ПФч от активности ростовых процессов. Механизм этой зависимости: в активных точках роста потребляется много фотоассимилятов → ускоряется их «отток» из листьев → ИФ сохраняется на высоком уровне в течение всего дня → образуется больше органических веществ.

Активность ростовых процессов можно увеличить через создание благоприятных условий почвенного питания и обрезку кроны.

ПФхоз. зависит от ПФ чистой и характера распределения фотоассимилятов по органам растения: чем большая часть продуктов фотосинтеза направляется в урожайные органы, тем выше ПФхоз.. Эта зависимость выражается через хозяйственный коэффициент фотосинтеза:

= Кхоз.;

масса сухого вещества урожая

прирост массы сухого вещества всего растения за вегетацию = Кхоз.

Проанализируем зависимость урожайности от ПФч и Кхоз на примере.

Вар. 1: ПФч обеспечила в течение вегетации прирост 5 т/га общей сухой биомассы; коэффициент использования этой биомассы на формирование урожая (Кхоз) составил 0,2. Урожайность сухого вещества плодов в этом варианте составляет 0,2 х 5 т/га = 1 т/га. При содержании в свежих плодах 20 % сухого вещества урожайность плодов составляет 5 т/га.

Вар.2: При таком же Кхоз = 0,2 на 1 га в течение вегетации накопилось 10 т общей сухой биомассы. Урожайность сухого вещества плодов = 0,2 х 10 т/га = 2 т/га, а урожайность свежих плодов = 2 т/га х 5 = 10 т/га.

Вывод: при одинаковом Кхоз урожайность прямо зависит от ПФчист..

Вар. 3: Годичный прирост сухого вещества общей биомассы составил 10 т/га; Кхоз.= 0,4. Урожайность сухого вещества плодов = 0,4 х 10 т/га = 4 т/га, а свежих плодов = 4 т/га х 5 = 20 т/га (при содержании в плодах 20 % сухого вещества).

Вывод: Урожайность прямо зависит от ПФч и Кхоз.. Следовательно, урожайность можно повышать только через увеличение этих двух базовых интегральных показателей фотосинтетической активности растений. Значение каждого из них зависит от конкретных условий. Если не созданы условия для плодоношения (нет опылителя, заморозки весной, не сформировались цветковые почки, неправильная обрезка и т. д.), то уменьшается Кхоз (возможно, до нуля) и, соответственно Кхоз падает урожайность. Если завязалось много плодов, но условия для высокой ИФ не созданы. то при высоком Кхоз. урожайность будет низкой.

Зависимость ИФ от внешних и внутренних условий кратко была рассмотрена. Как можно увеличить Кхоз.?

Во временнóй последовательности решения задач этой проблемы – первая задача: обеспечить закладку достаточного количества цветковых почек в текущем году под урожай следующего года. Принципы решения этой задачи агротехническими приемами: при максимально благоприятных условиях для фотосинтеза своевременно ослабить рост побегов; не допускать перегрузки растений урожаем.

Вторая задача: сохранить заложившиеся цветковые почки живыми в течение зимы и начала весны от повреждений морозами. Принципы решения: обеспечить выполнение агроприемов, повышающих морозо - и зимостойкость растений.

Третья задача: при обрезке кроны обеспечить правильную нагрузку урожаем; при «перестраховке» в обрезке – провести нормирование плодоношения весной.

Четвертая задача: обеспечить эффективное опыление, защитить цветки и завязи от повреждений весенними заморозками, вредителями и болезнями (у абрикоса и других косточковых – монилиоз) в течение формирования урожая.

Физиологические основы агроприемов для решения первой задачи – ограничить рост побегов летом.

Основной, наиболее эффективный прием: отклонить сильнорослые побеги до горизонтального или наклонного (верхушкой вниз) положения. Физиологическая основа этого приема: необходимые для роста побега цитокинины поступают из корней в наиболее приподнятые точки роста; при наклоне побега в его верхушку поступает меньше цитокининов, вследствие чего ослабевает аттрагирующая способность верхушки (перестает активно «притягивать» из листьев продукты фотосинтеза), а фотосинтетическая активность листьев сохраняется за счет оттока ассимилятов в другие потребители, в т. ч. – почки в пазухах листьев. на винограднике этот механизм обеспечивается ведением на высоком штамбе со свободным свисанием лоз. За счет такого механизма перераспределения фотоассимилятов по органам растения обеспечивается не только более высокий процент формирования цветковых почек, но и усиливается рост завязей плодов. раньше начинают плодоносить молодые деревья.

Не менее важным (в стареющих садах с ослаблением приростов побегов – более важным) является обеспечение сбалансированного почвенного питания.

В молодых садах при очень высокой обеспеченности доступным азотом на фоне оптимальной влажности почвы бывает целесообразно провести подрезку корней. Этот прием снижает поступление цитокининов в растущие побеги, и их рост в длину приостанавливается. В питомнике и молодых садах бывает целесообразным использование БАВ – регуляторов роста.

Добавить комментарий


Защитный код
Обновить

По темам:

История Украины

Культурология

Высшая математика

Информатика

Охотоведение

Статистика

География

Военная наука

Английский язык

Генетика

Разное

Технологиеские темы

Украинский язык

Филология

Философия

Химия

Экология

Социология

Физическое воспитание

Растениевосдство

Педагогика

История

Психология

Религиоведение

Плодоводство

Экономические темы

Бухгалтерские темы

Маркетинг

Иностранные языки

Ветеринарная медицина

Технические темы

Землеустройство

Медицинские темы

Творчество

Лесное и парковое хозяйство

Агрономия

Преподавателям

Юридические темы