Контрольная работа по "Геодезии"

      Влияние внешних и внутренних факторов на фотосинтез

      Солнечные лучи – источник энергии при фотосинтезе, и изменения в скорости фотосинтеза (Ф_Н), вызываемые меняющейся интенсивностью облучения, относятся к основным характеристикам фотосинтетической деятельности растений. Зависимость Ф_Н от облучения выражается характерной кривой (рис. 11), которую обычно называют световой кривой или кривой освещения: расход СО₂ в темноте (при дыхании) с постоянным возрастанием интенсивности освещения снижается и достигает нулевого значения в так называемой точке компенсации. Дальнейший рост интенсивности освещения вызывает почти линейное увеличение Ф_Н. При низких величинах освещения использование лучевой энергии бывает максимальным, и в таких условиях она служит фактором, лимитирующим Ф_Н. Во второй части кривой освещения происходит почти полное световое насыщение. В этих условиях скорость фотосинтеза ограничивается скоростью транспорта СО₂ из окружающего растение воздуха в хлоропласты и скоростью ферментных реакций фиксации СО₂. На рисунке 11 приведены величины Ф_Н, характерные для растений типа С₃ и С₄.

      
 

 

 

        
 
 
 
 
 

       

      Углекислота служит субстратом для образования новых продуктов ассимиляции. Концентрация СО₂ в воздухе очень мала (0,03%), и каждое ее изменение отражается на величине Ф_Н.

      На  рисунке 12, где приведена зависимость  Ф_Н от концентрации СО₂, заметна разница в величине точки компенсации СО₂. Кривые освещения для растений типа С₃ и С₄ показывают, что у растений С₄ насыщение углекислотой происходит при более низких ее концентрациях, чем у растений С₃. Этот фактор используют на практике: обогащение атмосферы в оранжереях углекислотой дает существенный эффект именно у растений типа С₃.

         

      Температура

      Температура оказывает влияние на ход всех ферментных реакций, поэтому отчетливо  сказывается на скорости фотосинтеза (рис. 13). У некоторых видов хвойных  деревьев процесс фотосинтеза протекает и при отрицательных температурах, но у всех полевых культур прекращается при нескольких градусах выше нуля. На рисунке 13 также заметно существенное преимущество растений С₄ с точки зрения активности фотосинтеза при повышении температур. И наоборот, у растений С₃ при одинаковых прочих условиях скорость фотосинтеза возрастает при более низких температурах. Следовательно, можно сделать практический вывод: для повышения скорости фотосинтеза растениям С₄ необходимы благоприятные температурные условия.

      
 

 

 

 

      Однако  работа с кукурузой показывает, что  варьирующую зависимость скорости фотосинтеза от температуры можно  использовать путем целенаправленной селекции при получении высокопродуктивных сортов для относительно холодных условий. Следует отметить, что успешное возделывание кукурузы в холодных областях не обусловлено лишь взаимосвязью между скоростью фотосинтеза и температурой, хотя именно эту зависимость используют в селекции данной культуры.

      Влияние воды

      Влияние воды на скорость фотосинтеза выражено величиной дефицита насыщения, отражающей то количество воды, которого не хватает растению для полного насыщения. Максимальной скорости фотосинтеза растения достигают при очень низких показателях дефицита: при 12-20% устьица заполнены водой сскорость фотосинтеза падает до нуля (подобные сведения в литературе [166,190,195]).

      Основной  предпосылкой для фотосинтеза является наличие хлорофилла. Его количество колеблется в пределах 2-6 мг на 0,01 м² площади листьев, что примерно соответствует 0,5-2,0% сухого вещества листа. Пока в исследованиях не удалось установить зависимости скорости фотосинтеза от содержания хлорофилла. Следовательно, у здоровых растений, развивающихся в нормальных условиях, недостаток хлорофилла не отражается на Ф_Н. Он становится лимитирующим фактором лишь для листьев, растущих при недостатке света, дефиците воды и минеральных веществ или при поражении некоторыми болезнями.

      Минеральные вещества

      Научные исследования и практика показывают, что на фотосинтез оказывают существенное влияние минеральные вещества. Дефицит любого из следующих элементов – N, P, K, Mg, S, Ca, Fe, Mn, Cu, B, Zn, Mo, - отрицательно сказывается на скорости фотосинтеза. Воздействие питательных веществ на фотосинтетический аппарат бывает многосторонним. Они влияют на формирование морфологической и анатомической структуры растения, на физические процессы, участвуют в создании хлоропластов, причем входят в состав как отдельных структурных образования, так и ферментов.

      Определение количественных характеристик оптимальных условий минерального питания – довольно трудная задача. Определенное исключение составляет лишь азот. У многих видов растений установлена зависимость между содержанием азота в ассимилирующих тканях и скоростью фотосинтеза. Например, показанная на рисунке 14 зависимость ФН от количества азота в пластинках верхних листьев озимой пшеницы в полевых условиях. На рисунке также показаны величины обычного содержания азота в листьях.

      

			ФН
	45
	3
		2

 

      Возраст

      Возраст отдельных органов и растения в целом является существенным эндогенным фактором, определяющим скорость фотосинтеза. У молодого листа ФН увеличивается  до определенного максимума, достигая его еще перед окончанием роста  листа, т.е. до формирования его полной площади. Этот период называется фотосинтетической зрелостью листа и длится разное время.  

      Потенциальная продуктивность фотосинтеза

      В связи с значением энергетических сторон фотосинтеза необходимо обратить внимание и на некоторые другие аспекты данного вопроса. Сравнение эффективности использования солнечной радиации растениями  в широтах России со средними показателями в мире показывает, в растениеводстве России имеются большие резервы. Для полноты картины необходимо сопоставление с показателями потенциальной продуктивности культур, т.е. максимально возможной продукции вещества в оптимальных условиях внешней среды.

      Дальнейшие  примеры иллюстрируют не только возможность  получения максимальной продукции, но и способы ее достижения. Такие  методы позволяют анализировать и выявлять возможные причины значительной разницы между потенциальными (максимально возможными) и реальными (фактически получаемыми) урожаями в хозяйствах.

      Первый  пример основан на механизме фотосинтеза, из которого вытекает, что максимально возможная эффективность использования ФАР составляет примерно 22%. В условиях Черноземья сумма радиации за вегетационный период составляет примерно 105´10³Дж/см², что соответствует примерно 47´10³ Дж/см² ФАР (~45% от суммарной солнечной радиации). Это позволяет синтезировать до 45 т/га сухой массы. Фактические рекордные урожаи в производственных посевах Кубани достигают 10 т/га сухой массы, т.е. фактическая продуктивность составляет около четверти потенциальной.

´100

Фиксированная радиация суммарная радиация

      Во  втором примере в опытных условиях получен урожай 15 т/га сухого вещества за 4 месяца. Сумма солнечной радиации за время опыта составила 2,1 млрд. Дж на 1 м². Специфическая энергия сухого вещества растений составляет примерно 17 тыс. Дж/г, т.е. урожай 15 т/га сухого вещества соответствует фиксации 225 млрд. Дж. При расчете эффективности солнечной радиации, выраженной в соотношении

      

Видно, что данный высокопродуктивный посев  в опыте использовал 1,2% солнечной  радиации или примерно 2,5% от ФАР.

      Следует отметить, что в начале ХХ века урожаи зерновых культур колебались в пределах 10 ц/га. Если предположить, что при этом получали примерно 15 ц/га соломы, то затраты энергии соответствовали 42,6 млрд. Дж, или 0,2% солнечной радиации. Следовательно, повышение эффективности использования растениями солнечной радиации с 0,2 до 1,2% сопровождалось ростом общей продуктивности с 25 до 150 ц/га.

      Все приведенные в главе о фотосинтезе  факты действуют не разрозненно, а находятся в довольно сложной взаимосвязи. Например, временный дефицит воды или питательных веществ может ускорить старение листьев и преждевременное разложение хлорофилла с последующим падением скорости фотосинтеза. Оценивать это комплексное взаимодействие можно, лишь разложив его на составные части. Поэтому изучение основных факторов, влияющих на фотосинтез, очень актуально и необходимо для оценки состояния посевов с точки зрения формирования ими урожаев в условиях интенсификации возделывания сельскохозяйственных культур.   

4. Тенденции в развитии растениеводства Дальнего Востока. 

Развитие  растениеводства и повышение  урожайности зерновых культур имеет  стратегическое значение для реализации высоких потенциальных возможностей региона на внутреннем и мировом  рынках. Развитие ряда подотраслей сельского хозяйства следует ориентировать на малые формы хозяйства - личные подсобные хозяйства и крестьянско-фермерские хозяйства, предусмотрев равные права по реализации произведенной продукции и доступу к элементам производственной и транспортной инфраструктуры. Наиболее перспективным  для Дальнего Востока и Байкальского региона является создание благоприятных  условий для поставок пшеницы, произведенной  на территории Сибири, на Азиатско-Тихоокеанский  рынок. Вместе с тем возможности  экспорта зерна ограничиваются значительными транспортными издержками и отсутствием перевалочных мощностей для отгрузки зерна в дальневосточных портах, в связи с чем требуется строительство необходимой инфраструктуры и введение понижающих коэффициентов к действующим железнодорожным тарифам на провоз зерна, сои и продуктов их переработки. Учитывая возрастающую продуктовую экспансию окружающих государств в приграничные районы России, необходимо предусмотреть создание конкурентных преимуществ для аналогичной  продукции российских сельскохозяйственных товаропроизводителей и вместе с тем использовать имеющийся опыт, накопленный странами по производству сырья и его переработке, для формирования прочных основ приграничного сотрудничества. Определенной  спецификой обладает агропромышленный комплекс Байкальского региона, отличающей его от большинства субъектов Российской Федерации, расположенных на Дальнем Востоке. Регион способен достичь продовольственной безопасности по зерну и зернопродуктам, мясу, полностью удовлетворив внутренние потребности в картофеле, овощах и цельномолочных продуктах. Республика Бурятия и Забайкальский край в межрегиональном разделении труда станут территориями с выраженной специализацией на производстве говядины, конины, баранины и шерсти. Агропромышленный комплекс Байкальского региона должен обеспечить также потребности развивающейся туристической отрасли в натуральных, экологически чистых продуктах растениеводства и животноводства. Строительство зерновых терминалов в одном из портов Дальнего Востока на условиях государственно-частного партнерства позволит создать дополнительные рабочие места и увеличить доходы региональных бюджетов. Кроме того, появится возможность оптимизировать морские перевозки зерновых культур в Сахалинскую и Магаданскую области, Камчатский край и Чукотский автономный округ.

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Список литературы:

1. http://www.kartoshki.net/articles/zakladka-sada-nachalo-sozdaniya-glavnoi-gordosti-sadovoda
2. http://garden.fishing-fish.ru/index.php/dekorativnye-rasteniya/2-klassifikatsiya-dekorativnykh-rastenij.html
3. http://nakaryakov.narod.ru/courses/agro_eko/korni_hn.htm
4. http://protown.ru/information/hide/7759.html