Заключение - Значение фотосинтеза для урожайности сельскохозяйственных культур
Фотосинтетический сельскохозяйственный урожай
В истории исследований фотосинтеза выделяют несколько основных этапов. Обратим наше внимание на эти этапы:
- 1771-1850 гг. Открытие фотосинтеза английским ученым Дж. Пристли и первые исследования по зависимости фотосинтеза от освещения, содержания хлорофилла в листе и наличия СО2 в атмосфере (голландский врач Я. Ингенгауз и швейцарские естествоиспытатели Ж. Сенебье, Н. Соссюр). 1850-1900 гг. Работы, связанные с исследованием энергетики фотосинтеза. Сформулированы основные положения о преобразовании в растении световой энергии в химическую (немецкий врач и физик Ю. Майер), о роли в этом процессе отдельных участков спектра (английский физик Д. Г. Стокс, немецкий ботаник Ю. Сакс). Исследованиями К. А. Тимирязева решен вопрос о зависимости фотосинтеза от лучей различной длины волны и сформулированы представления о фотосинтезе как процессе аккумуляции солнечной энергии. 1900-40 гг. Развитие физиологии фотосинтеза. В 1906 русский ботаник М. С. Цвет разработал метод хроматографического разделения и выделения хлорофиллов. Экспериментально обосновано представление о световых (фотохимических) и темновых (ферментативных) стадиях фотосинтеза (английский ученый Ф. Блекман, российский -- А. А. Рихтер, немецкий -- О. Варбург, американские -- Р. Эмерсон, У. Арнольд). Английским исследователем Р. Хиллом в 1939 показано, что изолированные хлоропласты в присутствии искусственного акцептора электронов (феррицианида калия) способны осуществлять транспорт электронов от воды с выделением молекулярного кислорода. 1940-50 гг. На основании анализа распределения изотопов кислорода показано, что источником О2, выделяемого при фотосинтезе, является вода (российские ученые А. П. Виноградов и М. В. Тейц,1941). 1950-60 гг. Развитие биохимиии фотосинтеза. Обнаружение цитохромов в хлоропластах (Р. Хилл, 1951). М. Калвин, используя метод меченых атомов, выяснил путь углерода при фотосинтезе (Нобелевская премия по химии в 1961). Р. Эмерсон (1957) экспериментально обосновал концепцию о двух фотосистемах. Американский биохимик Д. Арнон открыл в 1954 фотосинтетическое фосфорилирование и провел различия между его циклическим и нециклическим путями. Разработаны основные положения фотохимии пигментов (российские ученые А. Н. Теренин, А. А. Красновский, американский биофизик Е. Рабинович и др.).
С 1960 по настоящее время. Развитие исследований в области биофизики, биохимии, молекулярной биологии, генетики и физиологии фотосинтеза. В 1960 Р. Хилл и Ф. Бендалл сформулировали представление о Z-схеме фотосинтеза. В 1966 М. Хетч и К. Слэк (и одновременно российский исследователь Ю. С. Карпилов) обнаружили путь С4-дикарбоновых кислот. В 70 гг. разработана теория фотосинтетической продуктивности растений (российский физиолог растений А. А. Ничипорович). Сформулированы представления о надмолекулярных комплексах ФС I, ФС II, bf-цитохромном и АТФ-синтазном комплексах и их локализации в тилакоидных мембранах хлоропластов. Установлена структура реакционного центра -- основного компонента фотосинтетического аппарата у пурпурных бактерий (немецкие биофизики И. Дайзенхофер, Х. Михель и Р. Хубер; Нобелевская премия, 1988).
Фотосинтетическая функция зеленого растения лежит в основе формирования урожая. Изучение закономерностей роста и развития растений, находящихся в тесной взаимосвязи с процессами фотосинтеза, минерального питания и водного режима растения, -- основное направление селекционно-генетических и агротехнических работ, проводимых в мировой сельскохозяйственной практике. Оптимизация условий водоснабжения и минерального питания ведет, прежде всего, к увеличению суммарных размеров фотосинтетической поверхности посева -- площади листьев, увеличению оптической и геометрической плотности посевов, и, следовательно, более полному использованию ими приходящей энергии солнечного света и углекислого газа из воздуха. До определенных пределов размер урожая находится в тесной связи с размерами площади листьев, длительностью и интенсивностью их работы. Однако по мере увеличения плотности посевов усиливается взаимное затенение листьев, снижается их освещенность, ухудшается вентиляция посевов, затрудняется поступление к листьям углекислого газа. В результате фотосинтетическая активность растения снижается. Обоснование мероприятий, направленных на усиление факторов, увеличивающих продуктивность растений, и на уменьшение и устранение условий, ограничивающих их продуктивность -- главная задача разрабатываемой в нашей стране (А. А. Ничипорович, 1977) и за рубежом теории фотосинтетической продуктивности.
Жизнь современного человека немыслима без выращивания различных культурных растений. Органические вещества, образуемые ими в ходе фотосинтеза, служат основой питания человека, производства лекарств, они нужны для изготовления бумаги, мебели, строительных материалов и многого другого.
Как известно, процесс фотосинтеза осуществляется в особых органоидах -- хлоропластах. Здесь происходит множество реакций, прежде чем из углекислого газа и воды образуются молекулы органических веществ. Управлять этими процессами, безусловно, непросто, но возможно. Об этом свидетельствует тот факт, что интенсивность фотосинтеза у разных растений неодинакова. У одних листовая поверхность площадью в 1 квадратный дециметр усваивает за час от четырех до семи миллиграммов СО2, а у других -- 60-- 80 и даже 100, то есть в 20 раз больше! Растения неодинаково реагируют на его низкую концентрацию в воздухе, интенсивность освещения и т. д. Изучение особенностей фотосинтеза у разных растений, безусловно, будет способствовать расширению возможностей человека в управлении их фотосинтетической деятельностью, продуктивностью и урожаем.
Для получения высоких урожаев сельскохозяйственных культур необходима селекционно-генетическая работа, направленная на повышение интенсивности фотосинтеза, скорости оттока ассимилятов, на увеличение чистой продуктивности фотосинтеза.
Современные знания о процессе фотосинтеза, как на уровне растения, так и фитоценоза, позволяют видеть основные направления оптимизации фотосинтеза и увеличения продуктивности растений. Наиболее полно вопросы фотосинтетической деятельности растений в посевах, связанной с образованием хозяйственного урожая (используемого человеком), его доли в биологическом урожае (т. е. суммарной массе всех органов растения), освещены в работах А. А. Ничипоровича.
В заключительных положениях скажем, что наивысшие урожаи могут быть обеспечены созданием следующих оптимальных условий:
- - Увеличением листовой поверхности в посевах. - Удлинением времени активной работы фотосинтетического аппарата в течение каждых суток и вегетационного периода (поддержка агротехникой и минеральными удобрениями). - Высокой интенсивностью и продуктивностью фотосинтеза, максимальными суточными приростами сухого вещества. - Максимальным притоком продуктов фотосинтеза из всех фотосинтезирующих органов в хозяйственно важные органы и высоким уровнем использования ассимилятов в ходе биосинтетических процессов.
Похожие статьи
-
Фотосинтез и урожай - Значение фотосинтеза для урожайности сельскохозяйственных культур
Фотосинтетическая функция зеленого растения лежит в основе формирования урожая. Культурные растения способны быстро размножаться, покрывать зеленым...
-
Значение фотосинтеза в природе - Значение фотосинтеза для урожайности сельскохозяйственных культур
Фотосинтез - единственный процесс в биосфере, ведущий к увеличению ее свободной энергии за счет внешнего источника. Запасенная в продуктах фотосинтеза...
-
Зеленая архитектура - Значение фотосинтеза для урожайности сельскохозяйственных культур
Экскурсия по лабиринтам зеленого листа очень поучительна. Так, в XVIII веке немецкий биолог и инженер С. Швенденер обратил внимание на продолговатые...
-
Введение - Значение фотосинтеза для урожайности сельскохозяйственных культур
Фотосинтез (от слов "фото" и "синтез") - уникальный физико-химический процесс, осуществляемый на Земле всеми зелеными растениями и некоторыми бактериями...
-
Плодородие почвы является материальной основой урожая и характеризуется комплексом показателей: химических, физических, биологических свойств почвы и ее...
-
На основе анализа информации, приведенной в 1 главе пояснительной записки можно сделать следующие выводы: - все основные показатели деятельности...
-
Картофель - культура универсального назначения. При высокой урожайности (20-30 т/га) это главное крахмалоносное растение (из незерновых). Картофель -...
-
Посев зерновых культур -- одна из самых важных, ответственных и срочных работ. Своевременное проведение и высокое качество сева оказывают решающее...
-
Оценка пашни хозяйств района по урожайности основных сельскохозяйственных культур - Оценка земель
Оценка производится наложением оценочной шкалы на объект оценки. На основе данных площадей групп почв хозяйств (приложение, табл. 5 рабочей тетради) и...
-
За объект оценки пашни принимаются агропроизводственные группы почв. На основании данных таблицы 5 приложения составляется экспликация...
-
Учитывая важность проблемы увеличения производства растительного белка как для использования в пищу, так и для кормления животных, сейчас над ее решением...
-
Технология возделывания зерновых культур должна соответствовать почвенно-климатическим условиям региона, а техника должна отвечать требованиям...
-
Восстановление и развитие сельского хозяйства объявлено в Чечне приоритетным направлением. В ходе военных действий агропромышленному комплексу Чечни был...
-
Заключение - Конституция, экстерьер и интерьер сельскохозяйственной птицы
Продуктивные качества, особенности экстерьера и конституции, свойственные птице разных видов, пород и линий, наследуются, но под влиянием селекции,...
-
Оптимизация управления и регулирования урожая сельскохозяйственных культур
Оптимизация управления и регулирования урожая сельскохозяйственных культур Продукционный сельскохозяйственный агроэкосистема биофильный Оптимизация...
-
Лен-долгунец - Linum usitatissimum (elongata) - однолетнее растение. Продуктивной его частью служит тонкий, прямой, светло-зеленый гладкий стебель,...
-
В решении проблемы растительного белка решающая роль принадлежит зерновым бобовым культурам, которые относятся к числу наиболее древних на Земле...
-
Заключение - Анализ деятельности сельскохозяйственного предприятия
За время прохождения практики были решены следующие задачи: 1. закреплены и углублены теоретические знания 2. накоплен опыт практической работы по...
-
Анализ семян сельскохозяйственных культур на посевные качества осуществляется государственными семенными инспекциями по единым методам (ГОСТ 12036-85...
-
Заключение, Список используемых источников - Клональное размножение и оздоровление растений
В целом методы клонального микроразмножения, несомненно, имеют ряд преимуществ перед существующими традиционными способами размножения: - получение...
-
Заключение - Агротехника гороха. Расчет величины урожая
Главным обстоятельством при выборе основной культуры, которую предполагается выращивать в хозяйстве, являются природно-климатические условия (наиболее...
-
Лен-долгунец относится к группе культур, достаточно требовательных к предшественникам. Требовательность льна заключается в необходимости проведения...
-
1 Обоснование внедрения удобрений. Правильная система удобрения - это комплекс агрономических и организационных мероприятий по рациональному...
-
Заключение - Кормление сельскохозяйственных животных
В теоретической части моей работы была изучена тема - "Научные основы полноценного кормления самцов-производителей разных видов". В этой теме были...
-
Все зерновые бобовые культуры принадлежат к семейству Бобовые (Fabaceae) и имеют много общего в биологии растений, приемах возделывания и качестве...
-
В настоящее время в сельском хозяйстве для разведения сельскохозяйственных животных активно применяется на практике метод искусственного осеменения...
-
Таблица 9 Наименование работ и их последовательность Оптимальные сроки выполнения работ Препараты, норма расхода Состав агрегата 1. Лущение стерни после...
-
На молочные заводы из молочного комплекса доставляют автотранспортным путем в автоцистернах. Последние и специальные прицепы к ним наиболее удобны для...
-
Требования к посеву зерновых при ресурсосберегающих технологиях Ресурсосбережение выступает в современных условиях в качестве одного из приоритетных...
-
В хозяйстве Технологические карты возделывания сельскохозяйственных культур Технологические карты возделывания сельскохозяйственных культур включает...
-
Заключение - Ветеринарно-санитарные и гигиенические требования к помещениям для лошадей
Коневодство Казахстана априори является одним из основных секторов в экономике государства. Издревле лошадь считалась для номада и источником питания, и...
-
Допущенные к работе тракторы, комбайны, другие мобильные и стационарные машины, механизмы и оборудование должны быть исправны, опробованы на холостом...
-
В 1962 году Белкенгем и Миллер предложили устранение латентного А вируса земляники при помощи культуры меристем, и заметили, что успех размножения...
-
Итак, в данной выпускной экзаменационной работе полностью рассмотрены вопросы по установке с/х техники на хранение. В теоретической части данной работы...
-
Заключение, Список используемой литературы - Лесные культуры
По результатам проведенной работы в Петровском лесничестве Новгородской области был запроектирован питомник площадью 10 га. Из них 7,9 га продуцирующей...
-
В результате выполнения работ по создания комплексного геоинформационного проекта для оценки состояния земельных ресурсов на территории города...
-
Введение - Санитарно-гигиенические требования к помещениям для содержания индеек
Индейководство в России стало развиваться в 17 веке. Отрасль быстро развивалась и в 19 веке уже широко распространилась по стране. Однако в годы первой...
-
Оценка сельскохозяйственных животных по экстерьеру и конституции, насчитывающая более чем двухтысячелетнюю историю, в сочетании с другими показателями...
-
Размещение культуры в севообороте Важное значение для получения устойчивых урожаев имеет правильное размещение чечевицы в севообороте. На приусадебном...
-
Интегрированная защита растений -- система управления фитосанитарным состоянием экосистем путем комплексного использования различных средств и методов...
Заключение - Значение фотосинтеза для урожайности сельскохозяйственных культур