Новости

Фотосинтез и урожай

26/05/2021

В нашей сегодняшней публикации мы остановимся на такой важной теме, как фотосинтез. Как протекает данный процесс, какие фазы обязательны для его прохождения, какие факторы могут снизить или повлиять на его эффективность, как активность протекания фотосинтеза влияет на урожай и как можно увеличить фотосинтетическую активность растений. И поскольку уже во всех регионах нашей страны активно идёт вегетация, то эта тема как нельзя кстати.

Фотосинтез – это сложный биохимический процесс, в результате которого из неорганических веществ под действием света образуются органические соединения.

Но как именно и где происходит это превращение?

Если взглянуть под большим увеличением на клетку растения, то среди её органоидов, находящихся в цитоплазме, мы сможем увидеть маленькие зелёные включения в форме диска или линзы – хлоропласты. Это и есть те самые «лаборатории», внутри которых и происходит всё таинство. Сама же эта лаборатория также имеет очень сложное внутреннее строение! Что уж тут говорить, если даже мембран у хлоропласта две. Это нужно для того, чтобы разделять одновременно проходящие, но несовместимые друг с другом фотосинтетические реакции и продукты синтеза.

Но нас будет интересовать особый пигмент, который располагается в ламмелах (органоидах хлоропласта)хлорофилл. Именно он является главным действующим лицом во всём этом процессе. Его содержание в хлоропласте может достигать до 10% сухого вещества. Остальной объём приходится на белковые соединения, липоиды, углеводы и минеральные элементы. Сам же хлорофилл состоит из атомов углерода, водорода, кислорода и азота, а центральное место в нём занимает ион магния. Именно он обуславливает зелёный цвет хлорофилла в частности и всей листовой поверхности в целом.

Когда квант от светового излучения попадает на хлоропласт, именно ион магния становится тем реакционным центром, с которого начинается вся цепочка реакций присоединения и отдачи электронов атомами в результате которых образуются новые молекулы. Параллельно с этим, под действием того же солнечного излучения происходит фотолиз (расщепление) молекулы воды. В результате чего от неё отсоединяется атом кислорода и образуются положительно заряженные ионы водорода. Кислород в этой реакции является невостребованным и уходит в атмосферу. Эта фаза фотосинтеза называется световой и, как следует из названия, для её прохождения необходима солнечная энергия.

Темновая фаза не зависит от солнечного излучения и может проходить как на свету, так и в его отсутствии. Но именно в этой фазе происходит преобразование неорганического углерода (углекислого газа) в органические соединения (глюкозу) с помощью энергии молекул АТФ и НАДФ, которые образовались в световой фазе.

Итак, проследив путь образования глюкозы из углекислого газа, становится очевидным огромное значение вышеперечисленных факторов и элементов. Разумеется, в данном процессе намного больше «участников».

К примеру, железо является катализатором, а также участником процесса образования хлорофилла, а содержащий железо белок ферредоксин обеспечивает перенос от хлорофилла электронов для образования АТФ и НАДФ. Именно по этой причине мы можем наблюдать магниевый и железистый хлороз (разрушение и нехватка хлорофилла).

Марганец же вообще участвует в активации 35-ти ферментов и осуществляет процесс фотолиза воды и отток глюкозы из листьев. Его дефицит приводит к быстрому разрушению хлорофилла на свету. Поэтому для марганцевого хлороза характерны точечные проявления в виде мелких бледно-желтых пятен. Крайне важно, чтобы при обеспечении растения микроэлементами металлов они должны быть в виде легко усваиваемых соединений и моментально проникать через листовую поверхность!

Температура воздуха также важна! Когда отметка на термометре достигает 35°С интенсивность фотосинтеза значительно снижается, а при 40°С останавливается вовсе.

Интенсивность и продолжительность солнечного излучения, как вы уже догадались тоже имеет большое значение. Ну и естественно, равномерное распределение солнечного света по всей листовой пластине, которое можно обеспечить, грамотно настроив норму высева, не допуская чрезмерного затенения всех ярусов растения. Конечно, не на все факторы человек может повлиять, если речь идет о полевых культурах и культурах открытого грунта. Поэтому мы можем только надеяться на солнечную и тёплую погоду с обильным количеством осадков. В наших же руках способность влиять на все остальные аспекты, увеличивая на каждом этапе эффективность фотосинтеза.