Новини

Фотосинтез і урожай

10/06/2021

У нашій сьогоднішній публікації ми зупинимося на такій важливій темі, як фотосинтез.

Як протікає даний процес, які фази обов'язкові для його проходження, які фактори можуть знизити або вплинути на його ефективність, як активність протікання фотосинтезу впливає на врожай і як можна збільшити фотосинтетичну активність рослин.

   Отже! Фотосинтез - це складний біохімічний процес, в результаті якого з неорганічних речовин під дією світла утворюються органічні сполуки.

Але як саме і де відбувається це перетворення?

   Якщо поглянути під великим збільшенням на клітку рослини, то серед її органоїдів, які перебувають в цитоплазмі, ми зможемо побачити маленькі зелені включення в формі диска або лінзи - хлоропласти. Це і є ті самі «лабораторії», всередині яких і відбувається все таїнство. Сама ж ця лабораторія також має дуже складну внутрішню будову. Що вже тут говорити, якщо навіть мембран у хлоропласта дві. Це потрібно для того, щоб розділяти несумісні один з одним фотосинтетичні реакції і продукти синтезу, які поступають одночасно.

Хлоропласти – двомембрані органели рослинних клітин, саме вони відіграють ключову роль в одному з найважливіших біологічних процесів в природі – фотосинтезі. Саме хлоропласти в процесі фотосинтезу виділяють зелений пігмент хлорофіл. Саме він є головною дійовою особою у всьому цьому процесі. Його вміст у хлоропласті може досягати до 10% сухої речовини. Інший обсяг припадає на білкові сполуки, ліпіди, вуглеводи і мінеральні елементи. Сам же хлорофіл складається з атомів вуглецю, водню, кисню та азоту, а центральне місце в ньому займає іон магнію. Саме він обумовлює зелений колір хлорофілу зокрема і всієї листкової поверхні в цілому.

   Коли квант від світлового випромінювання потрапляє на хлоропласт, саме іон магнію стає тим реакційним центром, з якого починається весь ланцюжок реакцій приєднання і віддачі електронів атомами в результаті яких утворюються нові молекули. Паралельно з цим, під дією того ж сонячного випромінювання відбувається іонізація (розщеплення) молекули води. В результаті чого від неї від'єднується атом кисню і утворюються позитивно заряджені іони водню. Кисень в цій реакції є незатребуваним і йде в атмосферу. Ця фаза фотосинтезу називається світлова і як випливає з назви для її проходження необхідна сонячна енергія.

   Темнова фаза не залежить від сонячного випромінювання і може проходити як на світлі, так і в його відсутності. Але саме в цій фазі відбувається перетворення неорганічного вуглецю (вуглекислого газу) в органічні сполуки (глюкозу) за допомогою енергії молекул АТФ і НАДФ, які утворилися в світловий фазі. У процесах темнової фази фотосинтезу утворюються вуглеводи — первинні органічні речовини.

Отже, простеживши шлях утворення глюкози з вуглекислого газу, стає очевидним величезне значення перерахованих вище факторів і елементів. Зрозуміло, в даному процесі набагато більше «учасників». Наприклад залізо, є каталізатором, а також учасником процесу утворення хлорофілу, а що залізовмісний білок фередоксин забезпечує перенесення від хлорофілу електронів для утворення АТФ і НАДФ. Саме з цієї причини ми можемо спостерігати магнієвий і залізний хлороз (руйнування і нестача хлорофілу). Марганець ж взагалі бере участь в активації 35-ти ферментів і здійснює процес фотолізу води і відтік глюкози з листя. Його дефіцит призводить до швидкого руйнування хлорофілу на світлі. Тому для марганцевого хлорозу характерні точкові прояви у вигляді дрібних блідо-жовтих плям. Над важливо, щоб при забезпеченні рослин мікроелементами металів вони повинні бути у вигляді легко засвоюваних сполук і миттєво проникати через листкову поверхню!

   Температура повітря також важлива! Коли відмітка на термометрі досягає +35оС інтенсивність фотосинтезу значно знижується, а при +40оС зупиняється зовсім. Інтенсивність і тривалість сонячного випромінювання, як ви вже здогадалися теж має велике значення. Ну і природньо, рівномірний розподіл сонячного світла по всій листковій пластині, яке можна забезпечити шляхом підбору норму висіву, не допускаючи надмірного затінення всіх ярусів рослини.

Звичайно, не на всі фактори, людина може вплинути, якщо мова йде про польові культури і культури відкритого ґрунту.

Тому ми можемо тільки сподіватися на сонячну і теплу погоду з великою кількістю опадів.

Ми можемо впливати на всі інші фактори, збільшуючи на кожному етапі ефективність фотосинтезу.

 

Інші публікації