Пути повышения биологической продуктивности в искусственных экосистемах реферат

Обновлено: 02.07.2024

Органические вещества растительной клетки, доказательства их наличия в растении.

Неорганические вещества клеток растений. Доказательства их наличия и роли в растении.

Био-, макро-, микроэлементы и их роль в жизни растения.

Практические доказательства образования органических веществ в растении путем фотосинтеза. Повышение продуктивности фотосинтеза в искусственных экологических системах.

Доказательства передвижения органических и неорганических веществ в растении.

Создание и поддержание культур бактерий, одноклеточных водорослей, простейших. Наблюдения за их строением и жизнедеятельностью.

Наблюдения за экологическим исключением трофически близких видов простейших при совместном обитании.

Доказательства разной интенсивности метаболизма в разных условиях у растений и животных.

Витамины, ферменты и гормоны и их роль в организме. Нарушения при их недостатке и избытке.

Прокариотические организмы и их роль в биоценозах.

Практическое значение прокариотических организмов (на примерах конкретных видов).

Клетка эукариотических организмов. Мембранный принцип ее организации.

Структурное и функциональное различие растительной и животной клеток.

Митохондрии как энергетические станции клеток. Стадии энергетического обмена в различных частях митохондрий.

Строение и функции рибосом и их роль в биосинтезе белка.

Ядро как центр управления жизнедеятельностью клетки, сохранения и передачи наследственных признаков в поколениях.

Клеточная теория строения организмов. История и современное состояние.

Биологическое значение митоза и мейоза.

Бесполое размножение, его многообразие и практическое использование.

Половое размножение и его биологическое значение.

Чередование полового и бесполого размножения в жизненных циклах хвощей, папоротников, простейших. Биологическое значение чередования поколений.

Партеногенез и гиногенез у позвоночных животных и их биологическое значение.

Эмбриологические доказательства эволюционного родства животных.

Биологическое значение метаморфоза в постэмбриональном развитии животных.

Влияние окружающей среды и ее загрязнения на развитие организмов.

Влияние курения, употребления алкоголя и наркотиков родителями на эмбриональное развитие ребенка.

Закономерности фенетической и генетической изменчивости.

Наследственная информация и передача ее из поколения в поколение.

Драматические страницы в истории развития генетики.

Успехи современной генетики в медицине и здравоохранении.

Центры многообразия и происхождения культурных растений.

Центры многообразия и происхождения домашних животных.

Значение изучения предковых форм для современной селекции.

История происхождения отдельных сортов культурных растений.

История развития эволюционных идей до Ч.Дарвина.

Эволюционные идеи Ж.Б.Ламарка и их значение для развития биологии.

Предпосылки возникновения эволюционной теории Ч.Дарвина.

Современные представления о механизмах и закономерностях эволюции.

Формирование устойчивых популяций микроорганизмов и вредителей культурных растений к воздействию ядохимикатов как доказательство их адаптивных возможностей.

Адаптивная радиация организмов (на конкретных примерах) как результат действия естественного отбора.

Араморфозы в эволюции позвоночных и беспозвоночных животных.

Современные представления о зарождении жизни.

Различные гипотезы происхождения.

Принципы и закономерности развития жизни на Земле.

Ранние этапы развития жизни на Земле.

Причины и возможная история выхода на сушу растений и животных.

Расцвет рептилий в мезозое и возможные причины исчезновения динозавров.

Современные представления о происхождении птиц и зверей.

Влияние движения материков и оледенений на формирование современной растительности и животного мира.

Эволюция приматов и этапы эволюции человека.

Современный этап развития человечества. Человеческие расы. Опасность расизма.

Воздействие человека на природу на различных этапах развития человеческого общества.

Причины и границы устойчивости биосферы к воздействию деятельности людей.

Биоценозы (экосистемы) разного уровня и их соподчиненность в глобальной экосистеме – биосфере.

Видовое и экологическое разнообразие биоценоза как основа его устойчивости.

Различные экологические пирамиды и соотношения организмов на каждой их ступени.

Пути повышения биологической продуктивности в искусственных экосистемах.

Сукцессии и их формы.

Роль правительственных и общественных экологических организаций в современных развитых странах.

Рациональное использование и охрана (конкретных) невозобновимых природных ресурсов.

Рациональное использование и охрана (конкретных) возобновимых природных ресурсов.

Экологические кризисы и экологические катастрофы. Предотвращение их возникновения.

Устойчивое развитие природы и общества.

По теме: методические разработки, презентации и конспекты

Реферат по биологии ученицы 8 класса Шкурко Анастасии

Реферат по биологииученицы 8 классаШкурко Анастасии "Строение гортани".

Реферат. Применение педагогики В.А.Сухомлинского и современных методик обучения на уроках химии и биологии.

Реферат по биологии "Биологические ритмы".

В реферате собран материал о биологических ритмах в мире растений и человека.

темы рефератов по биологии

Самостоятельная работа студента.

Написание реферата является одной из форм обучения, направленной на организацию и повышение уровня самостоятельной работы обучающихся. Методические рекомендации составлены в целях унификации требовани.

Реферат Развитие исследовательских навыков учащихся в процессе проектной деятельности на уроках биологии

Информация об опытеУсловия возникновения опыта. Возникновение и становление опыта проходило в муниципальном бюджетном общеобразовательном учреждении «Средняя общеобразова.

Экосистема, или экологическая система — биологическая система, состоящая из сообщества живых организмов (биоценоз), среды их обитания (биотоп), системы связей, осуществляющей обмен веществом и энергией между ними. Одно из основных понятий экологии.

Пример экосистемы — пруд с обитающими в нём растениями, рыбами, беспозвоночными животными, микроорганизмами, составляющими живую компоненту системы, биоценоз.

1. Любое единство, включающее все организмы на данном участке и взаимодействующее с физической средой таким образом, что поток энергии создаёт чётко определённую трофическую структуру, видовое разнообразие и круговорот веществ (обмен веществами и энергией между биотической и абиотической частями) внутри системы, представляет собой экологическую систему, или экосистему.

2. Сообщество живых организмов вместе с неживой частью среды, в которой оно находится, и всеми разнообразными взаимодействиями называют экосистемой.

3. Любую совокупность организмов и неорганических компонентов окружающей их среды, в которой может осуществляться круговорот веществ, называют экологической системой или экосистемой.

Продуктивность экосистем — это количество органического вещества (в единицах массы или энергии), производимой с единицы поверхности за единицу времени. Например, производительность тропического леса — кг/м кв в год и т.д.

Производительность биологическая (экосистем) бывает первичной, вторичной, чистой и валовой.

Первичная продуктивность (или продукция) — это биомасса или энергия, созданная продуцентами в единицу времени на единицу пространства. Различают валовую первичную продуктивность (ВПП) — скорость, с которой солнечная энергия превращается продуцентами на органическое соединение во время фотосинтеза (ее выражают в кал/м кв в час), и чистую первичную продуктивность (ЧПП) — энергию, что идет на прирост или поглощается деструктором:

где ВПП — валовая первичная продуктивность; ЧПП — чистая первичная продуктивность; Д — энергия дыхания.

Вторичная производительность (или вторичная продукция) — общее количество органического вещества, которая произведена всеми гетеротрофами на единицу площади за единицу времени. Вторичная производительность также делится на валовую и чистую.

2. Продуктивность основных типов природных биомов

продуктивность природная биом агроэкосистема

Биом - это природная зона или область с определенными климатическими условиями и соответствующим набором доминирующих видов растений и животных (живое население), составляющих географическое единство. Для разграничения наземных биомов, кроме физико-географических условий среды, используют сочетания жизненных форм растений, их составляющих. Например, в лесных биомах доминирующая роль принадлежит деревьям, в тундре - многолетним травам, в пустыне - однолетним травам, ксерофитам и суккулентам.

Продвигаясь с севера к экватору, можно выделить девять основных типов сухопутных биомов. Приведем их краткую характеристику.

1. Тундра. Расположена между полярными льдами и таежными лесами к югу. Характерной особенностью этого биома является малое годовое количество осадков - всего 250 мм в год. Основные лимитирующие факторы - низкая температура и короткий сезон вегетации.

2. Тайга (биом бореальных (северных) хвойных лесов). Это один из самых обширных по площади биомов. Здесь растут вечнозеленые хвойные древесные породы: лиственница, ель, пихта, сосна. Из лиственных обычна примесь ольхи, березы, осины. Крупных животных мало, в основном это лоси и олени, но обитает большое количество хищников: куницы, рыси, волки, росомахи, норки, соболи. Многочисленные грызуны.

3. Листопадные леса умеренной зоны. В умеренном поясе, где достаточно влаги (800-1500 мм в год), а жаркое лето сменяется холодной зимой, развились леса определенного типа. К существованию в таких условиях приспособились деревья, сбрасывающие листву в неблагоприятное время года: дуб, бук, клен, граб, орешник. Вперемешку с ними встречаются здесь и сосна, и ель. Среди представителей животного мира можно отметить кабана, волка, оленя, лисицу, медведя, а также дятла, синицу, дрозда, зяблика и др. Современная лесная растительность здесь сформировалась под непосредственным влиянием человека.

4. Степи умеренной зоны. Степи занимают внутренние пространство евразийского, североамериканского континентов, юг Южной Америки и Австралии. Решающий фактор существования степей - климат. Осадков здесь недостаточно для существования деревьев, но и не настолько мало, чтобы образовались пустыни. В год выпадает от 250 до 750 мм осадков. Почвы степей с высокими травами богаты гумусом, поскольку к концу лета травы погибают и быстро разлагаются. В настоящее время здесь можно встретить порой только одомашненных коров, лошадей, овец и коз.

5. Растительность средиземноморского типа. Этот биом носит специфическое название - чапарраль. Его распространение приурочено к областям с мягкими дождливыми зимами и нередко засушливым летом. Преобладает жестколистная растительность с толстыми и глянцевыми листьями. В Австралии такую растительность составляют деревья и кустарники из рода эвкалипт. Из животных встречаются кролики, древесные крысы, бурундуки, некоторые виды оленей. В этом биоме важную роль играют пожары, которые, с одной стороны, благоприятствуют росту трав и кустарников (в почву возвращаются элементы питания), а с другой - создают естественный барьер от вторжения пустынной растительности.

6. Пустыни. Биом пустынь характерен для засушливых и полузасушливых зон Земли, где выпадает менее 250 мм осадков. Пустыни занимают около 1/5 поверхности суши. Среди них выделяют:

■ пустыни, где годами не выпадает ни одного дождя (центральная Сахара, пустыни Такла-Макан в Центральной Азии, Атакама в Южной Америке, Ла-Жойа в Перу и Асуан в Ливии). В среднем такие пустыни получают около 10 мм осадков в год;

■ пустыни, где выпадает менее 100 мм осадков в год (растительность здесь сосредоточивается вдоль русел рек, наполняющихся только после дождя);

■ пустыни, где выпадает от 100 до 200 мм' осадков в год (возделывать культуры здесь невозможно, но многолетняя растительность встречается повсюду).

7. Тропические саванны и лугопастбищные земли. Данный биом распространен на довольно бедных почвах, что послужило причиной относительной его сохранности.

Биом располагается по обеим сторонам от экваториальной зоны между тропиков. Типичный пейзаж саванны - высокая трава с редкостоящими деревьями из родов акация, баобаб, древовидные молочаи . Растения вынуждены здесь приспосабливаться к сухим сезонам и пожарам.

Видовое разнообразие животных в саваннах значительно меньше, чем в тропических лесах, но отдельные виды выделяются высокой плотностью особей, образуя стада, табуны, стаи, прайды. В саваннах Африки пасется такое количество копытных, которое не встречается ни в одном другом биоме. Растениями питаются многие звери и птицы: бородавочники, зебры, жирафы, слоны, цесарки, страусы.

8. Тропическое или колючее редколесье. Это в основном светлые редкослойные лиственные леса и колючие, причудливо изогнутые кустарники. Данный биом характерен для южной, юго-западной Африки и юго-западной Азии. Монотонно-однообразная растительность иногда украшается величественными баобабами. Лимитирующий фактор здесь - неравномерное распределение осадков, хотя в целом их выпадает достаточное количество.

9. Тропические леса. Биом занимает тропические области Земли в бассейнах Амазонки и Ориноко в Южной Америке; бассейны Конго, Нигера и Замбези в Центральной и Западной Африке, Мадагаскар, Индо-Малайскую область и Борнео-Новую Гвинею. Тропики обычно называют джунглями.

В кронах обитает многочисленное и разнообразное население. Среди птиц, обитающих в кронах, немало таких, которые не слишком хорошо летают, в основном они прыгают и лазают (птицы-носороги, райские птицы).

Растительность тропического леса предстает перед путешественником сплошной стеной растений, поднимающихся на высоту до 75 м (рис. 6.12). Главной особенностью тропических лесов является то, что произрастают они на крайне бедных почвах. Верхний слой почвы не превышает 5 см на склонах. Под ним обычно лежит красная латеритная глина, лишенная питательных веществ.

3. Агроэкосистемы и их продуктивность

Агроэкосистема (сельскохозяйственная экосистема, агроценоз, агробиоценоз) - биотическое сообщество, созданное и регулярно поддерживаемое человеком с целью получения сельскохозяйственной продукции. Обычно включает совокупность организмов, обитающих на землях сельхозпользова-ния. Характерная особенность агроэкосистем - малая экологическая надежность, но высокая урожайность одного или нескольких видов растений (или сортов культивируемых растений). К агроэкосистемам относят поля, сады, огороды, виноградники, крупные животноводческие комплексы с прилегающими пастбищами и т.д.

Ароэкосистемы представляют собой искусственные системы и отличаются от естественных экосистем рядом особенностей:

1. В них резко снижено разнообразие видов: снижение видов культивируемых растений снижает и видовое разнообразие животного населения биоценоза

3. Агроэкосистемы получают дополнительную энергию, субсидируемую человеком, кроме солнечной.

4. Экосистемы полей, садов, пастбищ, огородов и других агроценозов – это упрощение системы, поддерживаемые человеком на ранних стадиях сукцессии, и они столь же неустойчивы и неспособны к саморегуляции, как пионерные сообщества, а потому не могут существовать без поддержки человека.

4. Мировой уровень производства и потребления продукции основных агрокультур

В последнем докладе Продовольственной и сельскохозяйственной организации ООН (FAO) о состоянии мирового рынка продовольствия в 2010-2011 годах аналитики предупреждают, что мир должен быть готов к дальнейшему повышению цен в следующем году.

По данным Международного Совета по зерновым культурам, производство зерна в следующем году ожидается на уровне 1.725 млн. тонн, что ниже показателя предыдущего года на 3,5%. В основном данное сокращение вызвано неутешительным прогнозом урожая по кукурузе. С другой стороны, мировое потребление зерна возрастет – на 1,6% от уровня предыдущего года к 1,786 млн. тонн. Таким образом, ввиду увеличивающегося потребления и сокращающегося производства, запасы зерна могут сократиться на 61 млн. тонн и составить 340 млн. тонн. Главные экспортеры зерновых - Аргентина, Австралия, США, Канада, Европа, Казахстан, Россия, Украина. Согласно прогнозу, они сократят запасы на 55 млн. тонн, достигнув минимума с 2003 года. С учётом ожидаемого сокращения мировых запасов, сбор урожая в следующем году станет критичным для установления стабильности на мировых рынках.

Всего по рынку зерновых, млн. тонн

По оценке Министерства Сельского Хозяйства США (USDA) прогноз мирового производства пшеницы в 2010-2011 годах - 644 млн. тонн, что на 5% меньше, чем в прошлом году. Совокупное потребление, по прогнозам, возрастет на 10 млн. тонн и составит 660 млн. тонн. Запасы сократятся на 76 млн. тонн, учитывая существенные сокращения в России и Украине.

Пшеница, млн. тонн	06/07	07/08	08/09	09/10	10/11(прогноз)
Производство	598	609	686	677	644
Потребление	610	612	638	650	660
Запасы год. изменение(абс.)	125	121	169	196	180
Запасы год. изменение(абс.)	-12	-4	48	27	-16

Так же, как пшеница, кукуруза с июля сформировала устойчивый восходящий тренд. С середины лета прирост стоимости составил 60%.

Согласно ноябрьским исследованиям Международного совета по зерну (IGS), мировое производство кукурузы в следующем году составит 810 млн. тонн. Планируемый показатель почти равен показателю 2010 года, в то время как потребление вырастет на 27 млн. тонн, до 840 млн. Таким образом, запасы пшеницы уменьшатся до 121 млн.тонн, т.е на 20% по сравнению с предыдущим годом.

Кукуруза, млн. тонн	06/07	07/08	08/09	09/10	10/11(прогноз)
Производство	710	795	798	811	810
Потребление	725	775	781	813	840
Запасы год. изменение(абс.)	117	137	155	152	121
Запасы год. изменение(абс.)	-16	20	18	-3	-31

По прогнозам Международной сахарной организации (ISO) в первой половине 2011 года ситуация останется напряженной, так как совокупное производство, оцениваемое в размере 161,9 млн. тонн существенно не дотянет до показателя потребления, прогнозный уровень которого превысит 237 млн.

Дальнейший ажиотажный спрос может привести к дефициту на мировом рынке сахара и росту цен на него. Однако запасы прогнозируются на уровне, не меньшем, чем значение предыдущего года, что дает надежду на способность ведущих производителей все же покрыть спрос.

Вы можете изучить и скачать доклад-презентацию на тему Пути повышения биологической продуктивности в искусственных экосистемах. Презентация на заданную тему содержит 6 слайдов. Для просмотра воспользуйтесь проигрывателем, если материал оказался полезным для Вас - поделитесь им с друзьями с помощью социальных кнопок и добавьте наш сайт презентаций в закладки!

Пути повышения биологической продуктивности в искусственных экосистемах Подготовила обучающаяся группы 11 технологов Картамышева Ольга

Содержание 1. Пути повышения продуктивности естественных экосистем. 2. Индустриальная технология выращивания растений 3. Гидропонный способ выращивания растений

Пути повышения продуктивности естественных экосистем. Подобное вмешательство человека в жизнь естественных экосистем способствует улучшению аэрации почвы, обогащению ее питательными веществами и в конечном итоге приводит к заметному повышению продуктивности экосистем.

. Индустриальная технология выращивания растений В силу ряда причин (строительство городов, промышленных предприятий, электростанций, дорог и т.д.) количество посевных площадей во всем мире неуклонно снижается. Поэтому для того чтобы обеспечить продуктами питания возрастающее население нашей планеты, необходимо развивать агроиндустрию, которая базируется на культивировании растений в искусственно созданных условиях. Агроиндустрия имеет немало преимуществ в сравнении с традиционным естественным земледелием: она дает возможность избавиться от капризов погоды, сорняков и вредителей, использовать в полной мере вносимые удобрения, создать оптимальные условия для выращивания растений в течение всего года, в том числе в осенне-зимний период, освободить значительные территории и решить многие другие сельскохозяйственные, экологические и демографические проблемы.

Гидропонный способ выращивания растений Гидропоника — выращивание растений на искусственной среде с использованием питательного раствора Известно несколько способов выращивания растений без почвы. Наиболее распространены гравийные среды, где в качестве субстрата используют гравий, щебень, шлак, песок, керамзит, вермикулит. В ряде стран для искусственных питательных сред используют древесные опилки, стружки, органический мусор и т.д.

Экосистемы — это одно из ключевых понятий экологии, которое представляет собой систему, включающую в себя несколько компонентов: сообщество животных, растений и микроорганизмов, характерную среду обитания, целую систему взаимосвязей, благодаря которым осуществляется взаимообмен веществами и энергиями.

В науке существует несколько классификаций экосистем. Одна из них разделяет все известные экосистемы на два больших класса: естественные, созданные природой, и искусственные — те, что создал человек. Их еще называют нообиогеоценозами или социоэкосистемами. Примеры: поле, пастбище, город, общество, космический корабль, зоосад, сад, искусственный пруд, водохранилище.

Самым простым примером искусственной экосистемы является аквариум. Здесь ареал обитания ограничен стенками аквариума, приток энергии, света и питательных веществ осуществляется человеком, он же регулирует температуру и состав воды. Численность обитателей также изначальна определена. Не редко в искусственных экосистемах, с целью получения наибольшего результата за наименьшие сроки прибегают к ускорению множества процессов и промежуточных циклов таких систем, чем несомненно повышают эффективность и снижают затраты времени стандартных циклов экосистем. Именно поэтому справедливо считать большинство экосистем, созданных искусственным методом ускоренными.

1 Искусственные экосистемы и пути проведения мероприятий по увеличению их продуктивности

Агроэкосистема (от греч. agros — поле) — биотическое сообщество, созданное и регулярно поддерживаемое человеком с целью получения сельскохозяйственной продукции. Обычно включает совокупность организмов, обитающих на землях сельхозпользования.

К агроэкосистемам относят поля, сады, огороды, виноградники, крупные животноводческие комплексы с прилегающими искусственными пастбищами.

Характерная особенность агроэкосистем — малая экологическая надежность, но высокая урожайность одного (нескольких) видов или сортов культивируемых растений или животных. Главное их отличие от естественных экосистем — упрощенная структура и обедненный видовой состав.

В современном сельскохозяйственном производстве для сохранения высокой продуктивности и защиты видов сельскохозяйственных растений и животных, полученных с помощью селекции, проведенной по признаку концентрации ассимилированной энергии в определенных органах, необходимо компенсировать вынос продукции с урожаем за счет затрат материалов и энергии.

С увеличением размера ферм, повышением уровня механизации и ростом интенсификации дифференциальная эффективность затрат материалов и энергии в сельском хозяйстве уменьшилась. В частности, снизилась эффективность дополнительных затрат удобрений. Эффективность внесения удобрений в более высоких нормах значительно ниже в регионах, подверженных распространению эрозии почв, а также, вероятно, в регионах с высоким содержанием соединений, загрязняющих атмосферу — окислителей и сернистого газа. Наконец, некоторые современные сорта сельскохозяйственных культур, например, кукурузы, подвержены в большей степени влиянию условий окружающей среды, чем старые сорта, и поэтому больше зависят от значительных затрат на проведение соответствующих защитных мероприятий.

1. Пути повышения продуктивности искусственных экосистем
Продуктивность экологической системы – это скорость, с которой продуценты усваивают лучистую энергию солнца в процессе фотосинтеза, образуя органическое вещество.
Стратегическим направлением развития сельскохозяйственного производства является повышение урожайности культурных растений, что позволит обеспечить растущее население продовольствием при сохранении прежних посевных площадей. Этого можно достичь следующими путями:
1. Выведением и внедрением в производство новых высокоурожайных сортов растений;
2. Соблюдением высокой культуры земледелия, которая включает на учено обоснованные приемы обработки почвы, полива и внесения оптимальных доз удобрений, соблюдение сроков посева и глубины заделки семян;
3. Созданием интегрированной системы защиты растений, которая на ряду, с химическими методами борьбы с вредителями, сорняками и болезнями включает правильные севообороты и применение биологических методов борьбы;
4. Орошением и др.
Радикальным способом повышения продуктивности искусственных экосистем является культивирование растений в теплицах с использованием гидропоники.
Искусственные экосистемы (но биогеоценозы или социума экосистемы) – это совокупность организмов, живущих в созданных человеком условиях. В отличие от экосистемы включает в себя дополнительное равноправное сообщество, называемое неоценовом.

Зарегистрируйся, чтобы продолжить изучение работы

2. Пути повышения продуктивности фотосинтеза
Продуктивность фотосинтеза. Определяют по накоплению ассимилянтов в растении. При этом используют такие методы, как: 1. Изменение количества сухого вещества высечек из листа через определенный временной промежуток,
2. Накопление углеводов в листе через определенный временной промежуток,
3. Изменение теплоты сгорания сухого вещества листьев за период экспозиции их на свету.
В процессе вегетации интенсивность и продуктивность фотосинтеза возрастают постепенно от начала развития, достигают максимума в фазе цветения-плод образования, а затем постепенно убывают.
Основываясь на механизмах влияния внутренних и внешних факторов, действующих на показатели фотосинтетической активности растений, в практике сельского хозяйства используют ряд приемов, позволяющих увеличить интенсивность фотосинтеза и повысить урожайность сельскохозяйственных культур.
Прежде всего, это точное соблюдение оптимальной технологии: 1 . соблюдение режима орошения, 2. соблюдение режима минерального питания, 3. использование необходимых внекорневых подкормок микроэлементами, 4. повышение в защищенном грунте концентрации углекислого газа за счет применения органических удобрений (внесение навоза), использования сухого льда, под дымление парниковых рам. При этом у огурцов не только повышается интенсивность фотосинтеза, но и увеличивается количество женских цветков.
Соотношение между количеством усвоенного в процессе фотосинтеза углекислого газа и накопленного сухого органического вещества называется коэффициентом эффективности фотосинтеза.
Необходимо учитывать, что на итоговое накопление органического вещества влияют два процесса: фотосинтез и дыхание. Количество накапливаемых органических веществ зависит от интенсивности фотосинтеза и дыхания растений, то есть от положения компенсационной точки. Компенсационная точка характеризует такое состояние растения, когда в нем фотосинтез и дыхание полностью уравновешиваются, при таких условиях органическое вещество не накапливается.
Накопление органического вещества растением за определенный период или за всю его жизнь следует рассматривать как разницу между количеством, созданного на свету органического вещества и израсходованного на дыхание.
Кроме того, в процессе преобразования веществ также может происходить уменьшение массы (например, масса клетчатки на 10% меньше массы глюкозы, из которой она образуется), на накопление органического вещества влияет также опадение или гибель частей растения (цветков, корневых волосков) в период вегетации.
При оптимальных условиях влажности и температурного режима важно также соблюдать оптимальное размещение растений. Для лучшего освещения растений рядки располагают с востока на запад или с северо-востока на юго-запад. Величина урожая в значительной мере зависит от оптимальной структуры посевов.
Структурой посевов называется создаваемая архитектоника сообщества растений, которое характеризуется определенными морфологическими признаками и физиологическими функциями, а оптимальная структура - это такой посев, который имеет высокий КПД фотосинтеза и обеспечивает максимальный урожай.
Обычно потери энергии на дыхание составляют 15-25%, но при загущенном посеве нижние, а частью и средние листья становятся не столько синтезирующими, сколько потребляющими.
Одной из важнейших задач селекции является создание сортов, способных развивать большую фотосинтезирующую поверхность, имеющих высокую продуктивность фотосинтеза и дающих большой биологических и хозяйственный урожай.
В сельском хозяйстве наибольший интерес представляет получение конечного продукта - полезной накопленной биомассы растений, то есть чистой продуктивности фотосинтеза.
Чистую продуктивность фотосинтеза определяют, пользуясь легко определяемыми величинами: площадью листовой поверхности и фактически накопленной биомассой:
В2-В1
Фч. пр. = - ---------------
(Л1+Л2).1/2п,
где В1 и В2 - масса сухого вещества пробы урожая в начале и конце учетного периода, В2 - В1 - прирост сухой массы за учетный период (п дней), Л1 и Л2 - площадь листьев пробы в начале и конце периода, (Л1+Л2).1/2п - средняя площадь листьев за указанный отрезок времени, п - число дней в учетном периоде.
Кроме общей чистой продуктивности фотосинтеза определяют и интенсивность работы листьев, направленную на создание хозяйственной части урожая. В этом случае вместо В2 - В1 подставляют величины Х2 - Х1, то есть прирост сухой массы хозяйственной части урожая.
Фотосинтетический потенциал растений - это сумма ежедневных показателей площади листьев посева за весь вегетационный период (или за его часть), выраженная в м2. дни/га.

3. Повышение продуктивности фотосинтеза в искусственных экологических системах
Культурные растения способны быстро размножаться, покрывать зеленым экраном своей листвы громадные площади, улавливать колоссальное количество солнечной энергии и образовывать великое множество разнообразных органических веществ.
В результате фотосинтеза создается 95 процентов сухого вещества растений. Поэтому мы с полным правом можем утверждать, что управление этим процессом - один из наиболее эффективных путей воздействия на продуктивность растений, на их урожай.
Физиологи растений совершенно правильно считают, что основная задача работ в области фотосинтеза - сохранение и поддержание на более высоком уровне фотосинтетической деятельности естественной растительности Земли, максимальное повышение фотосинтетической продуктивности культурных растений. Каковы же пути управления человеком фотосинтетической деятельностью растений? Часто сдерживающим фактором фотосинтеза является недостаток углекислого газа.
Обычно в воздухе присутствует около 0,03 процента СО2.Однако над интенсивно фотосинтезирующим полем его содержание уменьшается иногда в три-четыре раза по сравнению с приведенной цифрой. Вполне естественно, что из-за этого фотосинтез тормозится. Между тем для получения среднего урожая сахарной свеклы один гектар ее посевов должен усваивать за сутки около 300-400 килограммов углекислого газа. Такое количество содержится в колоссальном объеме воздуха.
Опыты известного отечественного физиолога растений В. Н. Любименко показали, что увеличение количества углекислого газа в атмосфере до 1,5 процента приводит к прямо пропорциональному возрастанию интенсивности фотосинтеза

Читайте также: