Фотосинтез н урожайность

И), Лимитирует ли интенсивность фотосинтеза урожайность [c.233]

Минеральными удобрениями называют соли, содержащие элементы, необходимые для питания растений и вносимые в почву для получения высоких и устойчивых урожаев. В состав растений входят около 60 химических элементов. Для образования ткани растения, его роста и развития требуются в первую очередь углерод, кислород и водород, образующие основную часть растительной массы, далее азот, фосфор, калий, магний, сера, кальций и железо. Источниками веществ, необходимых для питания растений, служат воздух и почва. Из воздуха растения извлекают основную массу углерода в виде диоксида углерода, усваиваемого путем фотосинтеза, а из почвы — воду и минеральные вещества. Некоторое количество диоксида углерода воспринимается корневой системой растений из почвы. Среди минеральных веществ особенно важны для жизнедеятельности растений азот, фосфор и калий. Эти элементы способствуют обмену веществ в растительных клетках, росту растений и особенно плодов, повышают содержание ценных веществ (крахмала в картофеле, сахара в све-кле, фруктах и ягодах, белка в зерне), повышают морозостойкость и засухоустойчивость растений, а также их стойкость к заболеваниям. При интенсивном земледелии почва истощается, т. е. в ней резко снижается содержание усваиваемых растениями минеральных веществ, в первую очередь растворимых в воде и почвенных кислотах соединений азота, фосфора и калия. Истощение почвы снижает урожайность и качество сельскохозяйственных культур. Уменьшение содержания питательных веществ в почве необходимо постоянно компенсировать внесением удобрений. Ввиду огромных масштабов потребления минеральные удобрения— наиболее крупнотоннажный вид химической продукции, годовое количество которой составляет десятки миллионов тонн. [c.143]

Несмотря на чрезвычайно малое содержание микроэлементов в растениях, роль их очень велика при достаточном наличии микроудобрений образование хлорофилла повышается, интенсивность фотосинтеза возрастает, деятельность ферментативного комплекса усиливается, дыхание растений улучшается, восприимчивость растений к заболеваниям понижается. Все это приводит к повышению урожайности. [c.423]

С помощью радиоактивных изотопов углерода изучают реакции, протекающие между органическими веществами, а также проводят обширные исследования в области биологии и сельского хозяйства. Изучается фотосинтез, являющийся одним из наиболее сложных биологических процессов, с целью найти пути управления им. Это способствовало бы повышению урожайности сельскохозяйственных культур. [c.434]

Несмотря на такое сравнительно небольшое содержание СОз в воздухе, роль этого газа в биологических процессах очень велика. Так, одним из основных исходных веществ, необходимых для важнейшего в жизни растений процесса фотосинтеза,- является С.О2. Увеличение содержания в воздухе этого газа повышает эффективность фотосинтеза и способствует увеличению урожайности сельскохозяйственных культур. [c.436]

Растения извлекают из почвы калии, который скапливается преимущественно в молодых побегах. Ионы калия принимают участие в процессе ассимиляции. При его недостатке снижается интенсивность фотосинтеза. Наряду с кальцием и магнием калий регулирует состояние коллоидов протоплазмы. При увеличении содержания калия повышается образование крахмала, сахаров, жиров. Много калия потребляют картофель, свекла, подсолнечник, клевер, лен, табак меньше — рожь, пшеница, овес. Калийные удобрения значительно повышают урожайность. Калий в почве находится в основном в недоступных для растений формах. Несмотря на то что много калия возвращается в почву с навозом, потребность сельского хозяйства в калийных удобрениях очень велика. Почти все калийные удобрения содержат ионы хлора, натрия, магния, которые влияют на рост растений. [c.163]

Для того чтобы достичь этой цели, необходимо оценить относительную важность различных факторов, ограничивающих фотосинтез. Действие этих факторов определяется как внутренними фотобиологическими и физиологическими ограничениями,, так и теми характеристиками окружающей среды, которые сказываются на проявлении этих лимитирующих факторов. К числу таких важнейших факторов относятся индекс урожайности,, свет, СОг, вода, температура, питательные вещества, вредители и болезни, влияние кислорода и фотодыхание, темновое дыхание, ограничение скорости переноса электронов, содержание ферментов карбоксилирования, светособирающих пигментов,, диссипация энергии в побочных реакциях и скорость переноса веществ из хлоропластов. [c.49]

Речь идет о тех случаях, когда ставится задача изучения продуктивности фотосинтеза как фактора урожайности в полевых условиях. — Прим. ред. [c.290]

К важнейшим ферментативным процессам, определяющим будущее сельского хозяйства, относится фотосинтез. Это, пожалуй, главный фактор повышения урожайности растений. Установлено, что цепи ферментативных реакций, осуществляющих фотосинтез, наряду с основным продуктом (углеводами) могут вырабатывать белки и некоторые специальные физиологически активные вещества. Преимущественное образование тех или иных продуктов можно регулировать с помощью света различного спектрального состава, а также минеральных элементов. В сконструированных инженерно-биологических сооружениях создаются условия для повышения коэффициента использования солнечной энергии. Биохимиками в значительной степени расшифрованы ферментные пути и этапы фотосинтеза. [c.307]

При величинах листового индекса, равных оптимальному значению (4—5), повышение урожайности может определяться более высокими показателями фотосинтетических потенциалов. Например, для скороспелых культур они должны быть равны 1,5—2,0 млн. мР —с, для позднеспелых — 3—5 млн. —с. При часто наблюдаемой чистой продуктивности фотосинтеза порядка 5 в сутки и сохранении этой величины в течение большей части вегетационного периода биологические урожаи возросли бы приблизительно до 17 тонн сухой массы с гектара. Однако значительное повышение Л приводит к падению величины чистой продуктивности фотосинтеза и урожая, как это было показано выше (фиг. 122). [c.281]

Интересно, что только у наиболее урожайного последнего сорта, находящегося еще в пристанционном испытании (Альбидум 1616), прибавка урожая была обусловлена значительным повышением величины чистой продуктивности фотосинтеза. Это дало возможность [c.284]

В. А. Кумакову сделать вывод, что именно за счет повышения чистой продуктивности фотосинтеза можно добиться наибольшего прироста урожайности новых сортов. [c.284]

Медь (Си) участвует в фотосинтезе углеводов и образования белковых веществ и витаминов, повышает устойчивость растений к грибковым заболеваниям. При недостатке меди снижается урожайность и ухудшается качество сельскохозяйственных культур. [c.12]

При недостатке микроэлементов в почве замедляется рост растений, усиливаются болезни их и понижается урожайность. Борное голодание, например, снижает стойкость сахарной свеклы к гнили сердечка, озимой пшеницы — к головне и желтой ржавчине, льна— к бактериозу. От недостатка марганца появляется светлая окраска листьев, снижается интенсивность фотосинтеза, снижается сахаристость и количество аскорбиновой кислоты. Медь повышает стойкость к заболеванию картофеля, томатов, растения меньше поражаются фитофторой, злаковые культуры — головней и ржавчиной. На торфяных почвах при недостатке меди растения нередко погибают. При недостатке молибдена в листьях накапливаются нитраты, нарушается обмен, уменьшается содержание белка. От недостатка цинка чаще всего заболевают люцерна, кукуруза, плодовые и цитрусовые деревья. Недостаток железа у растений вызывает хлороз листьев, причем применение железного купороса и других солей железа не эффективно. Выпускают специальные железосодержащие удобрения типа Ре-ДТПА (хелаты). [c.41]

Корневое усвоение СО, принимает большое участие в фотосинтезе. Оно объясняет роль гумуса почв в урожайности. Обогащение почвы карбо-иатами дало на опытных участках повышение урожая ячменя и фасоли на 17—18% [1361]. [c.481]

Интенсивность фотосинтеза является важнейшим фактором, влияющим на урожайность сельскохозяйственных растений. Поэтому изучение различных воздействий, влияющих на фотосинтез, по всей вероятности, должно привести к повышению эффективности сельского хозяйства. [c.272]

Отсюда видно, что управление процессами фотосинтеза, их регулирование представляет собой один из наиболее эффективных путей управления продуктивностью растения, путей воздействия на его урожайность. [c.204]

Растения извлекают из почвы значительные количества калия, скопляющегося преимущественно в молодых, быстро растущих частях растений. Ионы калия принимают участие в процессе ассимиляции,— при недостатке их снижается интенсивность фотосинтеза. Наряду с кальцием и магнием калий регулирует состояние коллоидов протоплазмы. При увеличении содержания калия повышается образование крахмала, сахаров, жиров. Некоторые растения потребляют особенно много калия, к ним относятся картофель, свекла, подсолнечник, клевер, лен, табак. В золе клубня картофеля, например, содержится до 74% К2О (содержание калия принято выражать в процентах окиси калия). Меньше калия потребляют рожь, пшеница, овес, но калийные удобрения значительно повышают и их урожайность. [c.211]

После того как было обнаружено, что растительные гормоны действуют как агенты, контролирующие рост и развитие, естественно, были сделаны попытки использовать эти соединения в сельском хозяйстве и садоводстве в качестве регуляторов роста растений. В этом разделе мы обсудим применение природных и искусственно синтезированных веществ для регулирования динамики роста той или иной культуры. Пестициды и гербициды будут рассмотрены в следующей главе. Во многих случаях надежды, возлагавшиеся ранее на значительное повышение урожая с помощью гормонов, не сбылись, так как гормоны обычно не усиливают фотосинтеза, который в конечном счете и является основой урожайности культуры. Кроме того, применение природных гормонов часто сопровождается разрушением их избыточных количеств в результате адаптивного метаболизма растения. Однако целый ряд химических соединений, полезных для регуляции роста растений, применяется уже в течение многих лет. Большинство из них структурно сходны с природными гормонами, но не идентичны им, поэтому они не сразу [c.439]

При питании механически повреждаются клетки мезофилла листа. При сильном заселении проявляются некрозы, охватывающие со временем всю поверхность листа листья опутываются паутиной. Угнетаются дыхание и фотосинтез растения, резко снижается урожайность. [c.302]

Для расширения ассортимента антихлорозных препаратов в условиях высококарбонатной хлорозоопасной почвы испытаны комплексонаты железа с фосфорсодержащими комплексонами (ОЭДФ и НТФ) Результаты использования комплексонатов в ряде хозяйств Крыма и Таджикистана показали увеличение содержания хлорофилла в листьях почти в 2 раза, что свидетельствует об улучшении процесса фотосинтеза и общего обмена веществ виноградного куста. На 1,8—2,0% возросла сахаристость ягод, повысилась урожайность [8, с. 50]. [c.480]

Несмотря на такое сравнительно небольшое содержание СО, в воздухе, роль этого газа в биологических процессах очень велика. Так, СО2 — одно из важнейших исходных веществ фотосинтеза в растениях — процесса, имеющего исключительно большое значение для всей жизни на Земле. Даже небольшое повышение содержания СОп в воздухе повышает эффективность фотосинтеза и способствует увеличению урожайности сельскохозяйственных культур. В технике используют СО2, получающийся при обжиге известняка (СаСОз = = СаО + СО2). [c.418]

Приведенные здесь данные проливают свет на причину многих конфликтов при получении энергии за счет биомассы в странах, где не хватает древесины и продуктов питания и где нужно разрешать дилемму что важнее — пища или энергия. Отметим, что если удастся повысить продуктивность и сельского, и лесного хозяйства, то можно решить обе задачи. Применение агролесных комплексных систем поможет смягчить остроту многих таких проблем. Для этого нужно оценить пределы продуктивности с учетом эффективности фотосинтеза, пределов урожайности культур и особенно э зависимости от внешних источников энергии в сельском хозяйстве и эффективности ее применения. Еще одна возможность интенсификации заключается в отборе или выведении новых, дающих высокий выход биомассы разновидностей растений, которые мЪжно выращивать на засушливых, болотистых, засоленных или излишне обводненных землях, продуктивность которых сегодня не идет в сравнение с достигнутой в сельском или лесном хозяйстве, рассмотрим все эти вопросы более подробно. [c.42]

Рис. 214. ожидаемая (хорошая) урожайность однолетнего растения как функция годичной солнечйой энергии при разной эффективности фотосинтеза (На1 1982). [c.48]

При распаде орган 1ческого вещества навоза выделяется большое (до 25% веса удобрения) > оличество углекислого газа, которым обогащается припочвенный слой воздуха, а это улучшает условия фотосинтеза и тем способствует росту культур и повышению их урожайности. Систематическое применение навоза увеличивает поглотительную способность почвы и ее буферное действие, снижает почвенную кислотность и повышает степень насыщенности осно аниялш. Следовательно, роль навоза невозможно свести только к улучшению питательного режима почвы. [c.7]

Очень важен вопрос об обратимости в фотосинтетическом аппарате изменений, вызванных действием засухи. С этим связана полемика, развернувшаяся вокруг положения о временной засухе, как средстве стимуляции фотосинтеза и повышения урожайности пшеницы. Эта идея основывалась на лабораторных опытах, показавших, что после отлива растений (т. е. возврата влажности почвы к исходному состоянию после почвенной засухи) интенсивность фотосинтеза у них была примерно в 1,5 раза выше, чем у контрольных, незавядавших расте- [c.125]

Ничинорович А. А. 1955. О методах учета и изучения фотосинтеза, как фактора урожайности. Тр. Инст. физиол. раст. им. К. А. Тимирязева, X, 210—249. [c.86]

УГЛЕКИСЛЫЙ ГАЗ (двуокись углерода, угольный ангидрид). СОг. В быту обычно называется углекислотой. Но угольная кислота Н2СО3 может существовать только в водном растворе. В воздухе содержится около 0,03% У. г. (по объему). Он образуется за счет дыхания животных и человека, при сгорании и гниении органических веществ и при ряде геологических процессов. У. г. воздуха, а частично и растворенная в воде углекислота, используется растениями и фотосинтезирующими бактериями в процессе фотосинтеза для образования органических веществ. Окисление органических веществ в организме животных сопровождается освобождением энергии и выделением У. г. В сельском хозяйстве используется жидкий СО2. При обыкновенной температуре и давлении около 60 атм У. г. превращается в жидкость, которую хранят в стальных баллонах. При сильном охлаждении СО2 превращается в снегообразную массу, которую прессуют в так называемый сухой лед. Он используется в сельском хозяйстве для предохранения от порчи скоропортящихся продуктов и для охлаждения и замораживания семени при искусственном осеменении животных. Сухой лед дает температуру до — 78° С. СО2 используется также для иовышения урожайности с.-х. культур. См. Углекислота как удобрение. См. также Карбонаты и Бикарбонаты. [c.300]

Парижская зелень, уксусно-мышьяковистая соль меди Си(С2НзОг)2 ЗСи(А502)з в виде водной суспензии используется в борьбе против ряда насекомых — вредителей плодовых, овощных и других культур. В то же время соли меди оказывают стимулирующее влияние на дыхание и фотосинтез, углеводный обмен, синтез жиров и образование некоторых витаминов в растениях. Под влиянием меди повышается холодостойкость растений. Медь положительно влияет на рост и урожайность многих сельскохозяйственных культур. [c.429]

В большинстве случаев при повышенной степени карбо-натности почв, при которой железо находится в трудноусвояемой форме, у плодовых культур развивается хлороз. В отдельных случаях повышенное содержание в почве карбоната кальция не оказывает существенного влияния на развитие болезни, что зависит от характера подпочвы и формирования почвенного горизонта. В аналогичных условиях хлороз поражает виноградную лозу. Резко снижается интенсивность фотосинтеза вследствие уменьшения содержания в листьях хлорофилла, нарушается обмен веществ, и прекращается биосинтез различных железосодержащих биологически активных веществ. У растений уменьшается прирост, снижается урожайность, нередко они погибают. [c.13]

При распаде органического вещества навоза выделяется большое (до 25% веса удобрения) количество углекислого газа, которым обогащается припочвенный слой воздуха, а это улучшает условия фотосинтеза и тем способствует росту культур и повышению их урожайности. [c.7]

Марганец входит в состав ряда растительных ферментов. Этот элемент играет большую роль в дыхании растений и процессах фотосинтеза он повышает интенсивность дыхания растений и ассимиляцию углекислоты. Марганцевые удобрения способствуют повышению урожайности сахарной свеклы, хлопчатника, пшеницы, кукурузы, овощных культур, картофеля и других сельскохозяйственных растений прежде всего на Украине, в Азербайджанской ССР, Грузинской ССР п в республиках Средней Азии. Марганцевые удобрения необходимы на слабощелочных черноземах, серых лесных почвах, солонцеватых и каштановых почвах, а также на других почвах, мало содержащих усвояемого для растений марганца. При внесении марганцевых удобрений необходимо учитывать наличие легкоусвояемых растением форм марганца в почве. Известно, что избыток легкоусвояемого марганца на некоторых очень кислых подзолистых почвах может оказать вредное действие на развитие растенпй. Однако после известкования дерново-подзолпстых почв потребность в марганцевых удобрениях возрастает. [c.257]

Увеличение веса корней за счет улучшения условий почвенного питания обеспечивает значительное увеличение массы надземных органов пшеницы и в первую очередь мощное развитие листьев, что усиливает повышение показателей продуктивности фотосинтеза. В конечном итоге повышается урожайность зерна. Так, в опытах 1959 г., проведенных в колхозе Заветы Ильича , вес сухой массы корней сорта Лютесценс 758 составил 5,7 ц, а надземной — 25,8 ц с га. Внесение МбоР45К под предпосевную культивацию зяби повысило вес сухих корней до 7,0 ц, надземных органов более чем в два раза — 54,9 ц с га. В этом опыте урожай зерна составил без удобрения 12,8 Ц (100 /о), а с удобрением— 17,6 ц с га (152%). Такая же примерно закономерность наблюдалась и в опытах 1960 г. [c.18]

Работы по увеличению фотосинтетической активности проводятся в направлении введения генов С4 фотосинтеза в Сз-растения, Ген фосфо-енолпируваткарбоксилазы (РЕРС) фотосинтетической системы кукурузы С4, кодирующий основной фермент, участвующий в фиксации атмосферного СО2 в клетках мезофилла листа, был клонирован и перенесен методом агробактериальной трансформации в Сз-растения риса. Анализ полученных трансгенных растений показал, что активность фермента в клетках риса в 2—3 раза выше, чем у кукурузы, что привело к увеличению фотосинтетической активности и урожайности. [c.69]

Биогенные элементы нашли широкое применение в сельском хозяйстве. Добавление в почву незначительных количеств микро элементов — бора, меди, марганца, цинка, кобальта, молибде на — резко повышает урожайность многих культур. Оказывается что микроэлементы, увеличив активность ферментов в растениях способствуют синтезу белков, витаминов, нуклеиновых кислот сахаров и крахмала. Некоторые из химических элементов поло жительно действуют на фотосинтез, ускоряют рост и развитие растений, созревание семян. Микроэлементы добавляют в корм животным, чтобы повысить их продуктивность. [c.216]

Из всего выщеизложенного следует, что путь к повышению урожайности сельскохозяйственных растений лежит через воздействие как на фотосинтез, так и на весь остальной комплекс физиологических процессов (почвенное питание, водообмен, ростовые процессы), с состоянием которых фотосинтез неразрывно связан. [c.206]

Изучение процесса фотосинтеза представляет исключительно большой интерес. Подсчитано, что растениями используется около 1 % солнечной энергии, достигающей поверхности нашей планеты. Остальная масса (99%) солнечной энергии, достигающей поверхности земли, остается неиспользованной. Годовая продукция органических соединений, возникающих в результате фотосинтеза, оценивается примерно в 2-10 т, и она обеспечивает потребность людей и животных в пище. Легко понять, что повышение эффективности нслользования световой энергии солнца должно привести к колоссальному повышению синтеза органических веществ в растениях, к повышению урожайности сельскохозяйственных культур. [c.234]

В этой главе мы обсудим роль биотехнологии в производстве высококачественного топлива ( premium fuels ) из биологического сырья. Начнем с того, что термин биомасса , который многими микробиологами понимается в относительно узком смысле, сегодня при описании самых общих принципов производства разнообразных видов высококачественного топлива и веществ специального назначения из растений, выращенных непосредственно для этих целей, или из биологических отходов, образующихся, например, в сельском хозяйстве или пищевой промышленности, используется в более широком смысле. Воскове как запасания энергии (фотосинтез), так и переработки сырья (биомассы) в более ценное топливо (путем ферментации) лежат биологические процессы. Особое внимание сегодня уделяется разработке более изощренных генетических методов считается, что они сыграют важную роль как при выведении улучшенных сортов растений с более высокой урожайностью, так и новых форм микроорганизмов для осуществления процессов конверсии. Кроме того, вполне возможно создание комбинированных искусственных систем, включающих отдельные компоненты животных и растений. Таким путем можно получить газообразный водород, связанный С или NH3. [c.35]

Рис. 2.4. Ожидаемая (хорошая) урожайность однолетнего растения как функция годичной солнечной энергии при разной эффективности фотосинтеза (Hall,. 1982).

Оказывается, с помощью генетической инженерии можно повышать и урожайность сельскохозяйственных растений, несмотря на то что этот признак является полигенным, то есть он определяется активностью очень большого количества генов. Тем не менее можно найти и применять отдельные гены, продукты которых позволяют существенно усилить процессы роста и в итоге повысить продуктивность растения. Так, встраивание в геном картофеля гена фитохрома В от арабидопсиса приводило к повышению интенсивности фотосинтеза и увеличению урожая клубней. По данным российских ученых из Иркутского университета, перенос в геном картофеля гена, кодирующего образование фермента УДФГ трансферазы созревающего зерна кукурузы, сопровождался усилением биосинтеза ростовых фитогормонов, что позволяло повысить урожай клубней в два раза, уровень сухих веществ в клубнях до 27% (у обычных менее 20%), аскорбиновой кислоты до 9%. Разрезанные клубни не темнели на воздухе. Всходы от таких [c.55]