Фотосинтез жәні өсімдіктің өнімділігі

Жоғ ары сатыдағ ы жасыл ө сімдіктердің, балдырлардың фотосинтездік пигменттер арқ ылы кү н сә улесі энергиясын сің іру нә тижесінде қ арапайым қ осылыстардан (кө мір қ ышқ ыл газы, су) ө здерінің жә не басқ а организмдердің тіршілігіне қ ажетті кү рделі органикалық заттар тү зуін фотосинтез дейміз. Хлорофилдің сің ірген энергиясы бірқ атар аралық акцепторлар арқ ылы су мен кө мір қ ышқ ыл газына жеткізіледі, осының нә тижесінде инертті болып саналатын бұ л заттар кү рделі органикалық қ осылыстар тү зе отырып, ә рекет жасайды.

Фотосинтез тең деуі:

6СО₂+6Н₂О= QС₆Н₁₂О₆+6О₂

Бұ л тең деу СО₂ жә не Н₂О сияқ ты жай минералдық заттардан кү н сә улесінің (Q) энергиясы есебінен органикалық заттар – кө мірсутектер тү зілетінін кө рсетеді.

Ө сімдік ө німін арттырудың бір жолы – ө сімдіктің фотосинтездік ә рекетін кү шейту. Бұ л ү шін жапырақ кө лемін ұ лғ айту, жапырақ тіршілігін ұ зарту, егістіктегі ө сімдік жиілігін реттеу керек. Жапырақ ө зіне тү сетін энергияны қ аншалық ты тиімді пайдаланатыны, оның қ анша бө лігін химиялық энергияғ а айналдыратыны жө ніндегі мә селені анық таудың зор маң ызы бар. Бү кіл сің ірілген энергияның 90 пайызы транспирацияғ а жә не топырақ қ ыздыруғ а жұ мсалады. Сің ірілген энергияның небары 1-5 пайызы, кей жағ дайда ғ ана 10 пайызы фотосинтезге пайдаланылады. Мә селен, ү йең кі жапырағ ы ө зіне жеткен энергияның 2, 7 пайызын, қ арақ ұ мық жапырағ ы 7, 7 пайызғ а дейінгі, кү нбағ ыс жапырағ ы 4, 5 пайыздай мө лшерін ғ ана фотосинтезге пайдаланғ ан. Жү гері ө сімдігінің жапырақ тары бір-біріне жақ ын тү йісе ө скенде, олар егістікке тү скен кү н сә улесі энергиясының 2, 3 пайызын пайдаланады. Ө сімдіктердің энергияны аз пайдалануы жалпы реакциясының қ ұ рамына инфрақ ызыл жә не ультракү лгін сә улелердің кіретіндігімен тү сіндіріледі. Бұ л сә улелер фотосинтезге қ атыспайтын радиацияның 40 пайызын қ ұ райды. Хлорофилл сің іретін қ ызыл жә не кү лгін-кө к сә улелер фотосинтезге пайдаланылады. Бұ л сә улелер физиологиялық активті радиация деп аталады, ал қ ысқ артып алғ анда, осы сө здердің алғ ашқ ы ә ріптерімен ФАР деп белгіленеді. Тікелей тү скен кү н жарығ ында 35 пайыз ФАР болады. Кү ндізгі уақ ытта кү н сә улесіндегі ФАР ү лесі ө згермейді, бірақ кү н батарда ол кү рт кемиді.

Кү н сә улесінің орасан мол болуына қ арамастан, табиғ атта фотосинтез кө біне, жарық фактормен шектеледі. Бұ л ө сімдіктердің ө зін-ө зі кө лең келеуіне байланысты болатын қ ұ былыс. Сонымен фотосинтез ү дерісіне энергияның аз пайдалануы:

- фотосинтез ү дерісінде белсенділігі жоқ радиацияны шағ ылыстыру жә не ө ткізу, ө сімдіктердің ө зін-ө зі кө лең келеуі, жапырақ аумағ ының жеткіліксіздігі сияқ ты бірқ атар себептерге байланысты.

Суық та ө суге бейімделген ө сімдіктер гү л жару ү шін, сондай-ақ екінші факторды, яғ ни кү ннің ұ зақ тығ ын керек етеді, бұ л қ ұ былысты фотопериодизм деп атайды.

Солтү стік ендіктерден шық қ ан ө сімдіктер гү лдеуге кө шу ү шін 12 сағ аттан артық болатын ұ зақ кү нді қ ажет етеді. Бұ лар – ұ зақ кү н ө сімдіктері болып табылады жә не оларғ а қ ара бидай, арпа, бидай, зығ ыр жә не т.б. жатады.

Оң тү стік ендіктердің ө сімдіктері ұ зақ тығ ы 12 сағ аттан кем болатын қ ысқ а кү нді қ ажет ететіндігін байқ атады. Бұ ғ ан – қ ысқ а кү н ө сімдіктеріне – қ ытай бұ ршағ ы, тары, темекі, жү гері, сора жатады.

Фотосинтез ү дерісі негізінен жапырақ тарда ө тетіндіктен, қ ұ рғ ақ заттың тә уліктік ө сімі ө сімдіктер жапырақ тарының аумағ ымен анық талады. Жапырақ тар аумағ ының жалпы жиынтығ ы қ аншама ү лкен болса, олар органикалық заттарды соншама кө п тү зе алады. Белгілі бір уақ ыт аралығ ындағ ы фотосинтездің таза ө німділігі (Ф.т.ө.) ө сімдіктің қ ұ рғ ақ массасын (С₂ – С₁) жапырақ тарының орташа аумағ ына бө лу жолымен анық талады:

.

Мұ ндағ ы, С₁ жә не С₂ – вегетациялық кезең нің басындағ ы жә не соң ындағ ы тү сімнің салмағ ы; Ж₁ жә не Ж₂ – осы кезең нің басындағ ы жә не соң ындағ ы кү ндер ішіндегі жапырақ тардың ауданы.

Негізінен тү сімге жапырақ тардың аумағ ы ә сер етеді. Қ оректену жағ дайларын жақ сартқ анда, ө сімдіктер ең алдымен, жапырақ кө лемін арттырады. Астық тұ қ ымдас ө сімдіктер мен картоп жапырағ ы аумағ ының тиімді мө лшері ә р гектарда 40-50 мың шаршы метр болатынын жү ргізілген бақ ылаулар кө рсетті. Жапырақ аумағ ының мұ ндай мө лшері жақ сы жағ дайлар туғ ызғ ан кезде ө сімдік ө ніп шық қ аннан кейін 50 – 60 кү ннен соң барып қ алыптасады. Жапырақ тардың мұ ндай аумағ ын бұ дан ерте мерзімде егіске ө сімдіктерді жиі себу жолымен қ амтамасыз етуге болады, бірақ бұ л жағ дайда олардың гү лдену мен ө суі нашар келеді. Ө сімдіктердің сирек себілуі де қ олайсыз болады, мұ нда тұ тасымен алғ анда гектарғ а келетін жапырақ аумағ ы аз, ал жапырақ тардың бір-біріне тиісіп, қ аулап ө суі кешігеді. Сондық тан ең кө лемді жапырақ бетін тү зуі ү шін ә рбір дақ ылды себудің тиімді нормасын анық тай білу керек.