Качественные характеристики света, принимаемого растением

Спектральный состав света и фотосинтетически активная радиация (ФАР). Для оценки светового довольствия растения кроме количественных характеристик важно знать и качественный состав света — соотношение лучей разной длины, или спектральный состав света.

Солнечная радиация представляет собой электромагнитное излучение в широком диапазоне волн. Световые волны составляют непрерывный спектр с длинами от 200 до 4 000 нм. Ультрафиолетовые лучи короче 290 нм губительны для живого, но они поглощаются озоновым слоем в верхних слоях атмосферы. Из лучей, достигающих поверхности земли, 10 % составляют ультрафиолетовые (с длиной волн от 290 до 400 нм), около 45 % — видимый свет (400 — 750 нм) и еще 45 % — инфракрасная радиация (750 — 4 000 нм). В диапазоне с длинами волн более 4 000 происходит тепловое излучение Земли. Спектральный состав света в разных местообитаниях неодинаков. Так, интенсивность ультрафиолетового излучения резко увеличивается в горах на высотах больше 2 000 м.
Как показал в начале XX в. М. Планк, энергия излучения может быть представлена в виде порций, названных квантами (для электромагнитного излучения — фотоны). Энергия квантов прямо пропорциональна частоте излучения: чем больше длина волны, тем ниже частота и тем меньше энергия квантов. Так, квант ультрафиолетового излучения обладает большей энергией, чем квант синего света, а он в свою очередь несет больше энергии, чем квант красного света. При соударении с молекулой квант лучистой энергии может быть поглощен ею, в результате чего молекула переходит в возбужденное состояние и способна вступать в реакцию, которая была для нее невозможна, когда она находилась на более низком энергетическом уровне. Чтобы вызвать определенную химическую реакцию, квант должен обладать энергией, превышающей некую критическую величину, характерную для данной реакции. Например, кванты рентгеновских и коротковолновых ультрафиолетовых

лучей могут выбивать из атомов электроны, образуя ионы. Кванты видимой области спектра несут меньше энергии и не способны вызывать ионизацию, но если они поглощаются пигментами хлоропластов, то способствуют превращению диоксида углерода в глюкбзу.

Кванты инфракрасного (теплового) диапазона не могут осуществлять этих реакций, но способны вызывать другие перестройки молекул, сопряженные с меньшим количеством энергии.
При самом остром зрении человек может видеть лучи с длинами волн в диапазоне от 380 до 780 нм. Более коротковолновые и более длинноволновые лучи для зрения недоступны. Для растений видимый свет тоже принципиально важен, так как область поглощения хлорофилла, улавливающего свет для фотосинтеза, почти полностью совпадает с абсорбционной областью зрительного пурпура человеческого глаза. Свет с длиной волн от 380 до 710 нм называют фотосинтетически активной радиацией (ФАР). Это та часть радиационного спектра, кванты которой способны приводить хлорофилл в возбужденное состояние, за счет чего осуществляется фотосинтез (рис. 6.7). В суммарной солнечной радиации содержание ФАР составляет около 50 %. Оно зависит от высоты Солнца (времени суток и времени года) и прозрачности атмосферы. Прямая солнечная радиация содержит от 28 до 43 % ФАР. При облачности рассеянная радиация может содержать ФАР порядка 50—60%.
В падающей на Землю солнечной радиации на видимую часть света приходится максимум энергии. Но, проходя через атмосферу, солнечный свет сильно меняется. Поэтому хотя на верхней ее границе максимум энергии света приходится на синие лучи (с

Рис. 6.7. Солнечная радиация и интенсивность фотосинтеза в лучах разной длины волны (по И. М. Культиасову, 1982):
Е — распределение энергии падающей на Землю радиации; Р — относительная интенсивность фотосинтеза. Лучи: УФ — ультрафиолетовые; Ф — фиолетовые; С — синие; 3 — зеленые; Ж — желтые; О — оранжевые; К — красные


длиной волн 470 нм), на поверхности почвы при высоком солнцестоянии летом максимум энергии падает уже на желтую часть спектра, а при низком положении Солнца (на восходе или закате) — на красную. 

Еще по теме Качественные характеристики света, принимаемого растением:

1. Парад лошадей мы будем принимать на манеже...
2. Характеристика выделенных культур по наличию свойств,положительно влияющих на растение
3. Определение алкалоидов качественными реакциями
4. Вид — качественный этап эволюционного процесса
5. Поляризация света. Эффект Фарадея
6. Качественное обнаружение фосфида цинка (по фосфору)
7. ГЛАВА 1. АССОРТИМЕНТ, БИОЛОГИЧЕСКАЯ И ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ДРЕВЕСНЫХ РАСТЕНИЙ ДЛЯ АГРОЛЕСОМЕЛИОРАТИВНЫХ насаждений
8. Воздействие света на насекомых
9. 3. Определение видов и форм минеральных удобренийпо качественным реакциям
10. КОЛИБРИ СТАРОГО СВЕТА
11. Определение мышьяка по Зангер-Блеку (качественная реакция)
12. Глаз — индикатор природы света
13. ГЛАВА 4 ПРИРОДА СВЕТА
14. Восьмое чудо света
15. Глава 8 ВЛИЯНИЕ НА НАСЕКОМЫХ СВЕТА И ДРУГИХ АБИОТИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ СРЕДЫ
16. РАСТЕНИЯ-ЧАСЫ, РАСТЕНИЯ-СИНОПТИКИ
17. Общая характеристика фактора, его источники и измерение
18. ХАРАКТЕРИСТИКА ВОЗБУДИТЕЛЯ