Свет и функционирование растений

Световой фактор оказывает значительное влияние на рост, развитие и размещение растений и их сообществ. Действие света на растения можно подразделить на фотосинтетическое, регулятор- но-фотоморфогенетическое и тепловое.

Свет определяет многие фотобиологические явления: фотопериодизм, фотоморфогенез, фототаксисы, фототропизмы, фотонастии и др. Формообразующее действие света сказывается на облике растительного покрова разных областей Земли. Состав и структура растительных сообществ тесно зависит от требований растений к свету.
Влияние интенсивности освещения на рост и развитие растений. Зеленое растение — не просто механизм, работающий на солнечной энергии: сама структура этого механизма частично определяется количеством и качеством получаемой лучистой энергии (А. Гэлстон и др., 1983). Зависимые от света процессы роста и развития растения, определяющие его форму и структуру, называются форгоморфогенезом. В ходе его растения оптимизируют свою структуру для поглощения света в конкретных условиях.
Известно действие света на рост растений через фотосинтез: при слабой освещенности они растут плохо. При недостатке света проростки гибнут, израсходовав запас питательных веществ семени. Так, всходы ели (Picea) часто погибают под кроной ее взрослых особей. Затенение — один из существенных факторов повышенной смертности и медленного развития молодых растений на лугах (отчасти это связано со снижением при затенении устойчивости к паразитам) (Т.А. Работнов, 1985). Для фотосинтеза требуется довольно высокий уровень энергии, но воздействие на рост и развитие растений возможно и при недостаточной для фотосинтеза интенсивности света. В этом случае играет роль сигнальное действие света, запускающее физиологические реакции.
Проростки некоторых растений появляются глубоко в почве, куда свет не проникает. У них формируются светлые тонкие быстро вытягивающиеся (этиолированные) побеги с искривленным подсемядольным коленом и маленькими листьями. Адаптивный смысл этого — в экономном и быстром росте таких проростков: уязвимая меристема верхушки побега защищена изгибом, а на рост листьев энергия не тратится, так как в этих условиях они не могут функционировать. Когда же проросток достигнет поверхности почвы, изгиб стебля выпрямляется, скорость удлинения уменьшается, листья увеличиваются и зеленеют.

Рост затененных листовым пологом растений сходен с ростом этиолированных проростков под землей (вытянутые тонкие стебли и неразвитые листья). Эти важные для выживания особенности регулируются светом через изменение фоторецепторов при разной освещенности.
Большая освещенность, напротив, ингибирует вытягивание междоузлий, тоже влияя на форму и размеры формирующегося побега. В тени листья вырастают крупнее, чем на свету. Сильная коротковолновая радиация в горах интенсифицирует заложение новых почек, активизирует их рост и развитие, ускоряет отложение запасных веществ. Поэтому там формируются многочисленные подушечные формы с сильно укороченными стеблями. Искусственное экранирование ультрафиолетовой части спектра у ряда растений ведет к ускорению развития на несколько дней, уменьшению роста боковых побегов, увеличению длины стеблей, а также числа и величины листьев.
У древесных растений на разных стадиях онтогенеза освещенность может оказывать разное воздействие, но в целом рост в высоту почти не меняется при изменении интенсивности света от 50 до 90 % от полной освещенности. Однако в более темных условиях проявляется карликовость. Уменьшение освещенности приводит к снижению прироста. В зависимости от теневыносливости критическое значение, при котором баланс органических веществ становится равен нулю и прирост останавливается, у разных растений варьирует. Теневыносливые виды страдают в меньшей степени. Так, прирост прекращается у осины (Populus tremula) при интенсивности света 4,5 %, у клена (Acer), дуба (Quercus robur) и ясеня (Fraxinus excelsior) — при 3 %, у липы (Tilia cordata) — при 2 %. Аналогично реагируют на недостаток света споровые растения. Так, мох Pleurozium schreberi, перекрытый лопастями лишайника Peltigera aphtosa, уменьшает продукцию фотосинтеза, не образует спорогонов, желтеет и отмирает.
Недостаточное освещение подавляет цветение. Поэтому при высокой облачности вегетативные органы, развиваясь за счет репродуктивных, могут давать больший урожай. Однако успех плодоношения зависит от многих условий, и в целом для влажного морского климата увеличение числа ясных дней полезно, а для сухого континентального предпочтительнее увеличение облачности. На цветение большое влияние оказывает также продолжительность длины дня (см. разд. 6.6.1). 

Еще по теме Свет и функционирование растений:

1. ГЛАВА II СВЕТ И ЕГО РОЛЬ В ЖИЗНИ РАСТЕНИЙ
2. 2. Функционирование биоценозов
3. Биоразнообразие и функционирование экосистем
4. 3.5.4. Значение хромосомной организации в функционировании и наследовании генетического аппарата
5. 6.1. Понятие о биосфере, ее границах и функционировании
6. 1. 1. Свет
7. Свет
8. Лет насекомых на искусственный свет
9. СВЕТ
10. Практическое использование лета насекомых на свет