Влияние на фотосинтез содержания диоксида углерода и кислорода. 

  Основной источник углерода для фотосинтеза — С02 атмосферы. Содержание его сильно влияет на ход фотосинтеза. Нормальная концентрация С02 около 0,03 % и его снижение вызывает уменьшение интенсивности фотосинтеза, а увеличение (до определенного предела) ведет к усилению фотосинтеза (см.

разд. 9.2.2).
Разные растения неодинаково используют одни и те же концентрации углекислоты. С4-виды обладают большей способностью к связыванию С02 благодаря более высокой активности осуществляющего процесс фермента. У них процесс фотосинтеза может происходить при содержании С02 от 0,0005 %, в то время как для С3-растений необходимая концентрация С02в 10 раз больше. Повышение содержания диоксида углерода до 1,5% прямо пропорционально возрастанию интенсивности фотосинтеза у зерновых. Для других растений это наблюдается в основном до концентрации С02 0,1 %.
Концентрация С02, после достижения которой интенсивность фотосинтеза начинает снижаться, имеет примерно десятикратное
Рис. 6.20. Продуктивность нетто-фотосинтеза при повышенном снабжении растений С02 (по В.Лархеру, 1978):
1 — Cucumis\ 2 — Lycopersicunr, 3 — Fagus
(световые листья); 4 — Ginkgo (зрелые ли-
стья); 5 — Ginkgo (молодые листья); 6 —
Fagus (теневые листья)

Рис. 6.21. Зависимость фотосинтеза кисли-
цы (Oxalis acetosella) от освещенности и
содержания С02 в воздухе (no Н. Walter,
1960):
1 - 0,09 % С02; 2              0,06 % С02; 3 - 0,03 % С02
превышение нормального значения (например, для бука — Fagus — по достижении 0,2 % С02 в воздухе) (рис. 6.20). Избыточное содержание С02 (5 — 20 %) фотосинтез ингибирует. Есть растения более чувствительные к повышению концентрации С02, и у них ассимиляция тормозится раньше. Депрессия фотосинтеза вызывается разными причинами: при увеличении содержания С02 закрываются устьица, ингибируются темновые реакции фотосинтеза. В природе, где содержание С02 в воздухе редко поднимается выше 0,04 %, растения связывают обычно не более 80 мг С02 на 1 дм2 в 1 ч. Малое содержание диоксида углерода может ограни чивать возрастание фотосинтеза, особенно при ярком освещении, когда лимитирующими являются темновые реакции.

Кроме того, днем содержание С02 в воздухе вокруг растений понижается (над полем кукурузы — Zea mays — в три раза).
В нижних ярусах леса при нормальном содержании С02 уже при 10%-й освещенности (с учетом бликов) фотосинтез обычно достигает максимальных значений (световая кривая переходит на плато). Использование более интенсивного света возможно только при повышении концентрации С02 в воздухе, так как усиление освещенности ведет к повышению уровня насыщения (рис. 6.21). В широколиственном лесу в жаркий день в Подмосковье содержание С02 в приземном слое на порядок выше, чем в среднем по атмосфере, за счет интенсивности микробиологических процессов.
При искусственно повышенном (до 0,3—1 %) содержании С02 в воздухе, сильном освещении, хорошем водоснабжении, благоприятной температуре (т.е. в оптимальных условиях) травы способны усваивать за 1 ч до 150 мг С02 на 1 дм2 листовой поверхности. При этом достигается предел «потенциального фотосинтеза». Возможность повышения продуктивности фотосинтеза путем «удобрения диоксидом углерода» используют в теплицах. Так, выращивая растения при концентрации С02 в воздухе 0,1 %, можно повысить интенсивность фотосинтеза зерновых в два раза, листовых овощей, томатов (Lycopersicon) и огурцов (Cucumis
sativus) в четыре раза, а прирост их — в два раза. В полевых условиях углекислое удобрение может частично достигаться за счет усиления дыхания почвы при внесении органических удобрений. А особенно эффективны такие подкормки в закрытом грунте (Н.И.Якушкина, 1993).
Несмотря на то что кислород — один из продуктов фотосинтеза, при полном анаэробиозе этот процесс прекращается. Это связано с торможением дыхания и накоплением продуктов неполного окисления, в частности органических кислот, отчего резко снижается pH. В кислой среде влияние анаэробиоза более резко. Обычная концентрация кислорода превышает оптимальную для фотосинтеза величину. У растений с высоким уровнем фотодыхания, например у бобов (Vicia faba), уменьшение концентрации кислорода с 21 до 3 % фотосинтез усиливает, а у кукурузы (Zea mays) (с низким уровнем фото дыхания) это изменение на интенсивность фотосинтеза не влияет. Повышенная концентрация кислорода (25 — 30%) также тормозит фотосинтез (эффект Варбурга). Особенно сильно это сказывается при интенсивном освещении.

Еще по теме Влияние на фотосинтез содержания диоксида углерода и кислорода. :

1. Влияние бесподстилочного навоза на содержание углерода и азота в почве
2. ДВУОКИСЬ УГЛЕРОДА И КИСЛОРОД
3. Содержание кислорода
4. Глава VII УВЕЛИЧЕНИЕ СОДЕРЖАНИЯ ДВУОКИСИ УГЛЕРОДАВ АТМОСФЕРЕ, ФОТОСИНТЕЗ И УРОЖАИ
5. ПРЕВРАЩЕНИЯ КИСЛОРОДА
6. ВОЗДУШНОЕ ПИТАНИЕ РАСТЕНИЙ (ФОТОСИНТЕЗ)
7. МИКРОБНАЯ ТРАНСФОРМАЦИЯ МЕТАНА, ДИОКСИДА УГЛЕРОДАИ ЗАКИСИ АЗОТА В ОКУЛЬТУРЕННЫХ ТОРФЯНЫХ ПОЧВАХ В. В. Новиков, А. Л. Степанов, А. И. Поздняков
8. Управление фотосинтезом
9. ИЗОТОПЫ КИСЛОРОДА
10. ВОДОРОД И КИСЛОРОД (вода)
11. Фотосинтез - световое воздушное автотрофное питание растений
12. ЦИКЛ УГЛЕРОДА
13. ТИП СОДЕРЖАНИЯ ЖИВОТНЫХ И ФОРМА СТОЙЛА Привязное содержание
14. Глава V УГЛЕРОД В БИОСФЕРЕ И ПОЧВАХ