загрузка...
Экология  | Зависимость фотосинтеза от содержания воды
Экология

Морфологические особенности растений к свету

К таким приспособлениям прежде всего следует отнести увеличение площади фотосинтезирующей поверхности. Хорошо известно явление листовой мозаики (у липы, клена и др.) когда листья не перекрывают друс друга. У травянистых растений, например у злаков в посевах и на лугах, верхние листья располагаются почти вертикально, нижние, более затененные, — под небольшим углом к горизонтали, а средние — занимают промежуточное положение. Следует назвать очень важное в экологическом отношении понятие, которое подчеркивает тесную связь между пропусканием потока световой энергии сообществом и размером оптически деятельной поверхности листьев, приходящейся на единицу площади растительного покрова. Это — индекс листовой поверхности (ИЛП или LAI — leaf area index).

Приведем некоторые примеры. ИЛП букового леса равен примерно 7,5 (т. е. на 1 га леса приходится 7,5 га листовой поверхности), для сосняка — 7—10, для елового леса — 12 и т. д. Однако надо иметь в виду, что увеличение площади листьев (что выгодно по отношению к световому фактору) одновременно означает увеличение транспирации. Поэтому при недостаточном водоснабжении растения не увеличивают площадь листьев. Кроме того, сильное увеличение листовой поверхности вызывает загущение насаждений, т. е. их затенение, а отсюда — и снижение суммарного фотосинтеза. И наконец, следствием затенения служит недоразвитие механической ткани в стебле, что может повлечь за собой полегание растений. Отсюда ясно, что повышение продуктивности за счет увеличения листовой поверхности имеет определенный предел. Относительное постоянство.поверхности листвы сохраняется в сомкнутых фитоценозах независимо от их видового состава (за исключением хвойных древостоев с иным, чем у лиственных, строением фотосинтезирующих органов). По подсчетам многих авторов, ИЛП культурных и естественных фитоценозов составляет чаще всего 5—6, т. е. поверхность почвы в фитоценозе затенена 5—6 слоями листьев. Такая листовая поверхность является, видимо, оптимальной для большинства фитоценозов, и их продуктивность при этом максимальна. Лесные травы лиственных лесов при таких значениях ИЛП не отмирают и проходят полный цикл развития.

Второй группой приспособлений к улавливанию света может быть увеличение общей поверхности самих хлоропластов. Было найдено, например, что у бука поверхность хлоропластов почти в 200 раз превышает поверхность самого листа. Кроме того, мы уже говорили, хлоропластам свойствен фототаксис,когда при очень высоких интенсивностях света они переходят на боковые стенки и подставляют лучам свои боковые грани. К разряду приспособлений для улавливания света относится также изменение концентрации хлорофилла в листьях. Было отмечено, что в ясные дни она снижается. Количество хлорофилла в листьях соответствует оптимальной для данного вида напряженности света. При изменении этой величины в ту или иную сторону количество пигментов падает как при увеличении, так и при уменьшении интенсивности света. А при оптимальном содержании хлорофилла световые растения создают больше сухого вещества, чем теневые. Но все-таки минимальное количество хлорофилла у световых растений отмечается при полном и наиболее сильном дневном освещении. При повышении температуры разрушение хлорофилла идет быстрее, чем его образование,.и рост растения снижается, поэтому при ярком свете и высокой температуре растения стараются избегать перегрева, поворачивая листовую пластинку ребром к солнечным лучам.

Третья группа приспособлений относится к способу поглощения радиации листом. Отмечено, что лучи, отраженные от листа или прошедшие через него, сильно обеднены фотохимически активной радиацией (ФАР).

Иначе говоря, лист усиленно поглощает ФАР и отражает тепловые лучи, что предохраняет хлоропласты и цитоплазму от перегрева. На поглощение лучистой энергии листом сильно влияет строение мезофилла. Многослойная палисадная паренхима световых листьев позволяет осуществлять достаточно полное поглощение энергии. Но листья со слабо развитой палисадной паренхимой имеют хорошо выраженную губчатую паренхиму, большое количество межклетников, что не только регулирует газообмен, но и обеспечивает более полное поглощение лучистой энергии из-за многократного рассеивания ее в межклетниках.

  • Реклама