Воздействие солнечной радиации на развитие растений и животных

В предыдущей части данной курсовой работы была установлена взаимосвязь между приходящей солнечной радиацией и поверхностью Земли. Благодаря этой взаимосвязи солнечная радиация оказывает активное влияние на самые различные процессы на Земле, в том числе и на ее биосферу. В.И. Вернадский, говоря о факторах, влияющих на развитие биосферы, указывал среди прочих и солнечную радиацию. Так, он подчеркивал, что без космических светил, в частности без Солнца, жизнь на Земле не могла бы существовать. Живые организмы трансформируют солнечное излучение в земную энергию (тепловую, электрическую, химическую, механическую) в масштабах, определяющих существование биосферы. Перерабатывая солнечную энергию, живое вещество преобразует всю нашу планету. В этом смысле можно считать, что происхождение, образование и функционирование биосферы является результатом действия в том числе и солнечной радиации [7, с. 98]

Поступающая на землю часть лучистой энергии солнца передается электромагнитными колебаниями с длиной волн 300 .4000 нм. Для растений наибольшее значение имеет область физиологической радиации, оказывающей существенное влияние на процессы фотосинтеза, роста и развития. Из приходящей к растениям физиологической радиации ими поглощается около 80 %, отражается 10 и пропускается 10 %. Для фотосинтеза и в других физиологических процессах растения используют до 6 % поглощенной радиации, остальное количество идет на теплопередачу и транспирацию. Спектральный состав света сильно влияет на характер роста и развития растений. Пигменты растений поглощают радиацию в диапазоне 320 .760 нм. Основные максимумы поглощения находятся в сине-фиолетовой и красной, а минимум - в желто-зеленой области спектра. Ультрафиолетовые лучи в значительной степени поглощаются белковыми молекулами, что может привести к их серьезным повреждениям. Еще двумя важными хромофорами, поглощающими ультрафиолетовые лучи, являются эндогенные фитогормоны. Благодаря им ультрафиолетовые лучи влияют на процессы роста и развития - наблюдаются непропорциональный рост органов, нарушение соотношения в росте корня и побега, образование растений с компактным (альпийским) габитусом. Часть ультрафиолетового и синего излучения с длиной волны не более 510 нм поглощается малоизученным пигментом криптохромом. Синий свет поглощается каротиноидами и хлорофиллом, красный - хлорофиллом, красный и дальний красный - фитохромом. Радиация с большей длиной волны уже поглощается не специальными пигментами, а всей поверхностью растения, в результате чего повышается его температура. Это можно наблюдать в посеве: верхние ярусы листьев улавливают и отражают преимущественно свет видимой коротковолновой части спектра; к нижним же листьям проникает в основном длинноволновое излучение, что на фоне ослабленной фотосинтетической деятельности значительно активизирует их дыхание. Под влиянием этого излучения стебли вытягиваются, в результате удлинения междоузлий формируется рыхлая ткань с крупными клетками, легко повреждающаяся при ультрафиолетовом излучении, что часто происходит при высадке выращенной с загущением и переросшей рассады [7, с. 110]

Лучистая энергия, вызывая изменения в ходе физиологических процессов, в конечном итоге является мощным фактором формообразования растений. Продолжительность освещения определяет, а зачастую изменяет внешний вид растения. Так, на коротком (8-10 - часовом) дне растения длинного дня образуют большое число листьев или побегов ветвления, многие виды (салат, рудбекия, редис и т. д.) образуют розетку листьев, стебель их укорочен. Короткодневные растения в этих же условиях низкорослы, число листьев невелико, соцветия (например, метелка у проса, риса) малы, также незначительно и число образующихся семян. При увеличении фотопериода (свыше 14-16 часов) развитие задерживается, а рост может значительно усилиться, в результате чего зачастую наблюдаются даже такие явления гигантизма, как обилие листьев на длинном стебле, появление множества пазушных побегов, ветвистость колоса, махровость цветков, многопочатковость, увеличение числа и размеров цветков и семян в каждом соцветии. Длина дня влияет на изменение соотношения между надземными и подземными органами, а также регулирует образование стеблевых утолщений, клубней, корнеплодов и луковиц у таких растений, как редис, лук, морковь, картофель, георгины. Так, например, редис и картофель, задерживаясь в развитии на коротком дне, направляют ассимилянты в корнеплод или клубни. В результате селекции отбирались сорта, способные и на длинном дне формировать корнеплод (например, у редиса) или после цветения клубни у картофеля. Длина дня влияет на дифференциацию пола: у конопли на длинном дне половина растений мужских, половина женских, а на коротком дне, когда развитие идет быстрее, половина растений оказываются обоеполыми, а половина - женскими. Короткий день ускоряет формирование женских цветков у огурцов и дынь, а также початков у кукурузы. Сочетание различной длины дня и потока с различным спектральным составом радиации (или с разным соотношением энергии, например, красных и синих лучей в излучении ламп "белого" света) в еще большей мере влияет на морфогенетические изменения.

Еще статьи по экологии

Проект локальных очистных сооружений гальванического производства
Гальваническое производство является одним из наиболее опасных источников загрязнения окружающей среды, главным образом поверхностных и подземных водоемов, ввиду образования большого объема ...

Усовершенствование схемы очистки воздуха от пыли на ОАО Бурлинский элеватор
Атмосферный воздух - один из главных источников жизни на земле. Атмосфера состоит из смеси газов и всегда содержит определённое количество примесей, поступающих от естественных и антропоген ...

Проектирование и озеленение многофункционального парка Водохранилище Дрозды
Расширение городов автоматически влечет за собой катастрофическое уменьшение лесных ресурсов. Увеличение промышленных зон, транспортных артерий, прокладка новых дорог, строительство жилых ма ...