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

Технология фиторемедиации
Для обезвреживания ядовитых органических веществ, попадающих в окружающую среду с отходами химических предприятий, уже давно и довольно успешно используют различные микроорганизмы. Однако о ...

Санитарная очистка города, вывоз и утилизация бытовых отходов
Благоустройство городов одним из существенных элементов включает в себя вопросы санитарной очистки городских территорий и окружающей среды водного и воздушного бассейнов. В результате жизни ...

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 ...