В прошлом статье мы рассмотрели элементарный состав растения. Оказалось что 95% всех строительных материалов растение получает из воды и воздуха. Поэтому, в этом видео мы поговорим о фотосинтезе, процессе в котором углекислый газ и вода, под действием солнечного света преобразуются в глюкозу, которая в организме растений является основным и универсальным источником энергии для обеспечения всех процессов.

Глюкоза — это углевод, есть и другие углеводы, такие как крахмал и целлюлоза. Вообще растение на 80% состоит из углеводов и поскольку углеводы образуются в процессе фотосинтеза, фотосинтез считается основным процессом протекающем в растении и влияющим на его рост.

Фотосинтез

Химическая формула фотосинтеза выглядит так:
формула фотосинтеза

Углекислый газ и вода, под действием солнечного света преобразуются в глюкозу, в качестве побочного эффекта растение выделяют кислород. В этой формуле, самая интересная его часть относится к солнечному свету. Вообще, что такое солнечный свет. В нашем обывательском представлении — солнце — это большая лампочка которая освещает эту землю. На самом деле, помимо световой энергии, в энергию солнца входит

  • радиационное
  • рентгеновское
  • ультрафиолетовое
  • видимый свет
  • инфракрасное излучение
  • микроволны
  • радиоволны
  • солнечная энергия

    Все эти виды солнечного излучения различаются между собой по длине волны. Волны в микроволновке имеют длину размером с муравья, а радиоволны будут размером с человека или даже здание.

    длинны волн

    Все виды волн несут в себе энергию в виде квантов. Запомните, квант — это частица, которая несет энергию. Энергия кванта зависит от частоты волны. Все мы знаем, что радиационное воздейтвие на растения и животных губительны, это связанно с высокой энергией кванта, которую несут такие волны, энергия настолько высокая, что она просто разрушает клетки! Ренгеновское излучение и низкочастотное ультрафиолетовое излучение также вредит живым организмам. На наше счастье, атмосфера земли задерживает большую часть радиационного, ренгеновского и ультрафиолетового излучения, защищая нас.

    количество энергии солнца и атмосфера земли

    Подходящая энергия, которая не разрушает растение и достаточна для запуска фотосинтеза, находится практически в одном диапазоне с видимым светом. Для растений этому диапазону дали название — фотосинтетически активная радиацией, сокращенно ФАР, т.е. такое излучение, которое дает энергию подходящую для запуска фотосинтеза.

    Перед тем, как мы пойдем дальше, давайте начнем представлять свет как поток падающих на растение шариков, которые несут энергию запускающую процесс фотосинтеза. Эти шарики мы будем называть кванты.

    Характеристики света

    Поговорим о свете подробнее. Наиболее важными характеристиками света являются:

  • освещенность
  • продолжительность
  • качество
  • суточные ритмы
  • Сейчас мы поговорим о первых двух характеристиках: освещенности и продолжительности.

    Освещенность (облученность)

    Логично предположить, что чем больше энергии получает растение, тем быстрее оно будет расти.

    И действительно, скорость фотосинтеза, зависит от количества энергии полученной растением. Чем больше квантов падает на растение, тем выше фотосинтез,тем быстрее происходит рост.Количество энергии падающей на растение в области фотосинтетически активной радиации — называется освещенностью. При низкой освещенности, энергии квантов недостаточно, чтобы фотосинтез обеспечивал все потребности растения. В таких условиях энергия черпается из ранее запасенных питательных веществ. Этот процесс называется дыханием, представьте себе этот процесс со знаком минус, растение расходует ранее запасенную энергию. Для роста, необходимо, чтобы процессы фотосинтеза преобладали над процессами дыхания. А для этого нужно больше энергии!

    скорость фотосинтеза в зависимости от количества энергии

    Как видно из графика, есть участок, когда растение очень хорошо откликается на повышение освещенности. В какой-то момент эффективность падает, а после наступает плато насыщения. Если продолжать увеличивать освещенность, наступит световое ингибирование фотосинтеза. Получается, что как недостаток, так и избыточное количество энергии вредит растению. Как и во всем — все яд, все лекарство.

    Таким образом, нам нужно знать меру, как много энергии давать растению. Поэтому, давайте определимся, в чем будем мерить освещенность.

    Люмены и люксы

    Очень часто в описании электрических лампочек, можно увидеть характеристику освещенности выраженную в люменах или люксах. Люмены и люксы — это величины связанные с восприятием света человеческим зрением, а глаз человека имеет максимум возприятия в зеленой области спектра. Таким образом люмены и люксы — субъективная величина, характеризующая освещенность с точки зрения человека.

    Ваты на метр квадратный

    Эта величина характеризует общую энергию упавших на поверхность квантов за одну секунду. Это объективная величина учитывающая энергию всех квантов. Как вы помните именно энергия квантов запускает процесс фотосинтеза. То есть ваты на м2, как раз то, что нам нужно для измерения освещенности!

    Оптимальной освещенностью для выращивания рассады будет 40 Вт/м2, а для выращивание на продукцию, например огурцов и помидор, освещенность должна быть 100 Вт/м2 .

    Продолжительность
    Помимо освещенности, важным условием для роста является продолжительность. Поэтому, когда обсуждают необходимые условия для роста, говорят, что для выращивания рассады нужна освещенность 40 Вт/м2, а продолжительность должна составлять 14 часов, а для выращивания на продукцию, освещенность должна быть 100 Вт/м2 с продолжительностью 16 часов.

    Таким образом, говорят о общем количество энергии, которое должно получить растение за один день. Для рассады это 40Вт*м2 * 14 Часов = 560 Вт*Ч/м2 в области ФАР, для продукции 100 Вт*м2 * 16 Часов = 1600 Вт*Ч/м2 в области ФАР.
    Итак, если говорить о домашнем выращивании растений или о выращивании растений в теплице, где тепература позволяет выращивать круглогодично, то ограничением для роста будет именно общее количество солнечного света. Как известно, зимой солнечный день может длится всего 9 часов, что недостаточно даже для выращивания рассады.

    Есть таблица, в которой показано с какого месяца можно выращивать рассаду и продукцию, с точки зрения достаточной для этого энергии.

    когда можно начинать выращивать рассаду

    Таким образом, если вы хотите выращивать растения зимой, то существенную часть года солнечный свет не может служить единственным источником освещения. И тут нам на помощь приходят лампы! Первые опыты по досвечиванию растений искусственными источниками начались еще в 1865 году, тогда растения пытались подсветить керосиновыми лампами. Уже тогда было установлено, что искусственный свет может положительно влиять на растение. В наше время есть современные источники света, например светодиоды или газоразрядные лампы, которые обладают высокой эффективностью. Такие лампы могут быть использованы как дополнительный источник света и даже полностью замещать солнечный свет.

    Искусственное освещение активно изучается с целью выращивания растений в космосе. Но обычному садоводу тоже полезно знать о досветке растений, ведь многие из вас сталкивались с вытягиванием рассады. А как по мне, это само по себе очень интересно. Поэтому в следующей статье мы поговорим о искусственном освещении.

    Выводы

    Пожалуй самый важный момент из этого видео, в том, что скорость протекания фотосинтеза зависит от уровня освещенности. Для разных растений своя потребность в освещенности. Как избыток, так и недостаток света плохо сказывается на растении. Теперь вы знаете, почему так важно обращать внимание на рекомендации в освещенности.