Влияние на растения избытка или недостатка света. Самые эффективные цвета

Влияние на растения избытка или недостатка света. Самые эффективные цвета

Если растение растет и развивается под влиянием цветового спектра, неудивительно предположить, что если какой-то цвет окажется более эффективным, то только его и нужно направить на растение. Если синий цвет самый "жирный", достаточно засвечивать растения только им и получать отличный урожай круглый год.

Ученые провели ряд экспериментов, большой вклад в изучение фотосинтеза в листьях растений от искусственного освещения внёс русский учёный Андрей Сергеевич Фаминцын . В 1868 году он впервые экспериментально доказал и научно обосновал применение искусственного освещения для выращивания растений, использовав керосиновые лампы вместо солнечного света.

Выяснилось, что свет для растений выступает не только как источник энергии, но и как регулятор роста и развития ( фотоморфогенез ) Так, красный спектр отвечает за вытягивание стебля, его вертикальный рост. А синий спектр, наоборот, тормозит рост стебля в длину, но способствует его утолщению, наращиванию зеленых листьев.

Кроме знакомого всем хлорофилла , в клетках растений есть еще один пигмент – фитохром . Он отвечает за регуляцию суточного ритма жизни, а также за цветение. За образование фитохрома отвечает красный спектр, следовательно, именно он стимулирует образование цветов и плодов.

В более поздних экспериментах, обнаружилось, что и зеленые лучи не столь бесполезны как думали раньше. Дело в том, что благодаря своей проникающей способности, зеленый снабжает энергией более глубокие участки листвы, куда не долетают ни красный, ни синий.

Как мы видим из графика выше, средними пиковыми точками поглощения для хлорофиллов А и В явились показатели в 400 и 700 нм, это спектральный диапазон (диапазон фотосинтетически активного излучения или ФАР-диапазон ( PAR ), который используется растениями в процессе фотосинтеза. Для сравнения: спектральный диапазон глаза человека составляет 555 нм.

Рассмотрим диапазон ФАР:

• 630-670 нм. (красные) - увеличение массы и роста, прорастание, цветение, плодоношение, управление суточными циклами бодрствования и покоя, прорастание семян, растяжение клеток.
• 730 нм. («дальний красный») - "выключает" активность растений. 1-2 минуты воздействия достаточно, чтобы снять эффект красного света 660нм, и наоборот.
• 430-470 нм. (синие) - развитие корневой системы (или формированием клубней), удлинение стеблей и листьев, регулятивные функции: направление роста стебля, ускорение и замедление роста, раскрытие и закрытие бутонов, деление клеток. Задерживают растяжение клеток, в большом количестве угнетают прорастание семян, открывание устьиц, движение цитоплазмы и хлоропластов, развитие листа и др.
• УФ-диапазон 380-420нм . - губителен, но небольшое количество ближнего УФ-спектра благотворно для цветов, а также вкуса и аромата овощей/фруктов.
• Оптимальное соотношение - экспериментально установлено, что оптимальный поток синего света для листовых растений составляет около 10-15% от ФАР. Фактически, это соотношение красного и синего 9:1.

Что происходит с растением при избытке света. Взаимодействие красного (600-700 Нм) и дальнего красного (700 – 800 Нм) света

Поскольку красный и Дальний красный свет имеют более высокую длину волны, они менее энергичны, чем синий свет. В сочетании с глубоким влиянием индуцированных красным цветом фитохромов на морфогенез растений для развития растений требуется относительно больше красного и дальнего красного света.

Две формы фитохрома, Pfr и Pr, играют важную роль в этом процессе. Поскольку красный и Дальний красный свет присутствуют в солнечном свете, растения в природе почти всегда будут содержать как ПФР, так и фитохромы. Растение воспринимает окружающую среду по соотношению между этими двумя формами; это называется фотостационарным состоянием фитохрома.

Фитохром Pr имеет пик поглощения света на длине волны 670 Нм. Когда Pr  поглощает красный свет, он преобразуется в форму Pfr. Форма Pfr действует наоборот – когда она поглощает далекий красный свет на пике 730 Нм, она преобразуется в форму Pr. Однако, поскольку молекулы Pfr также могут поглощать красный свет, некоторые из молекул Pfr преобразуются обратно в Pr. Из-за этого явления нет линейной зависимости между фотостационарным состоянием фитохрома и отношением красного к дальнему красному. Например, когда отношение красного к дальнему красному свету превышает два, в фотостационарным состоянием фитохрома практически нет реакции, и поэтому развитие растений не влияет. Поэтому лучше говорить о фотостационарным состоянием фитохрома, чем о соотношении красного и дальнего красного света.

Количество Pr и Pfr говорит растению, какой свет оно получает. Когда присутствует много Pr, это означает, что растение получает больше далекого красного света, чем красный свет. Когда красный свет меньше, противоположное преобразование (от Pr к Pfr) затруднено, что означает, что есть относительно больше Pr.

Рисунок 3: поскольку дальний красный свет в основном отражается от поверхности листьев, растение получает (относительно) больше этого света, когда оно заполнено соседними растениями. Чтобы избежать тени, растение отрастает более длинные стебли, так что он может поймать больше света.

В средах, в которых многие растения растут близко друг к другу, весь красный свет от солнца используется для процесса фотосинтеза (между 400 и 700 Нм), и большая часть дальнего красного света отражается растениями (>700 Нм). Большинство растений, особенно те, что находятся в тени, получат в этой ситуации гораздо больше красного, чем красный свет. Как следствие, Pr увеличивается, и когда это происходит, растение чувствует, что ему нужно больше света для фотосинтеза и удлинения стебля запускается (см. Рисунок 3). В результате получаются более высокие растения с большим расстоянием между междоузлиями и более тонким стеблем. Это явный пример реакции избегания тени, когда растения стремятся захватить больше света, чтобы выжить.

Более высокие растения могут поглощать больше красного света, что увеличивает количество форм ПФР. Это вызовет большее ветвление, меньшее расстояние между междоузлиями и меньший вертикальный рост, чтобы максимизировать поглощение света для фотосинтеза. В результате растения тратят меньше энергии на выращивание как можно более высоких растений и выделяют больше ресурсов на производство семян и расширение их корневой системы.

Влияние света на растение. Поглощение света растениями и фотосинтез

Чтобы понять как отдельные цвета влияют на эффективность фотосинтеза, проводились научные эксперименты. Из целого листа выделялись отдельные чистые хлорофиллы. После чего, в течение длительного времени, их засвечивали светом различного спектра и проверяли результаты.

При этом в первую очередь, смотрели на эффективность поглощения СО2, то есть интенсивность фотосинтеза. Ниже представлен итоговый график такого эксперимента.

Из него видно, что хлорофилл в основном поглощается в синей и красной областях. В зеленой области эффективность минимальна.

Однако на этом не остановились и провели еще один эксперимент. В растениях также содержатся каротиноиды. Они хоть и играют незначительную роль, но и про них забывать не стоит.

Так вот, аналогичный опыт с каротиноидами показал, что ранее выделенные пигменты листа, поглощают в этом случае свет преимущественно в синей области спектра.

Посмотрев на это, все дружно решили что зеленый цвет абсолютно бесполезен и им можно пренебречь. Основной упор все специалисты предлагали делать только на синий и красный свет.

И соответственно более правильным считалось выбирать лампочки, которые излучают именно эти спектры больше всего.

Но как оказалось, изначальная ошибка экспериментаторов закралась в том, что они использовали не весь лист целиком, а выделяли из него пигменты и смотрели результаты только по ним.

На самом деле, в цельном листе свет очень сильно рассеивается. Провели еще опыты, но уже смотрели на весь лист и использовали разные растения. В итоге получили данные, которые более точно показывали насколько эффективно свет поглощается всем листком, а не его отдельными "кусочками". 

С одной стороны, здесь опять доминируют синий и красный свет. Отдельные пики потребления фотонов доходят до 90 процентов.

Однако к удивлению многих, и зеленые лучи оказались не столь бесполезны как думали раньше. Дело в том, что благодаря своей проникающей способности, зеленый снабжает энергией более глубокие участки листвы, куда не долетают ни красный, ни синий.

Таким образом, если полностью отказаться от зеленого, вы можете ненароком погубить растение, и даже не будете понимать в чем причина.

Влияние солнечного света на растения. СВЕТ В ЖИЗНИ РАСТЕНИЙ

Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF

Одним из первых естествоиспытателей, оставивших научные сведения о растениях, был ученик Аристотеля Теофаст, живший в 371-286 гг. до нашей эры. Он написал 10-томную «Естественную историю растений» и 8-томную работу «О причинах растений». Часто Теофаста называют «отцом» ботаники . С тех прошло более двух тысяч лет, но до сих пор мир растений не раскрыл всех своих тайн, загадок и парадоксов.

Объект исследования: растения гороха и плюща.

Предмет исследования: ростовые реакции растений на действие света.

Цель исследования: изучение влияния света на рост и развитие растений.

Основные задачи исследования: проанализировать научную информацию по теме исследования; провести эксперименты по изучения влияния света на рост и развитие растений; на основе анализа результатов экспериментов сделать выводы о влиянии света на развитие растений растения и сформулировать практические рекомендации.

Актуальность исследования определяется получением сведений о росте и развитии растений, которые могут пригодиться многим людям при выращивании разных культурных растений: любителям комнатных растений, садоводам-любителям, огородникам, а может быть даже и ученым-растениеводам для создания новых технологий повышения урожаев и получения экологически чистого сырья для питания человека. Тем более, что я живу в благодатном крае, который часто называют «житницей России».

2.Обзор литературы

2.1. Значение зеленых растений. Растения – это пища для животных и человека, одежда, топливо, лекарства, это чистый, свежий воздух, это аромат трав и красота цветов. Свет и тепло костра первобытного человека – это запасенная в деревьях энергия Солнца; сегодня человек использует для получения тепла, электричества, движения различных механизмов, транспорта тоже преобразованную зелеными растениями солнечную энергию, которая накоплена и законсервирована в запасах угля, нефти, газа. И как на заре существования человечества, сегодня - растения наши единственные кормильцы . Ученые подсчитали, что растения за год запасают в ходе фотосинтеза столько энергии, сколько могли бы израсходовать 100 тысяч больших городов за 100 лет. Великий русский ученый Тимирязев К.А. считал, что зеленое растение – это промежуточное звено между человеком и Солнцем, потому что пища, которую мы получаем благодаря «работе» растений, служит источником силы в нашем организме потому только, что она не что иное, как «консерв» солнечных лучей .

Влияние света на растения опыты. Работ. Влияние света на рост растений

Свет оказывает как прямое, так и косвенное действие на рост растений. Прямое действие света связано с его влиянием на фазы роста клеток, в частности, свет задерживает фазу растяжения и стимулирует фазы деления и дифференциации. Игибирующее действие света на рост создает суточную периодичность роста – в ночные часы растения, как правило, растут значительно быстрее, чем в дневные. По этой же причине растения, произрастающие в условиях затенения (в загущенных посевах) или темноте, более вытянуты, чем растущие на свету.

Косвенное влияние света на рост растений связано с фотосинтезом, в ходе которого синтезируются органические вещества, необходимые для ростовых процессов. Поэтому растения могут расти в темноте только за счет органических веществ, образованных в дневные часы при фотосинтезе или за счет запаса органических веществ семян при прорастании. Без света невозможно нормальное новообразование структур клетки и увеличение массы растительного организма.

На рост растений влияет и качество света. Наиболее сильное действие оказывает коротковолновые лучи (синие и фиолетовые). Растения, выросшие без света, называются этиолированными. Они лишены хлорофилла, имеют белую или светло-желтую окраску, стебли у них вытянуты, листья недоразвиты, покровные, механические и проводящие ткани развиты очень слабо, накопление сухого вещества не происходит. Этиоляция используется при выгонке цветочных и овощных культур – лука, салата, шпината и других.

Цель работы . Выявить влияние света на рост проростков злаков.

Ход работы . Семена опытных растений предварительно проращивают в темноте при температуре 25 °С. Для закладки опыта используют проростки длиной 3…4 см. Опыт ставят в двух вариантах: 1-й вариант – растения помещают в темный шкаф на все время опыта, 2-й вариант – растения с момента высадки и до конца опыта остаются на свету. Для каждого варианта отбирают по 5 одинаковых проростков, определяют их общий вес, у каждого замеряют высоту, длину и ширину листьев, общую длину корней. Измерения нужно делать быстро, не допуская подсыхания корней проростков. Результаты записывают в табл. 40.

Т а б л и ц а 40. Влияние света на рост проростков ___________

^{культура}

Если растение не будет получать достаточное количество света, то. Влияние света на цветение растений

Нейтральные растения начинают цвести, если в течение длительного времени (как правило, нескольких недель) они получают достаточное количество света (довольно яркий свет в течение 8, а еще лучше 12—16 часов в сутки) В зависимости от вида для цветения нейтральных растений необходимо разное количество света для узамбарской фиалки, например, света нужно не так много, а вот для цикламена гораздо больше.

У растений длинного дня только тогда образуется завязь и появляются цветки, когда в течение нескольких недель они получают так называемый минимум света в сутки, величина которого неодинакова для разных растений и составляет примерно от 13 до 15 часов Если растение не получает своего суточного минимума, оно не цветет Характер освещения (естественное или искусственное) не имеет значения Освещенность не должна быть чрезмерной Обычно достаточно около 100 люкс. При свете луны растения не растут, поскольку даже в полнолуние освещенность не превышает 1 люкс. К растениям длинного дня относятся колокольчик и гвоздика. Колокольчику необходим длинный день для появления цветов, а вот гвоздика может без него обойтись, хотя она зацветает быстрее, если получает необходимое количество света Колокольчики принадлежат к растениям с качественной реакцией, а гвоздики — количественной, или факультативной.

У растений короткого дня завязь и цветы появляются только в том случае, если в течение нескольких недель (обычно 8—10) они получают строго определенное количество света. Обычно им необходимо 12, 13 или 14 часов Хотя зимой количество солнечного света невелико, тем не менее его вполне достаточно для цветения растений короткого дня. Наиболее известным растением этой группы считается молочай.

В летний период, затемняя оранжерею, садовники имитируют короткий день Применяя зимой искусственное освещение, можно настолько продлить день что растения короткого дня начнут цвести.

Последствия светового воздействия (фототропизм) может наблюдать любой садовод-любитель: растения всегда тянутся к свету. Однако не стоит считать, что постоянно меняя место в погоне за солнцем, мы оказываем растению услугу. Если более сильные растения с декоративными листьями положительно реагируют на свет, то для зацветающих растений, более чувствительных к свету и более капризных, последствия постоянных перестановок могут оказаться пагубными. Азалия, камелия и кактус-«декабрист» известны тем, что при смене угла падения света тотчас сбрасывают бутоны, а иногда и листья. Поэтому на горшках этих чувствительных растений рекомендуется ставить «световую отметку». Благодаря линии, проведенной фломастером или карандашом, можно быть уверенным, что снятый с подоконника цветок будет поставлен на то же самое место. Как известно, в естественных условиях растения место не меняют, поэтому их «капризность» вполне объяснима.

Как растения переносят недостаток или избыток света. Свет в жизни растений — признаки избытка или недостатка света

|

Свет в жизни растений играет первостепенную роль, как впрочем и в жизни других живых организмов. А солнечный свет является ключевым элементом в развитии растения.

В самом начале развития — от посадки семечка до высадки рассады в открытый грунт — свет является одним из главных условий роста растений. Растения при недостатке света вытягиваются, становятся бледными и больными, чахнут.

Жмите на картинку. И читайте интересную статью в формате pdf о роли света в жизни растений.

Освещение для выращивания рассады можно сделать собственными руками .

Свет в жизни растений

Вы замечали, как растения, особенно молодая рассада , тянутся в сторону наибольшей освещенности, а их верхушечки поворачиваются вслед за солнцем. Именно поэтому рекомендуется два раза в день поворачивать на подоконнике емкости с рассадой. А еще лучше — установить над посадками специальные светильники, которые будут поддерживать равномерное освещение.

И потом, в саду или огороде, принципиально важно, выбрать для растения нужное, именно ему «место под солнцем».

Но растения страдают не только от недостатка света, но и от его переизбытка.

Предлагаю вам хорошую статью в формате pdf Свет в жизни растений. Признаки избытка или недостатка света , написанную ведущими специалистами в области изучения светового спектра и влиянии его на жизнь растений. Написана она доступным языком.

Вы поймете, как фотосинтез влияет на жизнь растений. Узнаете, почему так важны спектр, электромагнитные излучения, фототропизм. И как все это связано с развитием растений. Поймете, почему так важна подсветка для растений и какая она должна быть правильная.

Вам будет интересно, почему растения адаптируются к условиям освещенности и почему нельзя давать им это делать. И насколько важны избыток или недостаток света и ещё многое другое.

Уверена, вы будете еще лучше понимать, какую роль играет свет в жизни растений. И значит, сможете лучше заботиться о них, давая то, что им необходимо.

Избыток тепла для растений. Значение тепла в жизни растений

Температурные интервалы, при которых возможен рост и развитие растений, чрезвычайно широки. Растения разных систематических и, главное, экологических групп приспособились к достаточно широкой амплитуды минимальных температур. У растений южных районов ростовые процессы начинаются при температурах выше, чем у растений, которые привыкли к жизни в северных районах. Например, тыква, хлопчатник, рис начинают активно расти только при температуре +12 - + 14 ° С. Корни же гороха проявляют признаки роста уже при температуре -2 ° С. Некоторые растения успешно растут и развиваются при низких температурах. К ним, кроме части низших растений (некоторые водоросли, лишайники), относятся высокогорные и полярные высшие растения. им присущ очень низкий уровень интенсивности ростовых процессов, в результате чего эти растения произрастают карликовыми.

По отношению к температуре, как экологического фактора, растения можно разделить на две группы:

• термофильные или термофиты (от греч. Therme - тепло) - теплолюбивые растения, которые растут и развиваются при относительно высоких температурах;

• фригофильни или криофиты (от греч. Kryos - холод) - растения, растущие при более низких температурах.

Среди последних выделяются растения, которые способны расти и развиваться при очень низких температурах, близких к 0 ° С - психрофиты.

Психрофиты (от греч. Psyhros - холодный) - это высшие и низшие растения, которые могут расти и развиваться на влажных и холодных почвах.

Настоящие термофиты - это растения, которые растут в тропических зонах. Они погибают уже при температуре 0 ° С. Многие представители термофитив хорошо переносят сверхвысокие температуры (например, верблюжья колючка - до + 70 ° С, сине-зеленые водоросли - до + 75 ° С). Но подавляющее большинство растений относится к группе умеренных термофитив. Они переносят незначительное снижение температуры и начинают расти при температуре выше 0 ° С. К типичным криофиты принадлежат высокогорные и полярные растения. Они характеризуются очень низким уровнем интенсивности ростовых процессов, следствием чего является низкорослость. Психрофиты приспособились к длительной зимы, короткого вегетационного периода, низкой температуры воздуха и почвы, сильных ветров, которые высушивают почву летом и уплотняют снег зимой и тому подобное. К психрофиты относятся некоторые водоросли и лишайники, из высших растений - дриада, кедровый сланник, рододендрон камчатский и некоторые другие. Психрофиты вместе с криофиты образуют растительный покров тундры, альпийских лугов, высокогорных пустынь.