Значение углекислого газа, температуры и света
для растений
Примерно десять-пятнадцать тысяч лет тому назад
человек перешел к оседлому образу жизни, сменив беспокойную жизнь
кочевника на труд земледельца, а лук и стрелы охотника - на плуг
пахаря. К этому времени человек уже знал, что собранные и посеянные им
семена диких растений дадут урожай, обеспечивающий спокойную и сытую
зиму. Наблюдательность и сметка позволили ему отбирать лучшие растения
и создавать им такие условия, при которых они давали наибольшие урожаи.
Из поколения в поколение передавались эти секреты, от них зависели
благосостояние, а часто и жизнь каждой крестьянской семьи.
Долгое время удивление и зависть всех подмосковных огородников вызывали
необычайная урожайность, неповторимый вкус и аромат знаменитых клинских
огурцов. А секрет был прост: клинские огородники ставили в парники и
теплицы бочки с разбавленным водой навозом. При брожении навоза
выделялось большое количество углекислого газа, который и творил
чудеса.
Цветоводы тоже давно заметили, что зимой, когда солнце светит не так
ярко, цветы растут в оранжереях лучше, если в них прохладно.
Конечно, суть всех этих явлений была для них "тайной за семью замками",
и лишь вековой опыт подсказывал им, как получить высокий урожай.
Сейчас все эти чудеса объясняют фотосинтезом, и часто сами растения
помогают раскрывать их.
Чтобы накопить необходимые питательные вещества, растению нужно
"поймать" как можно больше света и углекислого газа. А для этого они
развивают мощную листву. Подсчитано, например, что поверхность листьев
одного растения кукурузы составляет от 0,5 до 1 квадратного метра.
Следовательно, если на одном гектаре размещается 40 тысяч растений, то
общая поверхность их листьев составит 20-40 тысяч квадратных метров,
или 2-4 гектара. Выходит, что на одном гектаре посева размещается до 4
гектаров листьев!
Выяснив это, ученые предложили уплотнить посев, чтобы увеличить площадь
листьев на гектаре. И результаты не замедлили сказаться. Там, где
площадь листьев составляла 8 тысяч квадратных метров, урожай зерна
пшеницы не превышал 11 центнеров с гектара, при площади 145
тысяч
квадратных метров он поднялся до 25 центнеров, а при 265 тысячах
квадратных метров - до 33 центнеров.
Но этим решалась только часть большой проблемы. Сразу же возник вопрос:
а хватает ли растениям углекислого газа, и что будет, если увеличить
его концентрацию в воздухе?
Первые же подсчеты поразили ученых своими результатами. Оказывается,
чтобы получить 250-300 центнеров сахарной свеклы, растениям нужно около
4 200 килограммов углерода! А это означало, что ежегодно эти растения
пропускают через свои листья от 100 до 300 килограммов углекислого
газа, расходуя за вегетационный период около 40 миллионов калорий
энергии. При таких условиях, если бы пшеницей засеять всю поверхность
суши, она поглотила бы весь углекислый газ атмосферы за 4,5 года, а
клевер сделал бы это еще быстрее - за 2 года! Почему же растения,
покрывающие большую часть суши, не погибают от "удушья"?
Дело в том, что сжигание угля, нефти и других видов топлива пополняет
запасы углекислого газа ежегодно на 0,05 процента от общего его
содержания в атмосфере. Кажется мало, но в объеме всего земного шара
это огромная цифра.
Но главным источником углекислого газа является вода океанов, морей,
рек и озер, где его в четыре раза больше, чем в атмосфере. Чем ниже
температура и чем выше атмосферное давление, тем больше газа может
раствориться в воде. А летом, когда температура воды повышается,
огромное количество газа уходит в воздух.
И, несмотря на это, растениям часто не хватает углекислоты.
Что же делать? "Вносите на поля навоз, - подсказывают ученые, -
двадцать тонн навоза, внесенные на гектар посева, повышают содержание
углекислого газа в метровом слое воздуха до 200 килограммов, а это в
20-30 раз больше, чем обычно. А ведь повысив содержание углекислого
газа в воздухе лишь на 0,02 процента, можно почти вдвое увеличить
урожайность растений.
Не меньшее значение для повышения урожаев имеет освещение растений.
Долгое время считалось, что для растений наиболее важными являются
красные лучи. Но многочисленные опыты показали, что у каждого вида
растений есть свои "любимые" цвета. Озимая пшеница быстрее всего
развивается, если преобладает красный цвет, а редис, например,
"предпочитает" синий. Регулируя спектральный состав света, можно
получить спелые помидоры за 50-60 дней вместо обычных 120-150 дней.
Ученые Казахстана
нашли другой способ использования солнечных лучей. С
помощью большого зеркала они получили концентрированный солнечный свет
(КСС). Облучение им семян огурцов, картофеля и других культур повышает
урожай на 33-51 процент, развитие растений проходит значительно
быстрее, чем из необлученных семян.
На развитие растений и урожайность влияет и температура окружающего
воздуха. Лучше всего растения себя чувствуют при температуре
20-28°.
Поэтому очень продуктивно они "работают" в утренние часы и вечером.
К сожалению, температура, свет и концентрация углекислого газа, от
которых зависит интенсивность фотосинтеза, еще не поддаются регулировке
в естественных условиях.
Ученые Казахстана
нашли другой способ использования солнечных лучей. С
помощью большого зеркала они получили концентрированный солнечный свет
(КСС). Облучение им семян огурцов, картофеля и других культур повышает
урожай на 33-51 процент, развитие растений проходит значительно
быстрее, чем из необлученных семян. 
