Jak przyspieszyć wzrost rośliny, czyli jak zwiększyć fotosyntezę?

Author: admin  //  Category: Artykuły

Fotosynteza jest to biochemiczny proces wytwarzania związków organicznych z materii nieorganicznej, przez komórki zawierające chlorofil lub bakteriochlorofil, przy udziale światła. W skrócie mówiąc jest to wytwarzanie pokarmu przez rośliny przy udziale światła. Jest to podstawowy proces życiowy rośliny. Od fotosyntezy zależy czy nasz roślina będzie wyglądała mizernie i w ogóle się nie rozwijała czy też będzie silna i bardzo szybko się krzewiła. Na fotosyntezę ma wpływ kilka czynników: dwutlenek węgla(CO2), światło, temperatura, woda, minerały zawarte w podłożu lub w wodzie. Jeżeli zapewnimy roślinie optymalną ilość tych wszystkich czynników, wtedy możemy liczyć na to, że nasza roślina będzie bardzo szybko i zdrowo się rozwijać, a co za tym idzie, wysoką produktywność.

Dla każdego z wymienionych wyżej czynników możemy przypisać 3 stany:

  • minimum – stan minimalny danego czynnika, poniżej którego żaden proces nie zachodzi,
  • optimum – stan optymalny, jest to stan w którym proces fotosyntezy przebiega najintensywniej,
  • maksimum – stan czynnika powyżej którego proces fotosyntezy zostaje wstrzymany, tak jak w przypadku stanu minimalnego

Każdy więc czynnik w nadmiarze jak i w niedoborze powoduje zmniejszenie procesu fotosyntezy, dlatego ważne jest aby utrzymać poziom optymalny dla rozwoju roślin. Innymi czynnikami hamującymi rozwój rośliny są pestycydy (np. herbicydy – używane jako środki ochrony roślin do niszczenia chwastów).

  1. Dwutlenek węgla – jednym z czynników wpływającym na proces fotosyntezy jest dwutlenek węgla. Stężenie dwutlenku węgla w atmosferze wynosi 0,03% lub ok. 0,6  mg/litr. Jest to niestety wartość poniżej optymalnej. Np. dla fasoli optymalne stężenie CO2 wynosi 0,09%, dla ziemniaka ok.%, natomiast dla owsa 0,21%. Wszystko zależy od gatunku i wymagań danej rośliny. Głównym źródłem dwutlenku węgla jest rozkład substancji organicznych zawartych w podłożu, rozkładanych przez mikroorganizmy. Proces ten nazywany jest inaczej „oddychaniem gleby„. Gleba dostarcza więc dwutlenek węgla tylko w tedy gdy zawiera substancje organiczne, które są pokarmem dla mikroorganizmów. Dlatego też właściwe nawożenie gleby, zwiększa produkcję dwutlenku węgla. Innymi źródłami Co2 jest spalanie (np. paliwa) oraz oddychanie ludzi i zwierząt. Jednak są to źródła o mniejszym znaczeniu. W rolnictwie jednym z skutecznych sposobów na zwiększenie dwutlenku węgla jest stosowanie inspektówUmieszczony w nich nawóz ulega intensywnym przemianom biologicznym podczas których podnosi się temperatura oraz wydziela obficie CO2. Kolejnym sposobem jest umieszczanie w szklarniach pojemników z fermentującym nawozem, wprowadzać oczyszczone spaliny z kotłowni, spalać np. denaturat w specjalnych palnikach lub uwalniać dwutlenek węgla  z węglanów , działając na nie kwasem. Sposobem prostszym i tańszym jest zakup tzw. „suchego lodu” (zestalonego dwutlenku węgla) w ilośći ok..0 g lodu na 1 m3 powietrza na dzień. Według niektórych oświadczeń uzyskano w ten sposób od 20% do 40% większe plony. Kolejnym sposobem jest zraszanie roślin wodą z zawartością dwutlenku węgla lub węglanu amonu(woda gazowana) – oprócz CO2 dostarczany jest również azot. Należy pamiętać jednak, że jeżeli intensywność światła będzie zbyt niska to wzbogacanie powietrza o CO2 nie będzie miało żadnego wpływu na lepszy rozwój. Trzeba pamiętać, że roślina pobiera wszelkie substancje z zewnątrz pod wpływem fotosyntezy, która nie może się odbywać bez odpowiedniego światła.

  2. Światło – następnym bardzo ważnym czynnikiem jest światło. Energia świetlna, która pada na liść zamieniana jest w procesie fotosyntezy na energię chemiczną. Procent zużywania światła przez rośliny jest dość niewielki. Jak wykazały obliczenia jest to jedynie od 0,5% – 3,5% całkowitej energii świetlnej padającej na liść. Reszta światła zostaje rozproszona lub wykorzystana w procesie parowania wody, czyli inaczej transpiracji. Podczas doboru odpowiedniej ilości światła musimy wziąć pod uwagę dwa parametry światła: intensywność oraz barwę światła(długość fali świetlnej). Zbyt intensywne światło hamuje fotosyntezę. Jedną z przyczyn jest fotooksydacja chlorofilu, która powoduje to, że zostaje pobudzone zbyt wiele cząstek chlorofilu. W rezultacie chlorofil utlenia się, odbarwia i przestaje spełniać swoją funkcję. Przy zbyt silnym świetle wzrasta też transpiracja, która powoduje nadmierne parowanie wody z liści. Zapotrzebowanie na światło uzależnione jest od gatunku i typu rośliny, nie ma jednoznacznej odpowiedzi na to jak intensywne światło potrzebne jest danej roślinie. Oznaką nadmiaru światła jest bladozielone przebarwienie liści. U niektórych roślin ukazują się na liściach brunatne, kanciaste plamy, natomiast u roślin cieniolubnych obserwuje się brunatnienie i odpadanie liści. Z kolei rośliny, u których występuje niedobór światła charakteryzują się chorobliwym wydłużeniem pędów, słabym rozwojem i blaknięciem, szczególnie liści. Kolejnym parametrem światła jest jego barwa. Najbardziej aktywną barwą w fotosyntezie jest światło czerwone i niebieskofioletowe. Najmniej aktywną barwą jest kolor zielony. Roślina najlepiej absorbuje światło o długości fali: 400 nm – 500 nm oraz 600 nm – 700 nm. Odpowiednikiem podanych długości fal świetlnych odpowiada temperatura barwy światła wyrażana w Kelwinach(K). Najlepszą barwą do oświetlania roślin jest barwa w zakresie: 4000 K do 6500 K – wzrost wolniejszy, rośliny będą przyrastać na długość oraz 6500 K do 10000 K – rośliny będą bardziej zwarte i krzewienie będzie intensywniejsze.

  3. Temperatura – Dolna granica temperatury fotosyntezy zależy od gatunku rośliny. Niektóre gatunki roślin, np. takie które występują na obszarach arktycznych, alpejskich lub też tzw. zboża ozime, szpilkowe, przeprowadzają fotosyntezę nawet w temperaturze poniżej 0 stopni Celsjusza. Natomiast rośliny ciepłolubne zatrzymują swój proces fotosyntezy już przy +5 stopniach C.  Jednak dla większości roślin rosnących w naszym klimacie, czyli w klimacie umiarkowanym optymalną temperaturą jest 25 stopni C. Przy wyższej temperaturze proces fotosyntezy nie utrzymuję się w na stałym poziomie, lecz z czasem spada. Wówczas spadek natężenia fotosyntezy ma kilka przyczyn: niszczenie białek enzymatycznych rośliny, szybki wzrost oddychania, co powoduje że roślina więcej zużywa energii na oddychanie niż na fotosyntezę oraz nagromadzenie się asymilatów w liściach, które w dużych ilościach stają się czynnikiem hamującym fotosyntezę.

  4. Woda – Fotosynteza rośliny jest bardziej wrażliwa na odwodnienie, niż inne procesy metaboliczne. Np. więdnięcie liści hamuje fotosyntezę. Przykładem tego może być tu jabłoń. Gdy liście jabłoni zwiędną z przesuszenia zmniejsza to fotosyntezę do 15% poprzedniej wielkości. Wówczas powrót do normalnego stanu następuje dopiero po 2 – 7 dniach. Zatem więdnięcie wywołuje naprawdę poważne zaburzenia w strukturze roślin. Dodatkowo niedobór wody powoduje zamykanie się aparatów szparkowych w liściach i tym samym ogranicza dostęp do dwutlenku węgla.

  5. Wartości mineralne zawarte w wodzie i podłożu. Ostatnim czynnikiem wpływającymi na proces fotosyntezy są wartości mineralne. Niedostatek pierwiastków: Fe, Mg, N, itp., hamuje syntezę chlorofilu oraz innych związków. Ponadto niektóre, np. K, Mn, Cl, itp. są aktywatorami poszczególnych reakcji składających się na całość procesu fotosyntezy. Nieodpowiednie nawożenie obniża fotosyntezę. Fotosyntezę hamuje również opryskiwanie roślin różnymi środkami ochronnymi, np. herbicydami i insektycydami.

Poza wymienionymi powyżej czynnikami wpływającymi na prawidłowy rozwój roślin jest jeszcze parę innych czynników wewnętrznych takich jak: budowa danego gatunku rośliny pod względem zawartości chlorofilu, anatomii liścia oraz rozmieszczenia chloroplastów. Na takie czynniki niestety nie mamy wpływu dlatego, też pozostaje nam zoptymalizować pozostałe 5 głównych czynników które zostały opisane w tym artykule.

Opracowano na podstawie:

„Fizjologia roślin”, W. Czerwiński,
Wikipedia.org,
„Nieinfekcyjne czynniki chorobotwórcze” – http://zojalitwin.wordpress.com/2011/06/05/nieinfekcyjne-czynniki-chorobotworcze,
„Doświetlanie roślin” – http://tropicjungle.blox.pl/2010/02/Doswietlanie-roslin.html

Tags: , , ,

Leave a Reply