Ekofiziologija (skripta) - Ishrana bilja

24
CH 3 COOH
| |
C=O-P + CO 2 + H 2 O ⇔ CH 2 + P I
| |
COOH C=O
|
COOH
fosfoenolpiruvat oksalacetat
4.6.4. Fotosinteza mikroorganizama
Modrozelene alge su aerobi, dok fotosintetske bakterije imaju anaerobnu
fotosintezu u kojoj ne dolazi do izdvajanja O 2 . Purpurne bakterije kao donor
elektrona koriste sumpor(II)-vodik ili tiosulfat, a zelene koriste molekularni
vodik. Bakterije za fotosintezu koriste različiti dio spektra u odnosu na više biljke
i imaju drugačije fotosintetičke pigmente od viših biljaka.
3) Produktivnost fotosinteze je količina stvorene organske tvari po jedinici
lisne površine u određenom vremenu,
4) Biološki prinos je ukupna masa organske tvari po jedinici površine tla dok
je poljoprivredni prinos masa organske tvari određenih biljnih organa
zbog koje se biljka uzgaja. Produktivnost fotosinteze ovisi o djelotvornosti
sustava "source" ⇔ "sink", odnosno uzajamnih odnosa između fotosintetskih
tkiva i organa te mjesta potrošnje, odnosno pohranjivanja asimilata,
5) Koeficijent efikasnosti fotosinteze je odnos čiste produktivnosti
fotosinteze i usvojenog CO 2 ,
6) Koeficijent poljoprivredne efikasnosti fotosinteze je odnos mase suhe
organske tvari u poljoprivrednom dijelu prinosa i ukupne organske tvari
(biološki prinos) (PP/BP),
7) Koeficijent energetske efikasnosti je odnos količine usvojenog CO 2 po
jedinici površine usjeva i količine primljene svjetlosne energije,
8) Kompenzacijska točka je kad je intenzitet fotosinteze jednak intenzitetu
disanja, tj. količina usvojenog CO 2 jednaka je količini izdvojenog O 2 i
9) Neto fotosinteza je intenzitet fotosinteze umanjen za intenzitet disanja.
4.8. Fotosinteza i prinos
4.7. Pokazatelji fotosinteze
Teorijski energetski minimum fotosinteze je 8 kvanta svjetlosti (po četiri za
svaki fotosustav = 1400 kJ crvene svjetlosti) za svaki CO 2 (480 kJ/mol) pa je
najveća teorijska efikasnost konverzije svjetlosti 34% (22.4%). Međutim, u poljskim
uvjetima našeg podneblja prosječna godišnja efikasnost je ~0,5% za
kukuruz, pšenicu i dr. usjeve, jer na intenzitet fotosinteze utječe vrlo velik broj
biotskih i abiotskih činitelja kao što su koncentracija klorofila, veličina, trajnost i
zdravstveno stanje asmilacijske površine, prostorna orjentacija lišća, aktivnost
enzima fotosinteze i disanja, svojstva provodnog tkiva, intenzitet osvjetljenosti,
temperatura, raspoloživost vode i biogenih elemenata i dr.
Pokazatelji fotosinteze su slijedeći:
1) Intenzitet (brzina) fotosinteze je količina usvojenog CO 2 po jedinici
površine lista u jedinici vremena,
2) Fotosintetska efikasnost je odnos između akumulirane i apsorbirane energije,
Temeljni uvjet efikasnog usvajanja svjetlosne energije je optimalan razvoj
asimilacijske površine biljaka, njena trajnost i što bolja pokrivenost tla usjevom
tijekom godine. To se može izraziti Beerovim zakonom:
I = I o exp(-kL)
gdje je I = zračenje; I o = zračenje iznad usjeva, k = koeficijent ekstinkcije (npr.
0,4 za erektofilno lišće do 0,8 za horizontalan položaj lišća), a L = LAI u m 2 m -2 .
Stoga je fotosinteza je usko povezana s visinom usjeva, LAI, položajem i
rasporedmo lišća, gustoćom usjeva i rasporedom biljaka.
4.8.1. Biotski činitelji
Koncentracija klorofila u lišću rijetko je uzrok smanjenom intenzitetu
fotosinteze te se rijetko može utvrditi njena značajna i pozitivna korelacija s
neto produkcijom, izuzev u uvjetima niske osvjetljenosti (npr. gust usjev). Međutim,
slaba opskrbljenost nekim biogenim elementima (Fe, Mg, N i dr.) izaziva
pojavu kloroze i pad intenziteta fotosinteze što je posljedica nepostojanog
asimilacijskog broja (mg CO 2 /mg klorofila/h), npr. kad je koncentracija pigmenata
relativno niska (jesen).