В процессе фотосинтеза огурцы выращиваемые в теплицах

Удобрение тепличных культур

В состав сухого вещества растений входит 95% углерода, кислорода и водорода. Эти элементы усваиваются зелеными частями растений в процессе фотосинтеза из углекислого газа и воды.

Благодаря фотосинтезу зеленые растения превращают углекислоту и воду в углеводы и другие органические вещества с большим запасом энергии.

Хлорофилловые зерна (хлоропласты), находящиеся в клетках листьев, поглощают мельчайшие частицы (кванты) света и направляют их энергию на образование органического соединения аденозинтфрифосфата (АТФ).

В результате светового разложения воды в хлоропласте образуется водород и кислород. Водород присоединяется к составным частям ферментов (биокатализаторов) и затем используется для образования углеводов, а кислород выделяется в атмосферу. Таким образом, хлоропласты световую энергию превращают в химическую, в энергию АТФ.

АТФ — мощный аккумулятор энергии распадается на аденозиндифосфат (АДФ) и фосфорную кислоту. Выделяющаяся при этом энергия участвует в различных физиологических процессах растений.

Углекислый газ через устьица проникает во внутрь листа, растворяется в клеточном соке и превращается в угольную кислоту. Вследствие сложных химических соединений углекислота превращается в фосфорглицериновый альдегид, из которого образуются всевозможные углеводы, которыми особенно богаты овощные культуры.

Экспериментально установлено, что у тепличных культур, в частности огурцов и помидоров, фотосинтеза, как правило, в 1,5-2 раза меньше, чем у растений открытого грунта. Это объясняется прежде всего тем, что в тепличных условиях освещенность хуже, чем в открытом грунте.

При более высокой естественной освещенности у растений открытого грунта формируются листья с большей работоспособностью, чем у тепличных культур. Грунтовые растения резко отличаются от тепличных по анатомическому строению листьев. Анатомия листьев тепличных растений аналогична листьям древесных пород, выращенных в тени.

Так, листья помидоров открытого грунта состоят из более крупных клеток столбчатой и 8-9 слоев губчатой паренхим. Листья тепличных томатов тоньше и построены из более мелких и рыхло расположенных клеток столбчатой и 4-5 слоев губчатой паренхим.

Богатая хлоропластами столбчатая ткань мякоти листа играет большую роль в процессе ассимиляции углерода; губчатая ткань, кроме ассимиляции и газообмена, участвует в испарении воды с помощью межклеточных пространств и устьиц и отводе выработанных в листве органических веществ в проводящую ткань.

Кроме того, на фотосинтез тепличных культур отрицательно влияет высокая относительная влажность и температура, а также недостаток углекислоты за счет естественного газообмена. Растения открытого грунта двуокись углерода разлагают со скоростью 40 мг СО2/дм 2 -час, а тепличные — не более 23 мг СО2/дм 2 -час. Особенно резко снижается фотосинтез у огурцов и помидоров в осенне-зимний период, а также при недостатке в теплицах углекислоты.

Интенсивность фотосинтеза зависит от комплекса внешних условий и особенностей строения и состояния растений.

Внешние условия, особенно температура, влажность воздуха и почвы, интенсивность освещения, существенно влияют прежде всего на синтез и накопление пигментов, в частности хлорофилла, что действует и на процесс фотосинтеза.

При прочих равных условиях интенсивность фотосинтеза зависит от структуры листа, количества хлорофилла в нем и быстроты оттока ранее выработанных продуктов фотосинтеза.

Наибольшую роль для тепличных растений имеет величина солнечной радиации — источника света и тепла.

Лучи солнца по достижении поверхности почвы значительно теряют свою энергию. Снижение солнечной энергии зависит от химического состава стекла, его толщины, угла наклона крыши по отношению к углу падения солнечных лучей, наличия светонепроницаемых элементов конструкции теплицы, притеночного материала и особенно от степени загрязнения стекла, в результате чего может теряться до 50% света.

Ухудшение освещенности растений, особенно в первый период их роста, приводит к значительным потерям урожая.

Освещенность в теплицах часто снижается из-за очень узкого расстояния между шпросами, а также толстого слоя битумной замазки.

В большинстве старых теплиц между шпросами, на которых лежит стекло, устраивают проемы шириной 45-60 см; в теплицах новых конструкций, на кровлю которых используют стекло толщиной 3-4 мм, расстояние между шпросами составляет 75 см.

Для кровли теплиц используют стекло с высокой прозрачностью, гладкое, с малым количеством пузырьков.

Урок биологии в 9-м классе по теме: «Фотосинтез»

Разделы: Биология

Цель:

  • Углубить знания о процессе фотосинтеза;
  • Обосновать космическую роль зеленых растений;
  • Развивать логическое мышление, навыки самостоятельной работы, умение делать выводы из анализа результатов эксперимента.

Задачи:

  • Познакомить с историей открытия фотосинтеза;
  • Выявить приспособленность растений к фотосинтезу;
  • Показать суть фотосинтеза и его значение для жизни на Земле;
  • Выявить влияние факторов окружающей среды на процесс фотосинтеза;
  • Развивать навыки устной монологической речи;
  • Развивать умение использовать ранее приобретенные знания для получения новых.

Оборудование:

  • Цифровая измерительная лаборатория «Архимед»
  • Цифровой микроскоп
  • Йод
  • Спиртовка
  • Чашка для выпаривания
  • Спирт
  • Растение герани

Ход урока

1. Орг. Момент

2. Изучение нового материала

Сегодня у нас необычный урок. Мы продолжаем говорить о фотосинтезе.

  • Вспомните определение фотосинтеза. (слайд 3)

Сегодня на уроке мы должны выяснить:

  1. Нужен ли этот процесс на нашей планете или необязателен?
  2. В чем важность фотосинтеза?

(запись цели урока на доске) (слайд 2)

  • Определить условия, необходимые для фотосинтеза
  • Показать космическую роль зеленых растений.

Чтобы лучше понять суть этого процесса нужно начинать издалека (сообщения учащихся)

1. Опыт Ван Гельмонта (слайд 4).

  • Какой вывод сделал Гельмонт на основании своего опыта? (на доске записывается первое исходное вещество)

2. Опыт Пристли (слайд 5)

3. К какому выводу пришел Пристли, проведя этот эксперимент? (растения выделяют кислород, делая пригодным воздух для дыхания)

4. Опыт Яна Ингенхауза

Он обнаружил, что растения выделяют кислород на свету зелеными частями растений.
На доске появляется запись:
Вода + свет + зеленые части растений = кислород

5. 1872 год швейцарский физиолог Жан Сенебье экспериментами доказал участие в фотосинтезе углекислого газа, который служит растению пищей.

6. Вскоре другой швейцарский ученый Никола Теодор де Соссюр экспериментально доказал, что синтез органических соединений растениями обеспечивается питанием углекислым газом и водой.

Эти открытия выдающихся ученых обобщаются в виде схемы:
Вода + угл.газ + свет + зеленые части растений = кислород + орг. вещества

7. В 1845 году немецкий врач Майер сделал открытие. Он доказал, что растения преобразуют солнечную энергию в химическую синтезируемых органических соединений согласно закону сохранения и превращения энергии. ( Слайд 7)

Таким образом, уже к середине ХХ века о фотосинтезе сложилось представление, которое можно выразить уравнением:
CO2 + H2O + свет + зеленые части растений = O2 + орг.вещество + Е

  • Какие факторы, судя по уравнению фотосинтеза должны влиять на скорость этого процесса? (свет, температура, количество углекислый газ, влажность)

Факторы выписываются на доску.

  • Как это доказать опытным путем?

Докажем это опытным путем , используя цифровую измерительную лабораторию «Архимед». С ее помощью проведем опыты:

I. Зависимость фотосинтеза от интенсивности света.

II. Зависимость интенсивности фотосинтеза от температуры.

III. Зависимость интенсивности фотосинтеза от концентрации углекислого газа.

  • Посмотрите на графики. Какой можно сделать вывод?

Вывод: скорость фотосинтеза увеличивается при повышении температуры, освещенности и концентрации углекислого газа.

В 1864 году французский физиолог Жан Буссенго установил соотношение объемов превращающегося в органические соединения углекислого газа и выделяемого кислорода. Это соотношение 1:1.
В этом же году немецкий ботаник Юлиус Сакс продемонстрировал образование зерен крахмала при фотосинтезе.

  • Как Сакс доказал, что органическое вещество запасаемое зеленым растением, является крахмалом? (йодом)
  • Какая окраска должна получиться?
  • Если капнуть йодом на лист, появится ли фиолетовое окрашивание?
  • Проверим?
  • Почему не получилось? Что мешает определить крахмал в листьях? (хлорофилл)
  • Где он содержится? (в хлоропластах)

Просмотр изображения листа герани под микроскопом (увеличение 200)

  • Можем ли мы удалить хлорофилл из листа?

Это мы можем сделать с помощью горячего спирта. Перед уроком я выдержала растение герани в темноте, чтобы крахмал превратился в сахар и оттек из листьев. Потом достала на свет и закрыла части листа темными полосками, чтобы не проникал свет.
Помещаем лист герани в горячий спирт. Лист теряет зеленую окраску. Хлорофилл растворяется в спирте. Обесцвеченный лист обрабатываем йодом.

  • Что видим?
  • Какое вещество окрасилось йодом в синий цвет?
  • Какой можно сделать вывод?

Вывод: в листьях на свету образуется крахмал, а в темноте он не образуется.
Фотосинтез – это уникальный процесс создания зелеными растениями органических веществ из неорганических, идущий в огромных масштабах на суше и в воде.
Наземные растения связывают ежегодно 20 млрд. тонн, а морей — 25 млрд. тонн углерода, которые расходуются на создание 100 млрд. тонн органических веществ. Для перевозки такого количества сахара потребуется железнодорожный состав длиной 50 млн. километров, что в 40 раз превышает длину всех железнодорожных линий Земли.
Для синтеза 1 грамма глюкозы растениям достаточно затратить 4,4 кВт /час электроэнергии, т. е столько, сколько потребляет цветной телевизор за 15 часов.

Климент Тимирязев писал: «Человек вправе наравне с самим китайским императором величать себя сыном солнца». (Слайд 8)

  • Как вы считаете почему? (человек питается органическим веществом, которое образовалось за счет энергии Солнца).
  • Так в чем же состоит значение фотосинтеза? (ответы ребят)

Энергия солнца, поступившая из космоса, преобразуется и запасается клетками зеленых растений в углеводах, белках, липидах, обеспечивая жизнедеятельность всего гетеротрофного населения живого мира – от бактерий до человека. Вот почему Тимирязев эту роль зеленых растений назвал космической.

3. Рефлексия

  • Какие условия необходимы для протекания фотосинтеза?
  • Какова роль фотосинтеза?
Читать еще:  Лучшие сорта крупных помидор

Фотосинтез идет на свету круглый год.
Он людям дает пищу и кислород.
Очень важный процесс – фотосинтез, друзья,
Без него обойтись нам на свете нельзя.
Фрукты, овощи, хлеб, уголь, сено, дрова –
Фотосинтез всему этому голова.
Воздух чист будет, свеж, как легко им дышать!
И озоновый слой будет нас защищать!

4. Закрепление

Решите задачу: (слайд 10,11)

1. Известно, что 50м2 зеленого леса поглощает за 1 ч углекислого газа столько же, сколько его выделяет при дыхании за 1 ч один человек, т.е. 40 г. Сколько углекислого газа поглощает 1 га зеленого леса за 1 ч? Сколько человек сможет выдохнуть это количество углекислого газа за тот же час? (ответ: 8 кг углекислого газа. 200 человек)

2. В процессе фотосинтеза огурцы, выращиваемые в теплицах, поглощают 1 кг углекислого газа при образовании 7 кг плодов. Сколько кг углекислого газа потребуется, чтобы получить 300 кг огурцов? Как можно увеличить содержание углекислого газа в воздухе теплиц? (ответ: 42,85 кг; внесение в почву навоза, торфа обогащает надземный слой воздуха углекислым газом, который выделяется из почвы при разложении микроорганизмами органических веществ)

Домашнее задание: (слайд 12)

Решите познавательные задачи:

  • Какое растение осаждает больше пыли на поверхности листьев: вяз или тополь? Почему? (ответ: у вяза лист шероховатый, он будет в 6 раз больше осаждать пыль, чем гладкой поверхностью листа тополь)
  • Существует ли взаимосвязь между сбором листовых овощей ( укроп, шпинат, салат, и т.д.) и временем суток? Почему? (ответ: вечером т.к. в это время накапливается максимум органических веществ, образованных днем в процессе фотосинтеза, а ночью происходит отток этих веществ в другие органы.)
  • Хозяйка на дачном участке оборвала зеленые листья капусты на корм кроликам. Правильно ли она поступила? Почему? (ответ: нет, неправильно. Органические вещества, образованные в зеленых листьях в процессе фотосинтеза, оттекают в белые листья кочана, где и накапливаются)

Блог Франтинской Татьяны Сергеевны

Учащиеся МОАУ «Гимназия имени Александра Грина» г.Кирова!

Предлагаю вам дополнительные материалы к темам уроков, задания творческого характера. Успехов!

9 января 2013 г.

БИОЛОГИЯ 6 КЛАСС

6 комментариев:

1) 8кг 200чел.
2) За месяц(30 дней) – 150 г; за год (365 дней) – 1825 г
3)У вяза листья шероховатые и поэтому оседает больше пыли, а ту тополя листья гладкие значит меньше пыли.
4) Вечером т.к. в это время накапливается максимум органических веществ, образованных днем в процессе фотосинтеза, а ночью происходит отток этих веществ в другие органы.
5) Нет, неправильно. Органические вещества, образованные в зеленых листьях в процессе фотосинтеза, оттекают в белые листья кочана, где и накапливаются.
6) 3580г
7) 42,85 кг; внесение в почву навоза, торфа обогащает надземный слой воздуха углекислым газом, который выделяется из почвы при разложении микроорганизмами органических веществ.
8) Добавление в почву удобрений, соблюдение правил при посадке растений, большая освещенность, соблюдение правил полива растений и т.п.

1) 8кг 200чел.
2) За месяц(30 дней) – 150 г; за год (365 дней) – 1825 г
3)У вяза листья шероховатые и поэтому оседает больше пыли, а ту тополя листья гладкие значит меньше пыли.
4) Вечером т.к. в это время накапливается максимум органических веществ, образованных днем в процессе фотосинтеза, а ночью происходит отток этих веществ в другие органы.
5) Нет, неправильно. Органические вещества, образованные в зеленых листьях в процессе фотосинтеза, оттекают в белые листья кочана, где и накапливаются.
6) 3580г
7) 42,85 кг; внесение в почву навоза, торфа обогащает надземный слой воздуха углекислым газом, который выделяется из почвы при разложении микроорганизмами органических веществ.
8) Добавление в почву удобрений, соблюдение правил при посадке растений, большая освещенность, соблюдение правил полива растений и т.п.

1. В 1га-10000кв.м, а если в 50 кв.м. за 1 час поглощается 40 г углекислого газа, то 10000_50=200;40г*200=8000г=8кг
8000г:40г=200(чел.)
Ответ:8 кг углекислого газа. 200 человек
2.Если 1кг корневой системы потребляет в сутки 1г кислорода, тогда корневая система, у которого масса 5 кг потребляет в сутки 5г,за месяц 5*30=150г(за месяц),за 365 дней-5*365=1825Г(за год
ответ: за 30 дней – 150 г; за 365 дней – 1825 г
3.У вяза лист шероховатый, значит площадь листа будет гораздо больше, чем у тополя, листья вяза больше осаждают пыль, чем гладкая поверхность листа тополя.
4.связь существует. фотосинтез состоит из 2-ух фаз: световая(выделение кислорода, освобождение водорода) и темновая (образование органических соединений). Вечером накапливается максимум органических веществ, образованных днем в процессе фотосинтеза, а ночью происходит отток этих веществ в другие органы.
5. Неправильно. Органические вещества, образованные в зеленых листьях в процессе фотосинтеза, оттекают в белые листья кочана, где и накапливаются.
6. В сутки человек потребляет 430 г кислорода. Один гектар леса вырабатывает за час столько кислорода, сколько нужно для дыхания двухсот человек. Какую массу кислорода выделяет гектар леса за один час?
Используя условия задачи, 430г*200=86000г(потребление кислорода за сутки),86000:24=3580(г)-гектар леса выделяет за 1-ин час.
7.Если при поглощении 1кг углекислого газа образуется 7 кг огурцов, то чтобы получить 300кг огурцов, будет поглощено 42,85 кг углекислого газа(300:7=42.85кг)
Внесение в почву навоза, торфа обогащает надземный слой воздуха углекислым газом, который выделяется из почвы при разложении микроорганизмами органических веществ.
8.Интенсивность и качество света, концентрация углекислого газа, минерального питания, водного режима, температуры, загрязнение воздуха, внесение в почву органических удобрений.

1 800г,20 чел.
2 150г в мес,1кг850г в год
3 у тополя,потому-что площадь листа больше
4 существует,потому-что процессы поглощения растворённых минеральных веществ интенсивние в дневные часы
5 неправильно, она лишает растение дополнительного обмена веществ
6 86 кг
7 около 43 кг
8 удлинение светового дня,регулярные поливы,доступ углекислого газа.

1.Ответ: 8 киллограм углекислого газа,200 человек. 2.Ответ: за месяц – 150 грамм, за 1 год – 1825 грамм. 3.Ответ: вяз осаждает больше пыли на поверхности листьев, чем тополь. У вяза лист шероховатый, он будет больше осаждать пыль, чем тополь с глаткой поверхностью листа. 4.Ответ: вечером , в это время накапливается много органических веществ, образованых днем в процессе фотосинтеза, а ночью происходит отток этих веществ в другие органы. 5.Ответ: нет неправильно. Органические вещества образованые в листьях в процессе фотосинтеза, оттекают в листья кочана, где и накапливаются. 6.Ответ: лес выделяет 3580 грамм кислорода за 1 час. 7.Ответ: 42,85 кг потребуется ,чтобы получить 300кг огурцов. Внесение в почву навоза, торфа обогащает надземный слой воздуха углекислым газом, который выделяется из почвы при разложении микроорганизмами органических веществ 8.Ответ: внесение в почву органических удобрений, соблюдение правил при посадке растений, хорошая освещенность, соблюдение правил полива растений. Лобастов Максим 6А класс

1. 80 г., 2 человека.
2. 150 г. в месяц, 1825 г. в год.
3. Вяз осаждает пыли на поверхности листьев в 6 раз больше, чем тополь, т.к. у вяза более широкие листья и расположены они плотнее.
4. Нужно собирать утром, когда они наиболее сочные (больше содержится воды, позднее часть воды высушивает солнце), тогда они более вкусные и дольше хранятся.
5. Нет, потому что капуста перестанет расти без хлорофила, который содержится в зелёных листьях.
6. 86 кг кислорода.
7. Примерно 43 кг. Что-нибудь периодически сжигать в теплице.
8. Удобрять почву, хорошее освещение и соблюдение режима полива растений.

Доступно о сложном — физиология огурца!

Начало аграрного сезона – отличный повод поговорить о насущных проблемах нового тепличного сезона, о жизни нашей и растительной.

Современные реалии аграрного производства с наступившим мировым кризисом заставляют пересмотреть отношения мелкого формера к тепличному производству. На сегодняшний день тепличное хозяйство становится слишком дорогим удовольствием, чтобы позволить работать без хорошей теоретической подготовки. Уровень технологического мышления наглядно демонстрируют многочисленные дни поля, в части вопросов и ответов. Иногда задают такие вопросы, что создается впечатление – все растущее на полях мы получает скорее вопреки, чем благодаря стараниям.
Все (или почти все) ищут некие универсальные формулы, суперсекреты, методики на все случаи жизни – некий философский камень агрономии. Алхимики вон тоже пару столетий искали это универсальное средство обогащения и что? А идея та же: при минимуме усилий мозгов получить мах набитый карман, нередко затрачивая при этом громадные физические усилия, а отдача может стремиться к 0 – в итоге страдают руки, ноги, жена и дети. Когда появляются проблемы, приходится решать 2 хрестоматийных вопроса «Что делать и кто виноват?» Если на второй всегда имеется полная обойма ответов – от плохих семян и погоды до правительства и курса гривны, то первый часто остается без ответа.
Практика свидетельствует, что «западные» огурцы, как и их выращиватели, живут лучше своих украинских соплеменников. И иностранцы знают главный секрет успеха – чтобы заставить растение работать по максимуму, надо знать досконально потребности, характер и вкусы их растительной жизни и строить согласно этому всю агротехнику. От главного до второстепенного.
У нас заглядывают в графики и таблички умных букварей – пытаясь судорожно найти ответы на каждодневно меняющиеся вопросы.
У них смотрят на растение, на солнце и добрый десяток приборов – УПРАВЛЯЮТ жизнью в теплице.
Наиболее азартные пытаются освоить физиологию растений за один присест. Итог: после встречи с аденозинтрифосфатами, циклическим фотофосфорилированием и циклами Кальвина-Бенсона читается на лице однозначно, и сразу переходят к более понятным и практически реализуемым разделам «режимы подкормки, полива, защиты и т.д.».
Поэтому, кто не собирается капитулировать перед профи из современных тепличных комбинатов с хозяевами-олигархами – милости просим посетить непростой мир растительной жизни, на страницах несколько фрагментов из книги «Физиология – доступно о сложном». Попытаемся разобраться в тонкостях растительной, а конкретно, огуречной жизни.
Главное, что отличает растения от всех остальных организмов, – это фотосинтез. Поэтому и начнем с него.

ЧТО ТАКОЕ ФОТОСИНТЕЗ

Чтобы не утомлять читателей сложными терминами и объяснением что и как работает, изложим необходимый минимум, по принципу – если Шумахер досконально изучит теорию автомобильных двигателей – лучше от этого ездить он не станет.
Итак, посмотрим на тепличное растение как на машину. Если сердце автомобиля это мотор, то зеленые листья и происходящий в них фотосинтез – это силовая установка, зеленый двигатель растений. Фотосинтез – наиболее важный процесс жизни растений. Он дает 95% массы растений и 100% энергии, используемой в развитии растений. Поэтому от умения управлять этим процессом зависит, собственно, урожай.
Процесс фотосинтеза сложный, многоступенчатый и состоит из большого числа последовательных реакций, ведь не зря в 1961 году работы по его исследования были удостоены Нобелевской премии.
Если говорить без формул и маловыговариваемых терминов, то суть процесса состоит в следующем:
в зеленых листьях при помощи световой энергии вода и углекислый газ химически превращаются в сахара-углеводы – это как процесс зарабатывания денег.
углеводы, как энергетическая валюта, поставляются из листа во все точки растения, и в результате дыхания (процесс, обратный фотосинтезу) они распадаются, и выделяющаяся энергия используется для всех потребностей растения, это уже как трата денег. Дыхание – процесс круглосуточный и регулируется в основном температурой.
И по большому счету, основа жизни растений абсолютно похожа на нашу – заработанных денег должно быть больше, чем потраченных.
Условия для фотосинтеза
Солнце, воздух и вода – наши лучшие друзья, все помнят еще с садика. Впрочем, это справедливо и для растений, в частности огурцам полезно ласковое солнце, влажный воздух и теплая вода.
Первое и главное условие протекания фотосинтеза – наличие источника энергии, которым является солнечная или световая энергия. Растение вбирает 85-90% попадающей на него световой энергии, но только 1-5% из них идет на фотосинтез. Остальное идет на нагревание листа и испарение воды (транспирацию). Для оптимального протекания фотосинтеза необходимо, чтобы лист получал достаточно световой энергии. Второе необходимое условие – обеспечение водой. Количество воды, расходуемое на фотосинтез, как и в случае энергии, составляет малую часть от общего количества, поглощаемого и испаряемое растением. Нехватка воды снижает скорость фотосинтеза – устьица (поры листа) закрываются, и прекращается поступление углекислого газа, который является третьим необходимым фактором фотосинтеза. В сухом веществе растений содержится 45% углерода, 1,5% азота и 5% и других минеральных элементов. Поэтому углекислый газ вдвойне ценен – кроме растительного топлива, это еще и основной строительный материал растения. На викторинах часто задают вопрос: «Какой самый главный элемент питания в растении?» Все кричат: «Азот!» А нет – СО2.
Температура – это уже второстепенный фактор и выступает как регулятор скорости самого процесса фотосинтеза. Оптимальная температура для фотосинтеза огурца лежит в диапазоне 25-30°С, хотя эти температуры не оптимальны для роста всего растения (при повышении температуры дыхание увеличивается больше, чем фотосинтез).
Так же важен как управляющий фактор и фотопериод – чередование дня и ночи. В светлый период идет в основном превращение световой энергии в химические энергетические соединения. А в темноте – из воды и углекислого газа образуются сахара и транспортируются по растению.
Все это рассмотрим поподробнее, чтобы сделать выводы, соединяющие теорию с практикой. Прямо по списку и пойдем:
Влияние освещенности
К.А. Тимирязев писал: «Предел плодородия данной площади определяется не количеством удобрений, которое мы могли бы ей доставить, не количеством влаги, которой мы ее оросим, а световой энергией, которую посылает на данную поверхность Солнце».
Световая энергия (Солнце) через интенсивность (количество) и спектральный состав (качество) как бы руководит всей жизнью растения, указывая, как и что делать, т.е. кроме обеспечения энергией для фотосинтеза дает сигналы для управления развитием растений (фотоморфогенез) Сведения о спектральном составе солнечного света нам трудно использовать практически, мы на них повлиять не можем, эту информацию пропустим и вернемся к рассмотрению состава света в разделе выращивании рассады и применении искусственного освещения.
Для тепличников главное в освещении – количество, которое и определяет потребность растений в остальных условиях – температуре, влажности, питании, воздушной среде.
При достаточном количестве света фотосинтез в растении во много раз проходит интенсивнее, чем дыхание, поэтому в них накапливаются синтезированные вещества. По мере уменьшения освещенности процесс фотосинтеза ослабевает, и может наступить момент равенства производства продуктов и их потребления. При дальнейшем уменьшении освещенности процесс потребления дыханием преобладает над производством фотосинтеза, и начинают расходоваться ранее накопленные вещества. Как следствие – прекращается рост, опадает завязь, желтеют и опадают листья, и растение погибает (яркий пример – выращивание рассады в квартире на подоконнике под батареей без досветки).
Интенсивность
У огурца фотосинтез превышает дыхание, начиная с освещения примерно 2000 лк. Нормальный вегетативный рост при 6000 лк, развитие и плодоношение при интенсивности в 10000 лк. Принято считать, что увеличение освещенности на 1% внутри теплицы повышает урожай также на 1% – продуктивность огурца в сильной степени зависит от интенсивности освещения, т.к. они от природы не обладают большой мощностью фотосинтеза. Эта закономерность сохраняется в пределах 20000–40000 лк. При дальнейшем увеличении освещения возрастание фотосинтеза уменьшается, пока не достигнет точки насыщения. Очень высокая освещенность в 60000-80000 лк угнетает растения, вызывая сильные перегревы растений и ожоги.
Воздействие света на растение проявляется как прямо (энергия для фотосинтеза), так и косвенно – нагрев растительных тканей, воздуха и почвы. В летние месяцы благо превращается во вред в соответствии с пословицей – «Що занадто, то не здраво». Приходится бороться – затенять посадки побелкой мелом или световой шторой, начинают вентилировать. Но об этом подробно в разделе «Вентиляция».
У более старых растений происходит самозатенение листьев, а при малом освещении заложение цветков и рост плодов нарушается из-за уменьшения доступности продуктов фотосинтеза – снижение уровня света приводит к формированию более тонких и крупных листьев. Интенсивность фотосинтеза листьев огурца снижается с его возрастом – как только появляются внешние признаки старения.
Температура и фотосинтез
Количество света определяет и температурный режим в теплицах, которым управляют так, чтобы увеличивать продуктивность фотосинтеза. При высокой интенсивности света дневную температуру повышают, при ее уменьшении – снижают.
При перемене солнечной погоды на пасмурную вырабатывается меньше продуктов фотосинтеза, и возникает задержка роста плодов и побегов из-за повышенного потребления на дыхание корней в нагретой почве.
Например, зимой в условиях небольших уровней света урожай был наибольшим при 21°С и не увеличивался по мере повышения температуры.
Плодоношение ясно показывает, какой запас продуктов фотосинтеза наработало растение за световой день. Ночью продукты фотосинтеза передвигаются к точкам роста – плодам, побегам и в корни. Ночная температура задает скорость этого движения, а также и интенсивность дыхания, которое дает энергию на этот процесс. Так вот, если за день было накоплено немного продуктов фотосинтеза, то они за короткое время распределятся и до утра будут бесполезно тратиться на дыхание (это как холостой ход двигателя на высоких оборотах). В итоге и рост плодов, и развитие корней уменьшится, а то и вовсе прекратится. Вывод – ночная температура должна учитывать уровень освещения, а с ним и накопление продуктов фотосинтеза за предыдущий день. Нужно учитывать и то, что после периода стабильной солнечной погоды накопленные продукты фотосинтеза расходуются в течение 2-3-х суток.
В растениях огурца очень сильная конкуренция за продукты фотосинтеза между плодами и корнями. По мере роста плодов рост листьев снижается, а корни начинают отмирать. После снятия плодов идет быстрое нарастание корневой системы. Вот такие цикличные волны развития (и отдача урожая) стараются регулировать ночными температурами. При низких температурах 15-17°С продукты фотосинтеза медленно транспортируются и более равномерно распределяются между завязями. При высокой температуре 18-20°С скорость роста увеличивается, но возрастает и конкуренция, и часть завязей отмирает, могут появляться деформированные, особенно если разница между дневными и ночными температурами превышает 6°С.
Вывод – при плодоношении волнами необходимо снизить ночную температуру до 15-16°С, что позволяет восстановить корневую систему.
Такие процессы характерны для ранней весны, а когда приход световой энергии существенно увеличивается, а с ней и фотосинтез, то процессы конкуренции становятся уже не такими явными. Особое внимание необходимо на начало плодоношения – многие думают: удалять первую завязь или нет? Исходя из выше сказанного, нужно выбирать – или получить один огурец, но очень ранний, и который вероятнее всего затормозит развитие растения на неделю, а то и больше, или удалить первые завязи и направить весь фотосинтез на развитие листьев и корней, которые в итоге дадут более высокий ранний урожай равномерного плодоношения.
Молодые растения для роста листьев требуют более высокого температурного режима, а при начале плодоношения температуру снижают. Уровень ночных температур определяет и характер формирования листового аппарата. При температуре 16°С и ниже формируется много боковых побегов и закладка пучковой завязи в узлах на главном стебле.
Для разных сортов существуют свои оптимальные температурные режимы, они описаны во всех учебниках, для нас важнее за цифрами увидеть процессы, которые они отображают.
Фотопериод
Реакция растений на долготу дня связана с их географическим происхождением. Огурцы – выходцы из тропиков, поэтому по длительности освещения огурец является нейтрально короткодневным растением – ускоряет развитие при продолжительности дня 12-14 часов (март-апрель, август-сентябрь). В принципе, современные сорта хорошо плодоносят и в условиях длинного дня. Если в летние месяцы искусственно уменьшать продолжительность светового периода до 10-12 ч в сутки, при переизбытке солнечной радиации, то они отреагируют ускорением образования завязи. Особенно благоприятен короткий день при выращивании рассады, но естественно при высокой интенсивности освещения
Способы регулировки
светового режима
Проще всего содержать теплицу чистой, покрыть почвогрунт отражающим материалом (светлые опилки, солома, белая пленка), своевременно удалять пыль, грязь и водоросли, чтобы увеличить пропускание света, дорожки тоже должны быть светлыми. В теплицах трубы и каркас красят в белый цвет.
Вся агротехническая работа по уходу должна быть направлена на то, чтобы растения максимально использовали свет, снизить насколько возможно препятствия для проникновения верхнего света к растениям, расположив растения на оптимальном расстоянии друг от друга от 2,0 до 3,5 раст./м2. В изреженных посадках часть света пропадает зря, а в загущенных растения затеняют друг друга, схема посадки определяется в каждом конкретном случае. В ряде случаев снижают плотность посадки растений, чтобы увеличить их индивидуальную освещенность. Хотя при этом уменьшается число растений на единице площади, продуктивность каждого из них повышается. У дорожек растения можно сажать плотнее, так как здесь они лучше освещены.
Если улучшить условия водоснабжения и питания, то размеры листовой пластинки увеличатся, а между площадью листьев и величиной урожая обычно существует прямая зависимость. При определенном размере листьев растения поглощают практически весь свет, то в результате затенения интенсивность фотосинтеза уменьшиться – урожайность в нижних ярусах падает. Тогда необходима осветляющая санитарная прочистка листьев.
Конденсат на пленке также уменьшает на 25% световой поток и может существенно снизить ранний урожай.
Вывод – выбор оптимальных условий корневого питания, температурных режимов, подкормки углекислотой не имеют смысла, когда огуречная теплица похожа на дремучий лес. Рост и развитие, а в итоге урожай, будут лимитироваться фотосинтезом.

Виталий Лобас, фермер — агроном, Украина, г. Черкассы

Настоящий Хозяин, г. Киев

Урок биологии в 9-м классе по теме: «Фотосинтез»

Разделы: Биология

Цель:

  • Углубить знания о процессе фотосинтеза;
  • Обосновать космическую роль зеленых растений;
  • Развивать логическое мышление, навыки самостоятельной работы, умение делать выводы из анализа результатов эксперимента.

Задачи:

  • Познакомить с историей открытия фотосинтеза;
  • Выявить приспособленность растений к фотосинтезу;
  • Показать суть фотосинтеза и его значение для жизни на Земле;
  • Выявить влияние факторов окружающей среды на процесс фотосинтеза;
  • Развивать навыки устной монологической речи;
  • Развивать умение использовать ранее приобретенные знания для получения новых.

Оборудование:

  • Цифровая измерительная лаборатория «Архимед»
  • Цифровой микроскоп
  • Йод
  • Спиртовка
  • Чашка для выпаривания
  • Спирт
  • Растение герани

Ход урока

1. Орг. Момент

2. Изучение нового материала

Сегодня у нас необычный урок. Мы продолжаем говорить о фотосинтезе.

  • Вспомните определение фотосинтеза. (слайд 3)

Сегодня на уроке мы должны выяснить:

  1. Нужен ли этот процесс на нашей планете или необязателен?
  2. В чем важность фотосинтеза?

(запись цели урока на доске) (слайд 2)

  • Определить условия, необходимые для фотосинтеза
  • Показать космическую роль зеленых растений.

Чтобы лучше понять суть этого процесса нужно начинать издалека (сообщения учащихся)

1. Опыт Ван Гельмонта (слайд 4).

  • Какой вывод сделал Гельмонт на основании своего опыта? (на доске записывается первое исходное вещество)

2. Опыт Пристли (слайд 5)

3. К какому выводу пришел Пристли, проведя этот эксперимент? (растения выделяют кислород, делая пригодным воздух для дыхания)

4. Опыт Яна Ингенхауза

Он обнаружил, что растения выделяют кислород на свету зелеными частями растений.
На доске появляется запись:
Вода + свет + зеленые части растений = кислород

5. 1872 год швейцарский физиолог Жан Сенебье экспериментами доказал участие в фотосинтезе углекислого газа, который служит растению пищей.

6. Вскоре другой швейцарский ученый Никола Теодор де Соссюр экспериментально доказал, что синтез органических соединений растениями обеспечивается питанием углекислым газом и водой.

Эти открытия выдающихся ученых обобщаются в виде схемы:
Вода + угл.газ + свет + зеленые части растений = кислород + орг. вещества

7. В 1845 году немецкий врач Майер сделал открытие. Он доказал, что растения преобразуют солнечную энергию в химическую синтезируемых органических соединений согласно закону сохранения и превращения энергии. ( Слайд 7)

Таким образом, уже к середине ХХ века о фотосинтезе сложилось представление, которое можно выразить уравнением:
CO2 + H2O + свет + зеленые части растений = O2 + орг.вещество + Е

  • Какие факторы, судя по уравнению фотосинтеза должны влиять на скорость этого процесса? (свет, температура, количество углекислый газ, влажность)

Факторы выписываются на доску.

  • Как это доказать опытным путем?

Докажем это опытным путем , используя цифровую измерительную лабораторию «Архимед». С ее помощью проведем опыты:

I. Зависимость фотосинтеза от интенсивности света.

II. Зависимость интенсивности фотосинтеза от температуры.

III. Зависимость интенсивности фотосинтеза от концентрации углекислого газа.

  • Посмотрите на графики. Какой можно сделать вывод?

Вывод: скорость фотосинтеза увеличивается при повышении температуры, освещенности и концентрации углекислого газа.

В 1864 году французский физиолог Жан Буссенго установил соотношение объемов превращающегося в органические соединения углекислого газа и выделяемого кислорода. Это соотношение 1:1.
В этом же году немецкий ботаник Юлиус Сакс продемонстрировал образование зерен крахмала при фотосинтезе.

  • Как Сакс доказал, что органическое вещество запасаемое зеленым растением, является крахмалом? (йодом)
  • Какая окраска должна получиться?
  • Если капнуть йодом на лист, появится ли фиолетовое окрашивание?
  • Проверим?
  • Почему не получилось? Что мешает определить крахмал в листьях? (хлорофилл)
  • Где он содержится? (в хлоропластах)

Просмотр изображения листа герани под микроскопом (увеличение 200)

  • Можем ли мы удалить хлорофилл из листа?

Это мы можем сделать с помощью горячего спирта. Перед уроком я выдержала растение герани в темноте, чтобы крахмал превратился в сахар и оттек из листьев. Потом достала на свет и закрыла части листа темными полосками, чтобы не проникал свет.
Помещаем лист герани в горячий спирт. Лист теряет зеленую окраску. Хлорофилл растворяется в спирте. Обесцвеченный лист обрабатываем йодом.

  • Что видим?
  • Какое вещество окрасилось йодом в синий цвет?
  • Какой можно сделать вывод?

Вывод: в листьях на свету образуется крахмал, а в темноте он не образуется.
Фотосинтез – это уникальный процесс создания зелеными растениями органических веществ из неорганических, идущий в огромных масштабах на суше и в воде.
Наземные растения связывают ежегодно 20 млрд. тонн, а морей — 25 млрд. тонн углерода, которые расходуются на создание 100 млрд. тонн органических веществ. Для перевозки такого количества сахара потребуется железнодорожный состав длиной 50 млн. километров, что в 40 раз превышает длину всех железнодорожных линий Земли.
Для синтеза 1 грамма глюкозы растениям достаточно затратить 4,4 кВт /час электроэнергии, т. е столько, сколько потребляет цветной телевизор за 15 часов.

Климент Тимирязев писал: «Человек вправе наравне с самим китайским императором величать себя сыном солнца». (Слайд 8)

  • Как вы считаете почему? (человек питается органическим веществом, которое образовалось за счет энергии Солнца).
  • Так в чем же состоит значение фотосинтеза? (ответы ребят)

Энергия солнца, поступившая из космоса, преобразуется и запасается клетками зеленых растений в углеводах, белках, липидах, обеспечивая жизнедеятельность всего гетеротрофного населения живого мира – от бактерий до человека. Вот почему Тимирязев эту роль зеленых растений назвал космической.

3. Рефлексия

  • Какие условия необходимы для протекания фотосинтеза?
  • Какова роль фотосинтеза?

Фотосинтез идет на свету круглый год.
Он людям дает пищу и кислород.
Очень важный процесс – фотосинтез, друзья,
Без него обойтись нам на свете нельзя.
Фрукты, овощи, хлеб, уголь, сено, дрова –
Фотосинтез всему этому голова.
Воздух чист будет, свеж, как легко им дышать!
И озоновый слой будет нас защищать!

4. Закрепление

Решите задачу: (слайд 10,11)

1. Известно, что 50м2 зеленого леса поглощает за 1 ч углекислого газа столько же, сколько его выделяет при дыхании за 1 ч один человек, т.е. 40 г. Сколько углекислого газа поглощает 1 га зеленого леса за 1 ч? Сколько человек сможет выдохнуть это количество углекислого газа за тот же час? (ответ: 8 кг углекислого газа. 200 человек)

2. В процессе фотосинтеза огурцы, выращиваемые в теплицах, поглощают 1 кг углекислого газа при образовании 7 кг плодов. Сколько кг углекислого газа потребуется, чтобы получить 300 кг огурцов? Как можно увеличить содержание углекислого газа в воздухе теплиц? (ответ: 42,85 кг; внесение в почву навоза, торфа обогащает надземный слой воздуха углекислым газом, который выделяется из почвы при разложении микроорганизмами органических веществ)

Домашнее задание: (слайд 12)

Решите познавательные задачи:

  • Какое растение осаждает больше пыли на поверхности листьев: вяз или тополь? Почему? (ответ: у вяза лист шероховатый, он будет в 6 раз больше осаждать пыль, чем гладкой поверхностью листа тополь)
  • Существует ли взаимосвязь между сбором листовых овощей ( укроп, шпинат, салат, и т.д.) и временем суток? Почему? (ответ: вечером т.к. в это время накапливается максимум органических веществ, образованных днем в процессе фотосинтеза, а ночью происходит отток этих веществ в другие органы.)
  • Хозяйка на дачном участке оборвала зеленые листья капусты на корм кроликам. Правильно ли она поступила? Почему? (ответ: нет, неправильно. Органические вещества, образованные в зеленых листьях в процессе фотосинтеза, оттекают в белые листья кочана, где и накапливаются)

Источники:

http://www.groont.ru/teplgroont/fertilizer/17.html
http://urok.1sept.ru/%D1%81%D1%82%D0%B0%D1%82%D1%8C%D0%B8/567524/
http://tfrantinskaya.blogspot.com/2013/01/6.html
http://agroserver.ru/articles/296.htm
http://urok.1sept.ru/%D1%81%D1%82%D0%B0%D1%82%D1%8C%D0%B8/567524/

Ссылка на основную публикацию
Статьи на тему:

Adblock
detector