Фізіологія рослин - конспект лекцій - О. М. Тарнопільська 2019

4. Фотосинтез
4.1 Загальне рівняння фотосинтезу

Фотосинтез - це процес трансформації поглиненої енергії світла в хімічну енергію органічних сполук. До того ж у процесі фотосинтезу відновлюються не тільки СО2, але й нітрати або сульфати, а енергія може бути спрямована на різні ендергонічні процеси, зокрема на транспорт речовин.

Процес фотосинтезу виражають сумарним рівнянням:

у якому виражена сутність явища, що полягає в тому, що на світлі в зеленій рослині із гранично окислених речовин - діоксиду вуглецю й води утворюються органічні речовини й вивільняється молекулярний кисень.

У процесі еволюції рослин сформувався спеціалізований орган фотосинтезу - листок. У середньому листки поглинають 80-85 % енергії фотосинтетично активної радіації (ФАР), що є видимою частиною спектру електромагнітного випромінювання з довжиною хвилі 400-700 нм і 25 % енергії інфрачервоних променів, що становить близько 55 % енергії загальної радіації.

Листок відбиває 10 % ФАР і 45 % інфрачервоних променів і пропускає відповідно 5 % і 30 %. На фотосинтез використається 1,5-2 % поглиненої синтетично активної радіації, інша поглинена енергія витрачається переважно на випаровування води - транспірацію (95-98 %), можливий також і теплообмін з атмосферою.

Листкова поверхня досягає значних розмірів і перевершує площу ґрунту, що займає рослина. Для характеристики розмірів фотосинтетичного апарата використовують індекс листкової поверхні (L) - площа листя (м²), що припадає на 1 м² ґрунту. Для сільськогосподарських рослин помірної зони середні значення листкового індексу варіює у межах 3-5, у південних широтах з вологим кліматом - до 8-10. Наприклад, поверхня листя 1 га посівів зернових культур у фазі цвітіння досягає 20-40 тис. м², у низькорослих яблунь під час вегетації площа листя становить 25-30 тис. м²/га.

Фотосинтез обумовлюється вибірковим поглинанням пігментами світла у видимій частині сонячного спектра. Частка фотосинтетичних пігментів

становить 10-15 % сухої маси хлоропластів. За хімічним походженням фотосинтетичні пігменти поділяються на дві групи - хлорофіли та каротиноїди.