Régimen de luz: un conjunto de procesos de absorción y transformación de energía luminosa por parte de las plantas.
Se refiere a los factores cósmicos de la vida vegetal.
El papel de la luz en la vida vegetal
Las plantas verdes son los únicos organismos vivos en la Tierra capaces de convertir la energía luminosa de la luz solar en la energía química de los compuestos orgánicos. Este proceso ocurre debido a la clorofila contenida en las hojas (y otras partes verdes) de las plantas y se llama fotosíntesis.
K.A. Timiryazev estableció que la fotosíntesis es principalmente un proceso de unión y conservación de la energía solar. Según los datos calculados, se deberían acumular 16752 kJ de energía en 1 kg de materia orgánica seca. Dado el volumen de biomasa vegetal terrestre, la cantidad de energía ligada y almacenada en forma de materia orgánica es enorme.
El proceso de fotosíntesis es la interacción del dióxido de carbono y el agua bajo la acción de una molécula de clorofila y cuantos de luz para formar moléculas de glucosa y oxígeno. La ecuación de la reacción química se puede representar de la siguiente manera:
6CO2 + 6H2O + 2822 kJ — luz, clorofila → C6H12O6 + 6O2.
Al participar en otras reacciones bioquímicas, la glucosa se transforma en azúcares más complejos (almidón, celulosa, lignina, etc.) y compuestos orgánicos. La velocidad del proceso es igual a la formación de 1 gramo de materia orgánica en la superficie total de la hoja de 1 m2 por 1 hora. En este caso, la cantidad de aire que contiene dióxido de carbono y pasa a través de los estomas de las hojas debe ser 2m2. Para evaluación: por 1 m2 de cultivos de trigo de invierno, el área de la superficie de la hoja es de 17-20 m2, maíz, remolacha, papas — 3-8; trébol y alfalfa — 24-37 m2.
La luz tiene un impacto significativo en la calidad del producto. En el heno y el grano, con falta de luz, disminuye la cantidad de proteína, en la remolacha azucarera disminuye el contenido de azúcar, en las papas, el contenido de almidón y en los girasoles, el contenido de aceite.
La falta de luz provoca la aparición de un color pálido de las hojas y su escaso desarrollo, adelgazamiento y elongación de los tallos, la floración y fructificación se retrasan o no se producen. En los cultivos de cereales , la maleza disminuye, las hojas se vuelven estrechas, el nudo de macollamiento se coloca cerca de la superficie, los tallos se estiran, los entrenudos se debilitan, el grano no madura o resulta de mala calidad, alojamiento de las plantas es posible.
El fotoperiodismo es la propiedad de las plantas de responder a la duración de la luz durante el día. Las reacciones fotoperiódicas determinan el inicio de las fases de crecimiento y desarrollo. Dependiendo de la duración de la iluminación, las plantas se dividen en día largo con un período de iluminación de al menos 12 horas, corto, menos de 12 horas y día neutral.
Las plantas de día corto incluyen plantas originarias de los trópicos y subtrópicos: maíz, arroz, mijo , soya , frijoles , algodón , etc. Cuando se alargan las horas de luz, se alarga la temporada de crecimiento.
Las plantas de día largo incluyen principalmente plantas originarias de latitudes templadas: trigo , centeno , avena , cebada , lino textil , guisantes , arveja, mostaza . Para una vegetación normal, necesitan de 16 a 18 horas de luz diurna.
La energía solar tiene un impacto en la fertilidad del suelo . Se ha establecido experimentalmente que en el suelo irradiado con luz solar el rendimiento de cebada es mayor que en la oscuridad, lo que está asociado a una gran cantidad de nutrientes en las capas superiores.
Bajo la acción de la luz solar, la actividad de los procesos microbiológicos, biológicos, enzimáticos y nitrificantes cambia y aumenta la oxidación del humus. La luz del sol es un factor en la fertilidad del suelo, pero los datos científicos en este sentido no son suficientes.
Regularidades del régimen de luz
K.A. Timiryazev dijo que un rayo de luz que no cae sobre una planta se pierde para siempre para la humanidad.
El factor de utilización de radiación fisiológicamente activa (PAR) es la relación entre la energía luminosa convertida por una planta en energía química durante la fotosíntesis y la energía luminosa recibida por la superficie de la hoja.
Por ejemplo, PAR es 2.6% para cultivos de granos, 3.6% para lino, 2.4% para papas, 1.9% para tubérculos y 4.8% para lupino . En promedio, la proporción de energía luminosa acumulada para las plantas cultivadas es 1.5-2.5% (0.5-3%).
La cantidad de energía solar que reciben las plantas depende de la duración de las horas de luz, la latitud del área, la exposición de las pendientes, las condiciones climáticas y el polvo de la atmósfera.
El ciclo diario de la actividad fotosintética está directamente relacionado con la intensidad de la luz solar: comienza por la mañana, aumenta entre las 12 y las 14 horas y luego se debilita. La fotosíntesis no ocurre durante las horas oscuras del día.
La eficiencia de la fotosíntesis depende de la composición espectral, el tamaño y la forma de la superficie de la hoja.
Control de luz
Por regla general, la regulación del régimen lumínico está íntimamente relacionada con la regulación del régimen térmico del suelo y puede orientarse a un aumento, por ejemplo, en las regiones del norte del país, o a una disminución en las del sur.
La regulación del régimen lumínico de las plantas agrícolas se lleva a cabo debido a las prácticas agrícolas:
- Tasa de siembra: afecta la densidad del tallo y, por lo tanto, la disponibilidad de energía luminosa para las plantas.
- La dirección de siembra en función de los puntos cardinales. Los cultivos de cereales sembrados de norte a sur mostraron un rendimiento de 0,2-0,3 t/ha más alto que los sembrados de este a oeste debido a una mejor iluminación en las horas de la mañana y la tarde y la sombra mutua entre sí en la tarde.
- Método de siembra. Una distribución más uniforme de las plantas en el área le permite proporcionar luz a las plantas de manera óptima.
- El lugar de siembra es la colocación de plantas amantes de la luz en las laderas del sur.
- Momento de siembra: la siembra temprana tiende a aumentar la actividad fotosintética y aumentar los rendimientos. La siembra retrasada conduce a una disminución en la acumulación de materia orgánica y una disminución en el rendimiento.
- Control de marihuana.
- Cultivos mixtos de plantas tolerantes a la sombra y amantes de la luz. Permite un uso más eficiente de la energía solar por unidad de superficie de suelo.
El uso de técnicas agrícolas permite duplicar el uso de radiaciones fisiológicamente activas.
El uso de cultivos intermedios de invierno, siega, rastrojo y siembra tras la cosecha del cultivo principal permite obtener rendimientos adicionales de grano o masa verde de la misma zona, lo que, entre otros beneficios, permite aprovechar adicionalmente la energía lumínica.
Una dirección prometedora en la ciencia agrícola es la mejora de variedades con un mayor coeficiente de utilización de energía solar.
Literatura
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