Освещенность и фотосинтез

[oleg.saratov]

а как же ламы ДРЛ в теплицах ....в желто-зеленом спектре,получают максимум хлорофилла?

У каждого искусственного освещения есть свои недостатки.Вот краткий обзор.https://diode-system.com/svetilniki-dlya-teplits.html
Растения в любом случае будут использовать, то что есть.

[oleg.saratov]

Ну, всё так и есть

коэффициент поглощения хлорофилла в зелёной области значительно меньше, чем в синей и красной.

График поглощения в моей последней ссылки есть.

[Fatter]

Хлоропласты за миллиарды лет адаптировались к тому, что поглощают синий и красный спектры, а зелёный им почти не нужен, для фотосинтеза он не эффективен, вот они его и отражают за не надобностью.

Растения не отражают весь зеленый свет. Мы видим лишь малую часть отраженного зеленого света. И так происходит из-за несовершенства нашего зрения. Просто зеленый наш глаз распознает лучше, чем остальные цвета. Поэтому мы и не видим отраженные синий и красный цвета.
Больше того, зеленый свет пронизывает верхние листья , поглощается в них частично и устремляется к теневым листьям. Тогда как синий и красный свет застревает в верхней части листьев, и часто рассеивается , при избытке тепла.
Ваша ссылка Олег на коммерческий сайт, где занимаются сбытом только красных и синих светильников, не может дать объективную информацию. Если вы зайдете на десяток аналогичных сайтов, то там также полностью отменили зеленый свет. Вот так реклама может вводить в заблуждение.
Что касается зеленого света, то в последних исследованиях доказана его незаменимость, более высокая эффективность чем у синего и сопоставимость с красным. А вообще, растению нужен весь спектр, это главное, что нужно знать.

Поскольку красные и синие фотоны эффективно поглощаются хлорофиллом, большая часть красного и синего света поглощается в пределах нескольких клеточных слоев с поверхности листа, в то время как зеленые фотоны могут проникать глубже в лист [28]. Соответственно, Sun et al. [29] обнаружили, что красный и синий свет стимулируют фиксацию CO2 главным образом в
мезофилле верхнего частокола хлоропласта, в то время как зеленый свет стимулирует фиксацию CO2 в нижнем частоколе. Аналогичным образом, Терашима и др. [30] сообщили, что при высоком PPF, как только верхние хлоропласты отдельных листьев насыщаются белым светом, дополнительный зеленый свет может увеличить фотосинтез за счет проникновения глубже в лист и стимулируя фиксацию CO2 внутренними хлоропластами, которые не насыщаются белым светом. Также было показано, что зеленый свет проникает глубже в лиственный покров, чем красный и синий, и, следовательно, может увеличить фотосинтез всего растения, стимулируя
фиксацию CO2 листьями внутреннего и нижнего покрова [31-33]. Более того, в зависимости от вида, коэффициент поглощения широкополосного зеленого света может быть сопоставим с коэффициентом красного и выше, чем у синего [6,7].

https://www.researchgate.net/publicatio ... _with_LEDs
Я не привожу другие работы, где детально рассматриваются незаменимые функции зеленого спектра, а лишь показываю одну из многих работ, где ученые также работают со светильниками. Но в отличие от коммерсантов, они не озабочены продажей того, что у них есть, а заняты исследованиями, с целью получения объективной картины происходящего.

[oleg.saratov]

Растения не отражают весь зеленый свет.

Я и не писал, что растения отражают весь зелёный свет.Комерция того сайта не имеет значения, графики там правильные.Этот вопрос уже не раз обсуждали в разных темах и ссылок было много, в том числе и на учебники.Всё на форуме есть.Сейчас открыли новую тему про МФК Вы и там дублируете то, что писали раньше.
Вот из учебника

И. Большое влияние на фотосинтез оказывает спектральный состав света. Еще К.А. Тимирязев установил, что наибольшая интенсивность фотосинтеза наблюдается в красных лучах спектра, затем — в синефиолетовых. Минимальный фотосинтез отмечался в зеленых лучах, ибо они почти не поглощаются пластидными пигментами.

https://ozlib.com/1046700/biologiya/vli ... tez#389120
Зелёный потому и проникает глубже в лист, потому что не поглощается сразу, как синий и красный.Поэтому и лист зелёный.

[Fatter]

Олег, вас трудно понять. То вы пишите, что зеленый свет не нужен

зелёный им почти не нужен, для фотосинтеза он не эффективен, вот они его и отражают за не надобностью.

А то соглашаетесь, что он всё же поглощается

Зелёный потому и проникает глубже в лист, потому что не поглощается сразу, как синий и красный.

Вот из учебника

Это ошибка. Не тот учебник, кто его издавал? Ссылка на К.А. Тимирязева явно некорректна – именно он стоял у истоков таких исследований. Он успел многое, но не всё. Вдумайтесь только, как он сумел при тех несовершенных приборах сделать свои открытия. Сегодня он бы вам доказал особую важность зеленого света, с чем вы не согласны.
Посмотрите не старые учебники, где длину световой волны часто приходилось, условно говоря, измерять шагами, а современные исследования

Как было указано Нисио (2000), эти факты часто путают, и часто утверждается, что зеленый свет неэффективен для фотосинтеза зеленых листьев. Однако многие спектры поглощения (абсолютная величина поглощения света), измеренные с помощью интегрирующих сфер, ясно показали, что обычные зеленые листья наземных растений поглощают значительную часть зеленого света (McCree, 1972, Inada, 1976, Gates, 1980). Также известно, что зеленый свет, однажды поглощенный листьями, стимулирует фотосинтез с высокой эффективностью (Бьеркманн, 1968, Балег и Биддульф, 1970, Маккри, 1972, Инада, 1976). С точки зрения поглощенного квантового выхода зеленого света эффективность или квантовый выход фотосинтеза сравнима с эффективностью красного света и выше, чем у синего света. Разница между квантовыми выходами зеленого и синего света особенно велика у древесных растений, выращиваемых на открытом воздухе при сильном освещении.

https://academic.oup.com/pcp/article/50/4/684/1908367
Это , по сути , переворачивает ваше представление о зеленом свете. Не отказывается растение от зеленого света «за ненадобностью в процессе эволюции» как вы считаете, а в значительной степени жизнь растения зависит именно от этого спектра, порой больше чем от красного или синего света.

[oleg.saratov]

Олег, вас трудно понять.

Всё у меня последовательно.Я написал "почти не нужен", как во всех учебниках и на всех графиках - в зелёном спектре минимальный фотосинтез.Большая часть зелёных лучей отражается, поэтому и листья зелёные.

[oleg.saratov]

.Большая часть зелёных лучей отражается, поэтому и листья зелёные.

Вот, но у нас ещё есть краснолистные растения.В их листьях каротиноиды преобладают над хлорофиллом.Как раз таки каротиноиды поглощают синий и зелёный свет, отражая красный.
Ещё есть антоцианы - красящие пигменты, создают самые разные цвета, в фотосинтезе не участвуют.
Кроме этого толстая кутикула делает лист темнее и придаёт сизый оттенок.
Могу предположить (только предположить), что после опрыскивания листьев высококонцентрированным удобрением, лист утолщает кутикулу, таким образом защищаясь от химического воздействия.Кутикула - защитный слой на листьях.Соответственно лист становится грубее, так как мы уже знаем, что кутин, из которого состоит кутикула - одно из самых твёрдых веществ в растении.

[AndreyNikitin]

во всех учебниках и на всех графиках - в зелёном спектре минимальный фотосинтез.Большая часть зелёных лучей отражается, поэтому и листья зелёные.

Привет, Олег!
Давненько меня тута не было, а тема интересная появилась...
Ох уж эти учебники, особенно, "все"...
Ради эксперимента растения удается выращивать на зеленом свету, естественно, с определенными изменениями и в пигментном составе (ты совершенно правильно вспомнил про каротиноиды, которые, правда, могут и вообще не окрашивать лист, "забиваясь" хлорофиллом), и в росте и развитии.

Чтоб не быть голословным:
Роль криптохрома 1 и фитохромов а-е в регуляции роста арабидопсиса на зеленом свету;
Роль брассинолида в регуляции роста и гормонального баланса Arabidopsis thaliana (L. ) Heynh. на зеленом свету;
Оптогенетика растений - светорегуляция генетического и эпигенического механизмов управления онтогенезом (ошибка в слове "эпигенетического" закрепилась в названии, менять не стал...);
Role of green light in physiological activity of plants (это перевод, но русскую версию намного сложнее найти);
Photosynthetic physiology of blue, green, and red light: Light intensity effects and underlying mechanisms;
Influence of green, red and blue light emitting diodes on multiprotein complex proteins and photosynthetic activity under different light intensities in lettuce leaves (Lactuca sativa L.);
Green light stimulates early stem elongation, antagonizing light-mediated growth inhibition;
Green Light Drives CO2 Fixation Deep within Leaves.
Из последней статьи и ясно, почему у наземных растений в принципе возможна адаптация к фотосинтетическому использованию зеленого света. Это верхнему ярусу листьев на открытом месте так повезло, что можно "транжирить" зеленый свет. А как быть с нижними ярусами? С сеянцами под пологом леса?
Конечно, такого рода адаптации лучше развиты у теневыносливых растений. Мало кто задумывается, когда тис и самшит выносят поступление всего 1% от полного солнечного света, а наземные виды экваториального леса - и того меньше, то это явно не спектр излучения Солнца, а те самые зеленые лучи, пробившиеся через листву/хвою верхнего яруса.

С полуфилософской точки зрения, рассеяние зеленого света "световыми" листьями и поглощение -"теневыми" - скорее, не "транжирение" энергии первыми, а кооперация в ее использовании как внутри листового полога одного растения, так и между разными видами оных.

Что до винограда, учитывая успешные эксперименты с также светолюбивым арабидопсисом, и здесь можно предположить адаптируемость к "зеленой тени". Что, однако, совершенно не означает, что в этом случае будет нужный нам урожай...

И, конечно, изменения кутикулы с появлением у листьев сизых тонов и, разумеется, изменением спектра поглощения листа не имеют отношения к улучшению использования какого-либо участка спектра ФАР в фотосинтезе. Наоборот, кутикула работает как светофильтр. Вот устойчивость к избытку света и к фотодеструкции пигментов при низких температурах - пожалуйста, увеличатся... Но это по любому вопрос не к тебе, просто к слову пишу здесь... Ты как раз "разложил по полочкам".

С уважением, Андрей

[oleg.saratov]

Ради эксперимента растения удается выращивать на зеленом свету, естественно, с определенными изменениями и в пигментном составе, и в росте и развитии.

Здравствуй, Андрей!
Ну да, я и писал, что при искусственном освещении растения будут пользоваться тем, что есть.
И я ни в коем случае не отменял зелёный свет.Но при естественном солнечном освещении растения сами выбирают, что им эффективнее.И зелёный тут в отстающих.

[Fatter]

Ну да, я и писал, что при искусственном освещении растения будут пользоваться тем, что есть.
И я ни в коем случае не отменял зелёный свет.

Хорошо, Олег, пусть будет зеленый. Я лишь добавлю-искусственное освещение это не только фитолампы. Мы можем искусственно изменять цвет листа. И при этом получаем уже другое поглощение. Наша задача состоит в том , чтобы научиться эффективно управлять процессами поглощения дармовой энергии Солнца.
Ваши сообщения интересны как гипотезы, но бездоказательны.

Но при естественном солнечном освещении растения сами выбирают, что им эффективнее. И зелёный тут в отстающих.

Но ученые так не считают

2024-03-28_12-53-52.jpeg

То есть, зеленый здесь-главный, на огромных площадях.
Ну, и вот посмотрите, здесь много явно не зеленых листьев. Если мы научимся эффективнее использовать зеленый спектр, то в этом случае получим существенную прибавку к объёму продуктов фотосинтеза, при прочих равных условиях. И такая возможность весьма реальна, ведь зеленый луч самый пробивной.

PICT9206.JPG