Глава V
Поглощение солнечной радиации виноградником и КПД ФАР в продукционном процессе
Продуктивность посевов и насаждений зависит в конечном итоге от количества поглощенной растениями энергии ФАР и использования ее в процессе фотосинтеза на образование органической продукции. При прочих благоприятных условиях решающую роль в этом процессе играют индивидуальные особенности растений, а в случае сообщества растений — их архитектура и структура фитоценоза в целом.
V.I. ОПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЛИСТЬЕВ ВИНОГРАДА
Основным органом, воспринимающим лучистую энергию и взаимодействующим с ней, является лист, и, следовательно, от оптических свойств листьев зависит прежде всего уровень поглощенной растениями энергии ФАР [62, 401, 402].
Оптические свойства листьев растений — отражение, пропускание и поглощение ими лучистой энергии — являются важнейшими параметрами, характеризующими взаимодействие лучистой энергии с растениями. Для большинства высших зеленых растений величина поглощения, пропускания и отражения в области ИР и ФАР практически одинакова. Вместе с тем существуют и некоторые видовые различия, обусловленные особенностями строения листа [401, 402], что, как правило, связано с особенностями водно-теплового режима обитания растений.
Как показывают литературные данные [136], листья винограда, обладающие типичной структурой светового листа (ксеромезофита), имеют (как и листья яблони, кукурузы и некоторых других культур) сравнительно высокие коэффициенты поглощения в области 400—700 нм — порядка 0,85—0,87. У молодых листьев поглощение ниже 0,6—0,7 (при нормальной обеспеченности водой). В то же время двойственная природа винограда (светолюба и одновременно теневыносливого растения), относительно невысокое световое насыщение фотосинтеза (~40—50 тыс. лк) определяют то обстоятельство, что при высоких интенсивностях света коэффициенты поглощения все же несколько ниже, чем при средних. На избыточную для винограда освещенность в ходе его роста указывают данные, касающиеся параметров, определяющих поглощение ФАР, а именно — содержание зеленых и желтых пигментов.
Так, действительно, с уменьшением уровня освещенности повышается содержание хлорофилла на единицу площади листа [125, 346, 349]. Благодаря этому длительное произрастание винограда в условиях более низкой освещенности не оказывает влияния на величину коэффициента суммарного поглощения ФАР и на общий ход спектральных кривых поглощения ФАР листьями [125].
Сравнение спектральных кривых поглощения листьев разных ярусов показывает [155], что во все периоды вегетации листья верхнего яруса побега имеют наиболее низкие коэффициенты поглощения. В начале вегетации максимальными коэффициентами поглощения лучистой энергии характеризуются листья нижнего яруса. В период завершения роста (конец июля) максимальными коэффициентами поглощения обладают листья средних ярусов.
Оптические свойства листьев винограда изменяются и на протяжении вегетации [272]: уменьшается доля отраженной и пропущенной листьями лучистой энергии и повышается доля поглощенной радиации (рис. 37).
Рис. 37. Спектральные характеристики поглощения А, отражения R и пропускания Т солнечной радиации (в % от падающей) листьями винограда в видимой области спектра (Х = 400н-700 им) в разные периоды вегетации.
1 — цветение (8 июня), 2 —рост ягод (3 июля). 3 — начало созревания (8 августа), 4 — техническая зрелость (15 сентября). Сорт Болгар, формировка Омбрела (по [272]).
Наибольшие различия наблюдаются в наименее поглощаемых листьями (в пределах •100 -700 нм) желто-зеленых лучах.
Таким образом, листья винограда по своим оптическим свойствам, определяющим возможность высокого поглощения лучистой энергии растением, принципиально не отличаются от листьев других видов растений. В какой мере это реализуется—зависит от других параметров растения как оптической системы: ориентации листьев, их индивидуального листового индекса (ILAI), формы растения и т. д.
