Солнечные лучи и растительный мир


Чрезвычайно велико значение солнечной лучистой энергии для растений.

Благодаря солнечному лучу вода находится в жидком состоянии и потому способна доставлять растениям питательные вещества из почвы; только благодаря солнечному лучу температура воздуха повышается настолько, что в растениях могут происходить процессы, обеспечивающие их рост и размножение.

Само растение иногда очень чутко реагирует на наличие солнечных лучей. Так, например, хорошо известный нам скромный цветок маргаритка очень чувствителен к лучам Солнца. Ночью окружающие желтую середину цветка белые лепестки венчика плотно смыкаются над серединой, образуя род палатки, и тем предохраняют внутренность цветка от охлаждения излучением.

Что же происходит утром при восходе Солнца? Лепестки начинают отгибаться, давая доступ лучам Солнца к цветку, и чем выше поднимается Солнце, тем больше они отгибаются и при наличии Солнца во второй половине дня они совсем перегибаются назад, принимая солнечные лучи в максимально возможном количестве. В это время внешний вид цветка показывает, что он всем своим существом стремится навстречу солнечным лучам, и Солнце его вознаграждает.

Измерение температуры желтой части цветка показывает, что она на 6-8 градусов выше температуры белых лепестков. Температура цветов анютиных глазок может достигать на солнце 33 градусов при температуре воздуха 23 градуса, то есть выше на 10 градусов.

Цвет поверхности имеет большое значение для ее температуры. Так, желтые цвета оказываются теплее белых, фиолетовые и черные — теплее желтых и красных, красный же большей частью теплее зеленого.

Окрашивая дощечки краской различного цвета и подвергая их воздействию одного и того же количества солнечной радиации при безветренной погоде, были получены следующие превышения температуры дощечек над окружающим воздухом:

белой - 10,8
розовой - 11,0
желтой - 14,8
красной - 15,7
зеленой - 16,2
черной - 16,9

Таким образом, одно и то же количество радиации Солнца производит в растительном мире различный температурный эффект, что может иметь большое значение.

Для растений исключительную роль в процессе ассимиляции (усвоения) растением углерода играет видимая глазом часть солнечного спектра, особенно его красная часть и отчасти синяя.

Ассимиляционная деятельность растений — образование в них органических веществ — усиливается с увеличением интенсивности света, но лишь до определенного предела. Для процесса ассимиляции углекислоты в клетках растущего растения необходимо наличие зеленых хлорофильных телец, а последние образуются только при свете. Слишком большая интенсивность света, особенно при высокой температуре, вызывает распад хлорофилла, и листья растений погибают. С другой стороны, недостаток света действует на растения угнетающе, так как в темноте ассимиляция прекращается.

Хлорофилл находится у большинства растений исключительно в листьях, так что они играют роль основных органов ассимиляции углекислоты. На листьях находятся микроскопические щелевидные отверстия, называемые устьицами. Насколько они малы, можно судить по тому, что, например, на одном листе подсолнечника их помещается около 13 миллионов! Через эти устьица и происходит усвоение растениями углекислоты из воздуха.

Если бы растительность при помощи солнечных лучей не очищала-воздух от углекислоты, обогащая его кислородом, то воздух стал бы скоро не пригодным для дыхания. Ведь человечество выдыхает в год около 5 биллионов килограммов углекислоты, вследствие чего содержание углекислоты в атмосфере должно было бы удвоиться в течение 600 лет.

Насколько велика роль растительности в регулировании содержания углекислоты в атмосфере, видно из того, что 1 квадратный километр лесной площади использует в год свыше 200 тонн углекислоты, которую он берет из воздуха.

Различные виды растений неодинаково относятся к свету; растения можно разделить на растения короткого дня, произрастающие на юге, и растения длинного дня, растущие в более северных районах.

Из растений нашего Союза к первым принадлежат соя, кукуруза, табак, чай; ко вторым — произрастающие на 50—60 градусах широты.

Кроме того, растения можно разделить на светолюбивы е-(гелиофиты)1, к числу которых в наших умеренных широтах принадлежат сосна, лиственница, береза, большинство злаков, и тенелюбивые (сциофиты), как, например, ель, пихта, папоротник, черника.

Большой интерес представляет свойство растений приспособляться к световым условиям — так называемый гелиотропизм. Так, например, настурция всегда старается расположить свои листья максимально благоприятно по отношению к солнечным лучам, подставляя их плоскость навстречу солнечному лучу.

Наоборот, есть некоторые растения, произрастающие в безоблачных и сухих местах, которые при наиболее интенсивном солнечном свете ставят свои листья ребром (боком) к лучам Солнца и тем уменьшают нагрев листа, что влечет за собою уменьшение испарения.

Общеизвестно свойство цветка подсолнечника устанавливаться так, чтобы солнечные лучи падали наиболее перпендикулярно к плоскости цветка.

Гелиотропизм имеет большое значение для растений, так как он дает листьям возможность расположиться наиболее благоприятно по отношению к солнечным лучам.

Таким образом, рост растений неразрывно связан с наличием солнечного света. Но известен факт, что растения увеличиваются в росте больше ночью, чем днем; по-видимому, свет служит скорее стимулом, чем силой роста.

Растения являются хорошими собирателями и сохранителями солнечной лучистой энергии, превращая ее в химическую энергию, причем эта последняя может сохраняться неограниченно долгое время (например, каменный уголь).

Подсчет показывает, что растения накопляют в виде химической энергии около 1—2 процентов падающей на листья лучистой энергии Солнца. Мы уже указывали, что поверхность Земли (почва) частью отражает, а частью поглощает падающую на нее лучистую энергию. По отношению к солнечным лучам растительность ведет себя иначе, чем почва; листья растений не только отражают и поглощают, но в некоторых случаях и пропускают сквозь себя довольно значительную долю радиации, что имеет большое значение для ряда процессов в растительном мире.