Značaj temperature vazduha za porast i razviće biljaka

UVOD

Životna aktivnost biljaka zavisi od uticaja spoljašnje sredine. Pod pojmom spoljašnje sredine podrazumevaju se: vreme, klima, zemljište, geološka podloga i drugi biljni i životinjski organizmi. Pored činjenice da svi faktori predstavljaju nerazrušivu celinu, koja na organizme deluje kao kompleks, mi smo prinuđeni da ih posmatramo i izdvojeno, kako bi mogli da izvršimo što detaljniju njihovu analizu.

Sve ekoloske faktore mozemo podeliti na abiotičke i biotičke. Abiotički faktori su fizičko-hemijski uslovi sredine, dok su biotički faktori rezultat delovanja drugih živih bića (proizvođača, potrošača i razlagača iz životne sredine. Vreme, klima, zemljište i tip podloge spadaju pod grupu abiotičkih faktora. Pod grupu biotiških faktora spadaju fitogeni, zoogeni i antropogeni faktori. Može se izvršiti i druga podela ekoloških faktora na osnovu njihovog uticaja, koji može biti: neposredan i posredan. Toplota, svetlost i vlaga pripadaju neposrednim faktorima, a nadmorska visina predstavlja posredan faktor. Pošto se sa nadmorskom visinom menjaju i uslovi temperature, svetlosti itd., možemo zakljuciti da posredni faktori menjaju neke od neposrednih faktora. Promene u razviću biljaka su uslovljene izmenama mikroklime sredine u kojoj se biljke nalaze. Radi boljeg razumevanja tih promena moramo definisati izmene mikroklime koje nastaju podizanjem biljnih zasada. Osnovni fizioloski procesi u biljakama (fotosinteza, disimilacija, transpiracija, apsorpcija hranljivih materija i dr.)odvijaju se samo u odredjenim temperaturnim granicama. Za svaki zivotni process postoje tri kardinalne tacke:

• Minimum – donja granica temperature pri kojoj se proces prekida usled nedostatka toplote;
• Optimum – temperature pri kojoj process najbrze tece;
• Maksimum – gornja granica temperature pri kojoj se process prekida zbog viska toplote.

Minimum i maksimum su kriticne tacke za razvoj biljke, jer pri temperaturama nizim od minimalne ili visim od maksimalne, biljka nema uslova za zivot. Minimum temperature za fotosintezu je oko 00C, a maksimum temperature je oko 45-500C, kada dolazi do raspadanja hlorofila i prestanka fotosinteze. Kod vecine biljaka process fotosinteze tece relativno brzo u temperaturnim granicama 10-350C, ali optimalna temperature iznosi 25-280C, zavisno od vrste biljke.

UTICAJ TEMPERATURE VAZDUHA

Sunčevo zračenje. Sunce je osnovni izvor energije. Pomoću te energije dobijene od Sunca, odvijaju se svi fizički i hemijski procesi i pojave. Ta energija je veoma korisna za biljke, jer ona na seme deluje tako što zagreva okolno zemljištei pomaže mu da raste. Kada biljka iznikne, tada se Sunčeva energija koristi za obrazovanje biljne mase i za odvijanje fizioloških i biohemijskih procesa. Efekat Sunčeve energije na biljke zavisi od spektralnog sastava, intenziteta i trajanja direktnog Sunčevog zračenja.

Uticaj spektralnog sastava Sunčevog zračenjana biljke.Sunce emituje zračenje koje se naziva Sunčevo zračenje. Ono predstavlja vid prostiranja energije elektromagnetnih titraja koji nastaju u procesu nuklearnih reakcija koje se neprekino odvijaju na Suncu. Energija Sunčevog zračenja se izračuje i resprostire u vidu odeljenih čestica-kvanta ili fotona čija je brzina određena brzinom njihovog kretanja i frekvencijom njihovih talasa.

Sunčevi zraci koji se od svog izvora, Sunca, prostiru u svim pravcima imaju veoma složen spektralni sastav. Različiti kvanti se kreću različitom brzinom i imaju različite frekvencije talasa, pa učestvuju u izgradnji različitih delova spektra Sunčevog zračenja. Zbog razlika u brzini kratanja i frekvencijama talasa, različiti delovi spektra Sunčevog zračenja nose različite količine energije. Tako, niskofrekventni g-zraci, x-zraci i UV zraci nose izuzetno veliku količinu energije, dok, nasuprot njima, dugotalasni mikro i radio-talasi nose male količine energije. U središnjoj zoni frekvencija (između 400 i 700 nm) nalazi se tzv. vidljivi deo spektra, koji u stvari, predstavlja svetlost. Sunčevo zračenje kada dođe u kontakt sa različitim telima na površini Zemlje, transformiše zračenje u toplotnu energiju koja zagreva atmosferu i površinske delove vode i zemljišta. Bez te toplotne energije živa bića na Zemlji ne bi mogla da obavljaju svoje biohemijske i fziološke procese. S druge strane, zelene biljke su razvile sposobnost da energiju vidljivog dela spektra Sunčevog zračenja trensformišu i akumuliraju u vidu energije hemijske veze u hrani koju proizvode u procesu fotosinteze.

Pored pozitivnog, Sunčevo zračenje može imati i veoma negativno dejstvo na živa bića. Niskofrekventni UV zraci, zbog ogromne količine energije koju nose, imaju destruktivno dejstvo na živa bića. Duže izlaganje, nekog organizma UV zracima, može da dovede do zaustvljanja životnih procesa i smrti organizma.

Na svom putu od Sunca do površine Zemlje, Sunčevi zraci prolaze kroz različite sredine, pri čemu se menja njihov spektralni sastav i smanjuje količina energije koju nose. Naročito velike promene se dešavaju prilikom prolaska Sunčevih zraka kroz Zemljinu atmosferu. Već u najvišim delovima atmosfere, u zoni gde se nalaze velike količine ozona, dolazi do gotovo potpune apsorpcije UV zraka. Zbog toga ovi štetni zraci gotovo uopšte ne dopiru do površine. Na daljem putu kroz atmosferu dolazi do znatnog rasipanja Sunčeve energije. Jedan deo te energije (oko 42%) odbija se od oblaka i drugih čestica i vraća nazad u vasionu. Drugi deo energije (oko 15%) apsorbuju molekuli vode, ugljen-dioksida i dr., tako da do površine stigne oko 43% Sunčevog zračenja koje je ušlo u atmosferu. Osim toga, samo jedan deo tog zračenja (oko27%) do površine stiže u obliku direktnog zračenja, dok preostali deo (oko16%) stiže u obliku difuzne svetlosti.

Značajne promene u količini i sastavu Sunčevog zračenja dešavaju se i pri prolasku Sunčevih zraka kroz same ekosisteme. Tako, u složenim šumskim ekosistemima najveći deo svetlosti se zadržava u zoni gustih krošnji, dok manji deo (ponekad 1-2%) dolazi do sprata zeljastih biljaka.

Fotosinteza. Fotosinteza je proces bez kojeg ne bi bilo moguće održati život na Zemlji. Ovaj proces se još naziva i hlorofilna asimilacuja. To je veoma složen proces u kome biljke primljenu svetlosnu energiju pretvaraju u hemijsku, ili tačnije rečeno proces pri kome iz neorganske materije nastaje organska materija pod uticajem svetlosne energije. Zračenje koje upijaju biljke se naziva fotosintetičko aktivno zračenje i pripada spektru od 0.380-0.710 mm.

Mesto odvijanja fotosinteze je u listu biljke, uglavnom. Vrlo mali deo se odvija u drugim delovima biljke. Fotosinteza se još naziva hlorofilna asimilacija, kao što smo već rekli, jer u apsorpciji zračenja učestvuje zeleni pigment-hlorofil koji se nalazi u hloroplastima. Hloroplasti su mala zelena telašca koja se nalaze u ćelijama zelenih biljaka.

Prilikom fotosinteze ugljenik-dioksid, koji je ušao preko stoma u biljku, pod uticajem svetlosti razlaže se na ugljenik i kiseonik. Dalje se ugljenik spaja sa vodom i sa neorganskim materijama koje se u njoj naleze i daje organsku materiju-glukozu, skrob, dok kiseonik izlazi kroz stome u spoljašnju sredinu. Da bi pojasnili opisne procese, prikazaćemo fotosintezu reakcijom:

6 molova CO2 + 6 molova H2O + 675 cal ®1 mol C6H12O6 + 1mol O2

Fotosinteza se ne odvija kod svih biljaka jednako. Ona zavisi od mnogo faktora. Te faktore možemo podeliti na: unutrašnje i spoljašnje. Unutrašnji faktori fotosinteze su: unutrašnja građa lista, količina i raspored hloroplasta, prisustvo određenih fermenata, starost lista, zdravstveno stanje i starost biljke i dr. Spoljašnji faktori su: koncentracuja ugljen-dioksida u prizemnom sloju vazduha, vlažnost zemljišta, temperatura vazduha, intenzitet svetlosti. Pri povećanoj koncentraciji CO2, povećava se i proces fotosinteze, ali samo do određene koncentracije. Dalje povećavanje koncentracije ugljenik-dioksida nema uticaja na fotosintezu, dok prevelika koncentracija deluje toksično.

Naveli smo primere kada se proces fotosinteze povećava. Sada cemo navesti primere kada dolazi do smanjenja procesa fotosinteze. Smanjenje vlažnosti zemljišta utiče na smanjenje fotosinteze. Isto tako i sa povećanjem temperature vazduha povećava se količina apsorbovanog CO2, a samim tim i fotosinteza. Ali to povećanje je samo do neke granice, dok posle nje sa porastom temperature intenzitet fotosinteze opada. Optimalne temperature pri kojima intenzitet fotosinteze raste je od 100C do 350C. Na intenzitet fotosinteze utiče i intenzitet svetlosti. Zna se da vrlo mali procenat svetlosne energije se korisi za fotosintezu, samo 5%, a ostatak se troši u vidu toplotne energije.

Pošto se veoma mala količina energije dobije putem svetlosti, biljka za proces fotosinteze dobija drugim putem. Dobija putem disanja ili disimilacijom. Disimilacija je proces pri kome dolazi do sagorevanja organskih materija u prisustvu kiseonika. Dolazi do razlaganja složenih organskih jedinjenja na prostije materije uz oslobađanje energije koju organska materija sadrži. Hemijska energija koja se dobija ovim putem koristi se za proces biosinteze, rast, razviće, razmnožavanje itd. Znamo da se fotosinteza odvija samo danju, zbog Sunčeve svetlosti, dok se disimilacija odvija neprekidno, i danju i noću. Još jedna razlika između fotosinteze i disimilacije je ta da se fotosinteza najvećim delom odvija u listu biljke, dok se disimilacija odvija u svim organima biljke i u svakoj njenoj živoj ćeliji. Da bi ova dva procesa tekla nesmetano, neophoda je stalna razmena gasova- kiseonika i ugljen-dioksida. Prikazaćemo disimilaciju na primeru glukoze