СВЕТЛИНА КАТО ФАКТОР НА ОКОЛНАТА СРЕДА

Нито един от факторите не е толкова интересен за еколозите, колкото светлината, отбеляза Й. Одум. Слънчевата светлина заема специално място сред жизненоважните фактори на околната среда. Излъчването от Слънцето роди живот на Земята.

От физическа гледна точка слънчевата радиация се състои от вълни с различна дължина. Растенията използват избирателно лъчиста енергия. По време на фотосинтезата те консумират лъчи с дължина на вълната от 380 до 740 nm. Областта на слънчевия спектър, използвана от растенията за фотосинтеза, се нарича фотосинтетично активно излъчване (PAR). От страна на по-късите вълни, ултравиолетовото лъчение (UV) приляга към PAR, а по-дългите - инфрачервеното (IR).

Преминавайки разстоянието от Слънцето до повърхността на Земята, слънчевата радиация се променя значително. Едната част от лъчите се отразява и абсорбира от облаци и аерозоли, другата се отхвърля като разсеяна светлина. На външния ръб на земната атмосфера интензивността на слънчевата радиация е 1,39 kW/m2 (слънчева константа). Само около половината (47%) от това излъчване достига земната повърхност. Настъпват и загуби от фотосинтетично активно излъчване. PAR се губи не само в горните слоеве на атмосферата, но и директно в растителната общност (фитоценоза). Част от радиацията от насажденията се отразява, част се абсорбира от тях и накрая, останалата част от PAR достига повърхността на почвата. И така, в слънчогледовите култури се отразява 6% от радиацията, 75 се абсорбира, 19% достига почвата. В царевичните култури се отразява 7% от радиацията, 86 се абсорбира, 7% достига почвата и се губи (фиг. 5 и 6).

Ефективността на слънчевата енергия, погълната от растенията, е малка. Фотосинтезата използва само малка част от радиацията, само около 1,5%. При земеделските култури ефективността на използването на лъчиста енергия обикновено е по-висока от тази на дивите предци и роднини. Така че, за фотосинтеза, фуражното цвекло използва 1,90% от абсорбираната слънчева енергия, фий - 1,98, детелина - 2,18, картофи - 2,38, ръж - 2,42, пшеница - 1,68, овес - 2,74, лен - 3,61%, лупина - 4,79%. Производителността на растенията зависи от ефективността на използването на PAR. Колкото по-висока е ефективността на използването на светлината при фотосинтезата, толкова по-висок е добивът на земеделски култури.

На повърхността на земното кълбо светлината се разпределя неравномерно. Интензивността на слънчевата радиация зависи от географското местоположение на определен регион. И така, на север, поради ниското слънцестоене, осветеността на района е относително слаба, по-ниска, отколкото в районите, разположени на юг. На юг, по-специално на екватора, лъчите на Слънцето падат върху Земята вертикално, така че тук интензивността на слънчевата радиация достига своите максимални стойности. Интензивността на осветеност на земната повърхност зависи от терена. Характеристиките на природните условия на определен регион на земното кълбо също влияят върху качеството на радиацията, нейния спектрален състав. В много региони на Северното полукълбо

Фигура: 5. Проникване и разпространение на слънчевата радиация в слънчогледови култури

създават се благоприятни условия за образуване на разсеяна светлина, богата на дълги вълни лъчи. На юг картината е различна: тук светлината е директна, а в светлинния спектър преобладава късо вълновото лъчение.

Интензивността на светлината и нейният спектрален състав е мощен ботанически и географски екологичен фактор. Широтните различия в интензивността и спектралния състав на радиацията до голяма степен определят особеностите на формирането на видове растителност, характерни за тундрата, тайгата, степите и други географски зони на земното кълбо. Светлинният режим, преобладаващ в определен регион, играе ролята на фактор в естествения подбор на растенията. Следователно в някои местообитания преобладават светлолюбивите растения (хелиофити), в други сенколюбиви, сенкоустойчиви (сциофити).

Пример за екстремно светолюбие е белезникавата акация, широко разпространена в суданската савана. Любопитно е, че растението изхвърля листата си не през горещия сезон, а през дъждовния сезон.

светлина

Фигура: 6. Проникване и разпределение на слънчевата радиация в царевичните култури (според В. JIapxepy)

Слънчевата радиация е фактор на околната среда, който има силно въздействие не само върху растителните, но и върху животинските организми. Слънчевите лъчи активират метаболизма в тялото на животните, повишават тяхната производителност и репродуктивна способност. Под въздействието на слънчевата светлина се променят функционалните и морфологичните свойства на очите, лигавиците, кожата и линията на косата. Слънчевата радиация се използва широко в животновъдството и ветеринарната медицина.

Под въздействието на слънчевата светлина, особено ултравиолетовите лъчи, витамин D се активира в тялото. Витамин D има антирахитичен ефект, той служи като регулатор на минералния метаболизъм в организма и помага за укрепване на костите. Разходката (упражнения) на коне, говеда, свине, овце и кози в хубави слънчеви дни е един от ефективните методи за повишаване на продуктивността, репродуктивната способност на животните и предпазването им от болести (хелиотерапия и хелиопрофилактика на рахит, остеодистрофия и др.) (Никитин).

Слънчевата радиация е не само източник на енергия, без която жизнената дейност на растенията и животните е невъзможна. Светлината е ограничаващ фактор, тъй като с нейната липса или излишък се нарушава жизнената дейност на организмите. ^ Рязкото отслабване, подобно на увеличаване, на ефекта на слънчевата радиация върху организмите може да доведе до намаляване на репродуктивната способност на растенията и животните.

В местообитания, където осветеността е минимална, недостатъчна (например пещери, скални пукнатини), растенията могат да изпитат лек глад. Често причината за лекия глад при култивираните растения е свръх консолидацията на популациите (с удебеляване на реколтата). При удебелени култури от земеделски култури, отглеждани на добре навлажнени почви, се отбелязва недоразвитие на механични тъкани от слама и излежаване на зърно.

При нарушаване на условията за отглеждане се наблюдава подаване на разсад от зеленчукови култури в парници и оранжерии. Поради липсата на светлина покривните тъкани на растенията стават тънки. Устойчивостта на растителните организми към въздействието на патогенни агенти намалява.

Недостигът на светлина влияе отрицателно върху растежа и развитието на говеда, овце, кози, свине, пилета. При животните тлъстината, производителността, репродуктивната способност намаляват, витаминният и минералният метаболизъм се нарушава и качеството на животинските продукти се влошава. Развиват се заболявания: при млади животни рахит, при възрастни - остеодистрофия. При рахит и остеодистрофия се засяга костната система; костите омекват, огъват се. Понякога стават крехки и чупливи, което води до фрактура на костите.

Светлината с висока интензивност е дразнител, който може да навреди на тялото. Директното действие на лъчите върху протоплазмата на клетките е разрушително (Odum). Твърде интензивната радиация може да причини болести при растенията и животните. Директната слънчева светлина унищожава хлорофила, нарушава метаболитните процеси и причинява разрушителни промени в органите и тъканите на растителния организъм. Патогенният ефект на прекомерното осветление е особено изразен при устойчиви на сянка растения. Селскостопанските животни страдат от слънчев удар. 2.4.2.