Modificările fluxului de fotosinteză, în funcție de temperatură, au fost descoperite încă din secolul al XIX-lea. Studiile ulterioare au arătat că reacțiile fotochimice ușoare nu depind de temperatură. Natura sensibilității reacțiilor întunecate la creșterea sau scăderea temperaturii se datorează unei modificări a activității enzimelor. Pentru fiecare specie de plante există o temperatură optimă pentru fotosinteză, cu abateri de la care scade productivitatea fotosintezei, așa cum se arată în Fig. 8.1 pe un exemplu de cartof. Pentru plantele cu latitudini temperate, temperatura optimă este de aproximativ 25 ° C (20-35 ° C). Poziția punctului optim în instalațiile C4 este întotdeauna semnificativ mai mare decât cea a plantelor C3. Prin urmare, primele sunt mult mai probabil să se stabilească în zone cu indicatori de temperatură înaltă.
Temperatura maximă la care fotosinteza a fost înregistrată în plantele de deșert este de 50 ° C. Cu toate acestea, de obicei (în funcție de caldura plantei) fotosinteza este inhibată la o temperatură de +35. + 38 ° C. Inhibarea fotosintezei la temperaturi ridicate se datorează faptului că o creștere a temperaturii stimulează respirația mai mult decât o reacție fotosintetică. O consecință a acestui fapt este scăderea cantității totale de substanțe organice sintetizate și creșterea slabă a plantelor la o temperatură mai mare decât cea optimă.
Fig. 8.1. Dependența fotosintezei cartofilor la temperatură
Limita inferioară a fotosintezei are loc la o temperatură de aproximativ 0,5 ° C (pin). La unele licheni, fotosinteza a fost înregistrată la temperaturi de până la -25 ° C. În plantele termofile, depresia fotosintezei determină o temperatură de 3 ° C și chiar + 4 ° C.
În condiții de teren, la diferite etape kompeksny factori de mediu fotosinteza plantelor agricole are loc în mod substanțial aceeași temperatură din 16 până la 29 ° C. Prin urmare, valoarea factorului de temperatură pentru fotosinteză, în astfel de cazuri, pot fi considerate ca fiind secundare.
Temperatura este unul dintre factorii externi principali, afectează în mod semnificativ intensitatea respirației. În acesta, de obicei, cea mai mare activitate este înregistrată la o temperatură de 40-45 ° C. Limita superioară a respirației atinge o temperatură de 60 ° C, la care începe inactivarea enzimelor proteice. Limita inferioară de respirație se situează la un nivel de -25 ° C.
Pentru a estima dependența respirației la temperatură, așa cum s-a menționat deja, se folosește coeficientul Qio, care este calculat din formula
unde ID este rata de respirație la această temperatură și temperatura este cu 10 ° C mai mare.
Fluctuațiile de temperatură pe oră afectează în mod semnificativ respirația plantelor. Picăturile de temperatură, așa cum au fost descoperite pentru prima dată de VI Palladii (1899), sporesc procesul respirator. De aceea, depozitarea culturilor de rădăcini, a legumelor, a fructelor trebuie să se facă la o temperatură constantă, ceea ce asigură conservarea vitalității și a calității acestora.
Efectul temperaturii asupra, respirație și activitatea enzimei fotosinteză în cele din urmă conduce la faptul că, la fiecare plantă, în funcție de adaptarea sa la condițiile de temperatură este identificat și temperatura optimă, cea mai favorabilă pentru creștere și morfogeneză. De exemplu, pentru creșterea răsaduri de grâu temperatură optimă este de 35 ° C (fig. 8.2). La diferite etape ale plantelor ontogenezei temperatura optima este diferit.
Este foarte important pentru creșterea plantelor că respirația în comparație cu fotosinteza atinge maximul la o temperatură mult mai ridicată. Prin urmare, în condiții normale, producția de substanțe organice în timpul fotosintezei este mai mare decât consumul lor în timpul respirației. un tipic
Fig. 8.2. Intensitatea creșterii germenilor de grâu ca funcție de temperatură
raportul dintre mărimea produselor fotosintetice și costurile substanțelor organice în timpul respirației este ilustrat de diagrama din Fig. 8.3.
În ceea ce privește productivitatea plantelor, respirația de noapte joacă un rol important. Dacă nivelul său este ridicat, așa cum se întâmplă în cazul nopților calde, majoritatea substanțelor organice create în timpul zilei în procesul de fotosinteză sunt cheltuite pentru respirație. Din acest motiv, tropicalele se caracterizează prin randamente scăzute de grâu, orez și orz.
Fig. 8.3. Raportul dintre producția de substanțe organice în fotosinteză și cheltuielile pentru respirație la temperaturi diferite
În funcție de genotip și limită la o anumită zonă climatică, plantele într-un anumit grad sunt prevadabile cu regimul tipic de temperatură pentru această zonă. Pe această bază, determinați proprietățile plantelor asociate cu rezistența lor la temperatură suboptimală:
1. Rezistența la căldură și rezistența la căldură - capacitatea plantelor de a tolera temperaturi ridicate fără scăderi semnificative ale metabolismului și productivității.
2. Rezistența la rece - capacitatea plantelor de a tolera temperaturi scăzute pozitive.
3. Rezistența la îngheț - capacitatea celulelor, a țesuturilor și a plantelor întregi de a rezista la efectele temperaturilor negative fără deteriorări.
4. Rezistența la iarnă - rezistența plantelor la un complex de factori nefavorabili ai perioadei de iarnă și la temperaturi negative la temperaturi negative. Este asigurată prin trecerea plantelor într-o stare de odihnă organică, plasarea rinichilor în locuri adăpostite, acumularea de materiale energetice (amidon, grăsimi) și substanțe protectoare speciale, precum și alte reacții adaptive ale organismelor.
Rezistența la iarnă și la îngheț caracteristic plantelor doar în timpul iernii, când au avut timp să se tempereze și să intre într-o stare de odihnă. În timpul perioadei de vegetație (vara), toate plantele nu sunt în măsură să reziste chiar și expunerii pe termen scurt la înghețuri mici. Deci, mesteacanul # 8203, # 8203; Winter rezista la temperaturi de până la -65 ° C, și mor de vară când se răcește la -7 ° C. Scările ovăz rezista la înghețurile de primăvară la -9. - 10 ° C, și înflorit ovăz moare la o temperatură de -2 ° C, răsaduri de mazăre rezistent la îngheț până la - 8 - 10 ° C, iar în mazăre stadiul de înflorire afectate de temperaturi de -3 ° C