МОДЕЛИРОВАНИЕ ФОТОСИНТЕЗА ЗЕЛЕНОГО ЛИСТА У РАСТЕНИЙ ТИПА С3 И С4 ПРИ ИЗМЕНЕНИИ КОНЦЕНТРАЦИИ СО2 В АТМОСФЕРЕ А.Н. Полевой Одесский государственный экологический университет Сравнение эффекта изменения интенсивности фотосинтеза при увеличении концентрации СО2 в воздухе (Neales, Nicholls, 1978) Растение Интенсивность ФАР, Вт/м2 Концентрация СО2 , ppm низкая високая Е Модель С3 листа 400 200 800 3,7 Томаты 150 200 800 3,2 Пшеница 300 200 500 2,6 Сахарная свекла 300 200 800 2,5 Подсолнечник 116 200 800 1,7 Гвоздика 450 200 800 2,2 Тростник 380 200 800 2,8 Основные формулы C0 CCl L ra rs rm max Q L (Q ) max / a Q L 1 rc 1 1 C C aФ I ФАР A0 k i xi 1 L ra rac rsc rm 1 1 m a I cA ln ( z d 0 ) / z0 2 2 u Rs opt Rs R spot a1QФАР a 2 QФАР , [ f (T ) f ( D) f ( s )] f (T ) (T Tmin )(Tmax T ) b (a3 Tmin )(Tmax a3 ) b 1 f ( D) 1 a4 D k L L / L ( net L RL ) / RL Рисунки Сопротивление пограничного слоя, с/м 2,5 2 1,5 1 0,5 0 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 Скорость ветра, м/с Рис.1. Зависимость сопротивления пограничного слоя зеленого листа диффузии молекул СО2 от скорости ветра 5 Устьичная проводимость, мм/сек 18 16 16-18 14-16 14 12-14 10-12 12 8-10 10 6-8 4-6 8 2-4 6 0-2 0,9 4 0,6 2 0,3 0 35 30 25 0 20 15 Запасы влаги в почве в долях от наименьшей влагоемкости в слое почвы 0-100 см Температура воздуха, град С Рис.2. Зависимость устьичной проводимости зеленого листа от температуры воздуха и влагообеспеченности при интенсивности ФАР 443 Вт/м2 60 55 50 Ф, мг СО2 / дм2 час 45 100 ppm 40 200 ppm 300 ppm 35 400 ppm 500 ppm 30 600 ppm 700 ppm 25 800 ppm 20 15 10 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 Скорость ветра, м / с Рис.3. Зависимость интенсивности фотосинтеза зеленого листа (Ф) от скорости ветра при различном содержании СО2 в атмосфере 5 60 Ф, мг СО2 / дм2 час 50 40 30 20 10 0 0 100 200 300 400 500 600 700 Концентрация СО2, ppm Рис.4. Зависимость интенсивности фотосинтеза зеленого листа (Ф) от концентрации СО2 в атмосфере при плотности потока ФАР 400 Вт / м2 800 60 50 Ф, мг СО2 /дм2 час 40 30 100 ppm 200 ppm 300 ppm 20 400 ppm 500 ppm 600 ppm 10 700 ppm 800 ppm 0 0 50 100 150 200 250 300 350 Плотность потока ФАР, Вт / м2 Рис.5. Зависимость интенсивности фотосинтеза зеленого листа (Ф) от плотности потока ФАР при различном содержании СО2 в атмосфере 400 70 60 Ф, мг СО2 / дм2 час 50 40 Ф - С3 Ф-С3+30% 30 Ф - С4 Ф-С4+30% 20 10 0 0 100 200 300 400 500 600 700 800 Интенсивность ФАР, Вт / м2 Рис. 6. Влияние фотосинтетически активной радиации (ФАР) на интенсивность фотосинтеза (Ф) зеленого листа С3 и С4 -растений при естественном содержании СО2 (Ф С3 и Ф - С4) и при увеличенииі содержания СО2 в атмосфере на 30% (Ф-С3+30% и ФС4+30%) 60 Ф - С3 50 Ф, мг СО2 / дм2 час Ф - С4 40 30 20 10 0 0 5 10 15 20 25 30 35 40 Температура воздуха, град. С Рис.7. Влияние температуры воздуха на интенсивность фотосинтеза (Ф) зеленого листа С3 и С4 -растений (Ф - С3 и Ф - С4) при оптимальной влагообеспеченности и естественном содержании СО2 в атмосфере 45 Благодарю за внимание