DYSTRYBUCJA PROMIENIOWANIA

Wielkość: px

Rozpocząć pokaz od strony:

Download "DYSTRYBUCJA PROMIENIOWANIA"

Alicja Sawicka
7 lat temu
Przeglądów:

1 Jan PILARSKI Maciej KOCUREK DYSTRYBUCJA PROMIENIOWANIA STRESZCZENIE - s - syntetycznie czynnego (PAR nm) oraz w bliskiej podczerwieni (NIR nm). wieniem i wykazuje wzrost refleksji i spadek absorpcji w zakresie promieniowania zbli owana z gru- y fali i wraz ze wzros- W zakresie NIR we wszystkich przypadkach wzrasta refleksja i maleje, zielnych i maleje a do oraz obejmuje promieniowanie krótkofalowe nadfioletowe (UV) w zakresie do 400 nm, -A w zakresie nm, promieniowanie fotosyntetycznie czynne (PAR) w zakresie nm. cie jego szkodli prof. dr hab. i Maciej KOCUREK [jan.pilarski; maciej.kocurek]@ujk.edu.pl Instytut Biologii, Uniwersytet Jana Kochanowskiego, ul Kielce PRACE INSTYTUTU ELEKTROTECHNIKI, zeszyt 267, 2014

2 110 J. Pilarski, M. Kocurek (, Lei i wsp. 1996, Schmidt i wsp. 2000, Pilarski 1997, ). kryptochromy (Ahmad i in. 2002, Cash - o - A fotoreceptorem ny (Ahmad i in. 2002, Elliot i in. 2004), odpowiedzialne za foto tochromy 7 edzialne za reakcje rytmie odobowym - Casal i in. 1997, Smith 1995). Promieniowanie w zakresie NIR oprócz roli sygnalnej odpo Promieniowanie w zakresie fotosyntetycznie czynnym jest dostatecznie bogate w ene do prze do asymilacji CO 2 znego naj Gates i wsp. 1965, Gausman i Allen 1973, 1985). Refleksja jest odbiciem promie i w zakresie PAR wynosi oko, a 600 nm. absorp oraz od stopnia uwodnienia tkanek. a i b oraz przez karotenoidy. Maksimum absorpcji dla chlo ie nm oraz nm, a dla karotenoidów w zakresie 400 Niezaabsorbowane w tkankach promieniowanie jest transmitowane na ze Promieniowanie to jest zwykle spektralnie bardzo zmienione w porównaniu do bez- promieniowania w zakresie fioletowo lono- eni. Transmisja promieniowania w zakresie PAR wynosi 20% (Vogelmann 1993, Czarnowski 1994). m - j ich e za owisk ocienionych.

3 111 fotosyntezy, ale proces ten powietrznych np. u storczyków (Aschan i wsp. 2001, 2003). wnikanie promieniowania jest podobn (Kocurek 2007), natomiast Pfanz i Aschan 2001). W wyniku absorpcji promieniowania przez korek do komórek chlorofilowych dociera - lnych. Promieniowanie transmitowane pr h fioletowo- onego (Pilarski i Tokarz 2005). 2. elone poinsecji wilczomlecza knego (Euphorbia pulcherrima Willd. ex Klotzsch), grochu zwyczajnego (Pisum sativum L. papryki rocznej (Capsicum annuum L.), l Reynoutria japonica Houtt.) i topinambura ego (Helianthus tuberosus L.), buka pospolitego (Fagus sylvatica L.), L - ie czynnym (PAR) nm i w zakresie bliskiej podczerwieni (NIR) nm o A = 100 (R + T), gdzie A absorpcja, R refleksja i T - dla kory, a w owocach dla Pomiary przeprowadzono w (n), a prezentowane wyniki i z obliczonymi odchyleniami statystycznymi (SD). 3. WYNIKI rwone. Wyniki prezentuje rysunek 1.

4 112 J. Pilarski, M. Kocurek Rys. 1. (n = 5, SD < 5%) Rys (n = 5, SD < 5%) 600 nm

5 113 (oko rysunek 2. trans absorpcji i transmisji promieniowania w zakresie 500 p r wnaniu przedstawiono na rysunku 3. Rys (n = 5, SD < 5%) re 3%, Dystrybucja promieniowania rysunku 4.

6 114 J. Pilarski, M. Kocurek Refleksja 80 Rdestowiec optyczne (%) Topinambur 60 Absorpcja Transmisja fali (nm) Rys (n = 5, SD < 5%) rdestowca m topinambura i transmisja promieniowania ksza w porównaniu z rdestowcem. W zakresie NIR topinambura, ale u topinambura transmisja promieniowa w porównaniu z rdestowcem. rysunku 5., 6 porównaniu z zielonymi owocami, ale ponad 15%). Natomiast w owocach czerwonych podobne zmiany podobne, nie zabarwionymi owocami 25% transmisj ksza w porówaniu z owocami. bie -letnich (rys. 6).

7 115 Rys papryki zielonych, czerwonych (n = 5, SD < 5%)

8 116 J. Pilarski, M. Kocurek obecnego rocznika i 3-letnich topoli Rys promieniowania obecnego odyg w zakresie PAR niewielka k -letnich -

9 117 dze 3-letni e -letniej. odygach 3-, i 10-cio letnich oraz na pniu kilkunastoletniego drzewa (rys. 7) lekko - zazna 10- i 0 do 700 nm. W zakresie NIR refleksja 10-letniej zakresie jest niewielka, a znacznie w owocac zwi zabarwienia jest niewielki. cja, a maleje transmisja promieniowania w zakresie PAR oraz i owocami. 4. DYSKUSJA fotosyntetycznych sprzyj po NIR (Gates i wsp. 1965, Carter i Knapp 2001, Kocurek i Pilarski 2007).. Gausman i Allen (1973) opublikowali badania uzyskane na resowaniem badaczy, ale fotosyntetyczna ich aktyw badana (Czarnowski i Starzecki s ilarski 2007, Pilarski i wsp. 2008). W prezent

10 118 J. Pilarski, M. Kocurek wielu innych gatunków (Gates i wsp. 1965, Czarnowski 1994, Baldini i wsp.1997, Pi i w zakresie PAR wy- 90% oraz ich tr szczególnie w zakresie 500 (1998), Woolley (1970). ntetycznych na ich w po wynosi 0,2 0,3 mm, podczas g wynosi 0,7 0,9 cm. a- rzypadku topinambura jest nieco k ych gatunków, e (Pilarski i Tokarz -letnich brzóz, opinambura. z i zmianami jego barwy, co szczególnie uwidoczni - i NIR. ego brzoza zasiedla otwarte tereny. Brzoza jest pionierskim gatunkiem otwartych terenów. promieniowania w zakresie fioletowo-niebieskim fotosyntetycznie aktywna. LITERATURA 1. Ahmad M., Grancher N., Heil M., Black R. C., Giovanni B., Gallant P., Lardemar D.: Action spectrum for cryptochrome-dependent hypocotyl growth inhibition in Arabidopsis. Plant Physiol. 129: , 2002.

11 Aschan G, Pfanz H.: Non-foliar photosynthesis - a strategy of additional carbon acquisition Flora 198: 81-97, Aschan G, Wittmann C, Pfanz H.: Age-dependent bark photosynthesis of aspen twigs. Trees 15: , Carter GA, Knapp AK.: Leaf optical properties in higher plants: Linking spectral characteristics to stress and chlorophyll concentration. Am. J. Bot. 88: , Casal J. J, Boccalandro H.; Co-action between phytochrome B i HY4 in Arabidopsis thaliana. Planta 197: , Cashmore A. R.: The cryptochrome family of photoreceptors. Plant Cell Environ. 20: , Czarnowski M.: Spectral properties of tree leaves. Zesz. Prob.. Post. Nauk Roln. 405: 43-54, Czarnowski M. Starzecki W.: Spectral properties and CO2 exchange of tomato fruits. Photosynthetica 27: , Doroszewski A.: u, Elliot R. C., Platten J. D., Watson J. C., Reid J. B.: Phytochrome regulation of pea phototropin. Plant Physiol. 161: , Gates DM, Keegan HJ, Schleter JC, Weidner VR.: Spectral properties of plants. Applied Optics 4: 11-20, Gausman H W, Allen W A.: Optical parameters of leaves of 30 plant species. Plant Physiol. 52: 57 62, : Leaf optical properties. W: Šesták Z. (wyd). Photosynthesis during leaf development. Academia, Praha. Pp , Kocurek M.: Reynoutria japonica i Helianthus tuberosus w fotosyntetyc 2, Kocurek M., Pilarski J.: o , : ltrafioletowe u Wiad. Bot. 47: 41-54, Lei TT, Tabuchi R, Kitao M, Koine T.: Functional relationship between chlorophyll content and leaf reflectance and light-capturing efficiency of Japanese forest species. Physiol. Plant. 96: , Pfanz H, Aschan G.: The existence of bark and stem photosynthesis and its significance for the overall carbon gain. An ecophysiological and ecological approach. Progress in Botany 62: , Pilarski J.: Relations between solar irradiation, temperature and the photochemical activity of chloroplasts isolated from the bark and leaves of lilac Syringa vulgaris L.). Pol. J. Environ. Stud. 6: 53-57, Pilarski J. Kocurek M.: The content of photosynthetic pigments and the light conditions in the fruits and leaves of sweet pepper. A. Physiol. Plant. 27: , 2005.

12 120 J. Pilarski, M. Kocurek 21. Pilarski J. Tokarz. K.: Comparing the optical properties of fruit trees: the sweet cherry, cherry, pear, common plum and walnut trees. Folia Horticult. 27: , Pilarski J. Tokarz K.: Chlorophyll distribution in the stems and trunk of beech trees. A. Physiol. Plant. 28: , Pilarski J., Tokarz K., Kocurek M.: Optical properties of the cork of stems and trunks of beech (Fagus sylvatica L.). Pol. J. Environ. Stud. 17: , Schmidt J, Batic F, Pfanz H.: Photosynthetic performance of leaves and twigs of evergreen holly (Ilex aquifolium L.). Phyton 40: , Smith H.: Physiological and ecological function within the phytochrome family. Annu. Rev. Plant Physiol. Plant. Molec. Biol., 46: , Woolley J.: Reflectance and transmittance of light by leaves. Plant Physiol. 47: , Vogelmann T. C.: Plant tissue optics. An. Rev. Plant Physiol. Plant Mol. Biol. 44: , DISTRIBUTION OF IRRADIATION IN PLANT ORGANS Jan PILARSKI, Maciej KOCUREK ABSTRACT The optical properties of leaves with various pigments, stems of woody and herbaceous plants and different fruits were investigated. Light reflectance, absorption and transmittance of irradiation in the photosynthetically active radiation range of wavelength (PAR nm) and near infrared (NIR nm) were measured. In the PAR range, the light reflectance and absorption in the leaves and fruits was correlated with their colour. In these organs the observed increase of reflectance and decrease of absorption was in the range corresponding to their colour wavelength and light transmittance was influenced by tissue thickness and water content. The optical properties of the woody plant stems were correlated with the wavelength and the reflectance and transmittance increased with increasing wavelength while the absorption decreased. In the NIR range the reflectance increased and absorption decreased in all analysed organs but the transmittance increased in leaves, fruits and stems of herbaceous plants and decreased in woody plant stems. Keywords: irradiation, plants

Podobne dokumenty

ZESZYT MACIEJ KOCUREK, 1,2 JAN PILARSKI. Instytut Fizjologii Roślin Polska Akademia Nauk Kraków 2

ZESZYT MACIEJ KOCUREK, 1,2 JAN PILARSKI. Instytut Fizjologii Roślin Polska Akademia Nauk Kraków 2 P A M I Ę T N I K P U Ł A W S K 91I ZESZYT 144 27 1 MACIEJ KOCUREK, 1,2 JAN PILARSKI 1 Instytut Fizjologii Roślin Polska Akademia Nauk Kraków 2 Instytut Biologii Akademia Świętokrzyska Kielce DYSTRYBUCJA