سطح برگ، دریافت تشعشع خورشید و رشد گیاهان

گیاهان برای استفاده بهینه از نور خورشید باید حداکثر تشعشع را توسط سطح برگ جذب کنند و برگ­ها در واقع  اندام اصلی برای دریافت نور و فتوسنتز هستند. گونه ­هایی که بازده خوبی دارند در ابتدای فصل رشد، بخش زیادی از انرژی را صرف توسعه­ی برگ­ها می­کنند و در نتیجه با کارایی بیشتر از انرژی خورشید استفاده می­کنند. در مورد گیاهان زراعی راهکارهایی همچون استفاده از کود­های شیمیایی، فاصله ردیف کمتر و تراکم بالاتر بوته در جهت پوشاندن سطح زمین و دریافت تشعشع بیشتر خورشید است. در فیزیولوژی گیاهی شاخص سطح برگ بیان کننده سطح برگ نسبت به سطح زمینی است که اشغال می­کند.

ارتباط شاخص سطح برگ با میزان ماده خشک تولیدی

با معناترین واژه برای تجزیه و تحلیل رشد در جوامع گیاهی سرعت رشد(CGR) است که نماینگر میزان تجمع ماده خشک در گیاهان در یک واحد زمانی مشخص در واحد سطح می­باشد. برای اندازه گیری سرعت رشد در جامعه گیاهی، در فواصل زمانی کم نمونه برداری و افزایش ماده خشک را در فاصله دو نمونه­گیری محاسبه می­شود. بهتر است وزن خشک ریشه نیز محاسبه شود؛ اما به دلیل مشکلاتی که در نمونه برداری از ریشه وجود دارد، در بعضی از مطالعات وزن خشک ریشه محاسبه نمی­شود.

شاخص سطح برک بحرانی و شاخص سطح برگ مطلوب

دو نوع رابطه بین شاخص سطح برگ و سرعت رشد محصول وجود دارد. اگر شاخص سطح برگ در حدی باشد که بیشترین میزان تشعشع خورشیدی(95%) جذب شود، حداکثر سرعت رشد بدست می­آید. به این شاخص سطح برگ، شاخص سطح برگ بحرانی می­گویند. اما شاخص سطح برگ مطلوب، شاخص سطح برگی است که در آن حداکثر سرعت رشد حاصل می­شود و در مقادیر بیشتر سطح برگ، سرعت رشد کاهش پیدا می­کند.

علت کاهش سرعت رشد در شاخص سطح برگ بالاتر، تنفس است. افزایش سطح برگ، بیش از مقدار مطلوب، موجب سایه اندازی برگ­های اضافی، روی برگ­ های پایین­تر می­ گردد. در این شرایط برگ­ ها قادر نیستند به اندازه تنفس خود، فتوسنتر انجام دهند و امکان دارد از مواد فتوسنتزی سایر برگ­ها استفاده کنند(به صورت انگل در می­آیند) و سرعت رشد کاهش پیدا می­کند.

کاهش تشعشع درون جوامع گیاهی

جوامع گیاهی نور مستقیم، غیر مستقیم یا نور پخش شده در آسمان را دریافت می­ کنند. برگ­هایی که در بالای جامعه گیاهی قرار دارند اشعه مستقیم و غیر مستقیم خورشید را دریافت می­ کنند. در حالی که برگ ­های پایینی مقدار کمتری از اشعه مستقیم را دریافت می ­کنند. به علت انتقال و انعکاس نور از برگ­ها و از سطح خاک میزان تشعشع غیر مستقیم بیشتر می­شود. کمیت و کیفیت تشعشع با نفوذ بیشتر در جامعه­ ی گیاهی تغییر می­کند، چون غالباً گیاهان ترجیحا انرژی را در طول موج 400 تا 700 نانومتر جذب می­کنند. نوری که توسط برگ­ها منتقل می ­شود عمدتا در طیف مادون قرمز قرار دارد. لذا هرچه به طرف قسمت پایین جامعه گیاهی می­ رویم، امواج بلندتر دریافت می­ گردند که برای فتوسنتز مطلوب نیستند.

زاویه برگها در داخل جامعه گیاهی

زاویه برگها ممکن است در طبقات مختلف درون جامعه گیاهی متفاوت باشد. جوامع گیاهی که برگ های فوقانی آنها عمودی است و هرچه به طرف زمین می رویم برگهای آنها افقی تر می شوند؛ این حالت ایده آل ترین پوشش گیاهی است. آرایش برگهای عمودی در بالا و برگهای افقی در پایین، موجب می شود که برگهای عمودی، که در محیط پر نوری قرار گرفته اند، نور کمتری دریافت کنند و از نظر فتوسننتز نیز کارآمد باشند. در این شرایط نور بیشتری هم به برگ های پایین می رسد.

افزایش بازده استفاده از نور خورشید

دوام سطح برگ(LAD): این شاخص هم میزان سطح برگ و هم دوام بافت های فتوسنتزی جامعه گیاهی را در بر می گیرد. معمولا همبستگی خوبی بین عملکرد و دوام سطح برگ وجود دارد. چون هر چه دریافت انرژی خورشید در طول زمان، زیاد تر باشد به معنای آن است که تولید ماده خشک هم بیشتر خواهد بود. اختلاف زیادی که در عملکرد کل ماده خشک گیاهان دیده می شود؛ غالبا در نتیجه اختلاف در سرعت فتوسنتز و هم نتیجه تفاوت در طول مدتی است که فتوسنتز ادامه دارد.

نتیجه گیری

عملکرد ماده خشک، نتیجه کارایی یک جامعه گیاهی زراعی از نظر استفاده از تشعشع خورشید در طول فصل رویشی است. اولین اندام گیرنده تشعشع خورشید برگها هستند. برای حداکثر سرعت رشد محصول بایستی به میزان کافی برگ در جامه گیاهی وجود داشته باشد تا بیشترین مقدار نور خورشید را که روی جامعه گیاهی می تابد جذب کند.

راهکارهایی جهت استفاده از حداکثر تشعشع

1-کشت زودهنگام جهت اینکه برگها زودتر رشد کنند.

2-تنظیم تاریخ کاشت به طوری که در زمان حداکثر تشعشع، زمین به طور کامل پوشیده از گیاه باشد.

3-کاشت یکنواخت گیاهان در سطح زمین جهت کاهش رقابت بین ردیف ها و افزایش سرعت دریافت تشعشع خورشیدی

4-مصرف کود برای افزایش سرعت رشد و کارایی فتوسنتزی برگها

5-افزایش مدت جذب حداکثر تابش نور خورشید با توجه به دوام سطح برگ