Почему на птицефабриках применяют дополнительное искусственное освещение

§ 5. Свет в жизни организмов. Фотопериод и фотопериодизм

Одним из условий существования жизни на Земле является солнечный свет, поступающий из космического пространства.

! Это интересно

При прохождении солнечной радиации через атмосферу около 19 % поглощается облаками и водяными парами, 34 % отражается обратно в космос, 47 % достигает земной поверхности, из них 24 % — прямая радиация и 23 % — отраженные лучи. Растения связывают в ходе фотосинтеза в среднем 1 % поступающей к ним солнечной энергии.

В солнечном спектре выделяют три основных компонента: ультрафиолетовые лучи, видимый свет, инфракрасные лучи. Их характеристика представлена в таблице.

Таблица. Состав солнечного света, достигающего поверхности Земли

Ультрафиолетовые лучи действуют на организмы неоднозначно в зависимости от дозы. Избыточное облучение ультрафиолетом может причинять существенный вред здоровью. Все живое на Земле защищено от губительного влияния ультрафиолетовых лучей озоновым слоем земной атмосферы. Однако, несмотря на защитный озоновый слой, на долю ультрафиолетовых лучей приходится около 3 % солнечного света, достигающего поверхности Земли. Ультрафиолетовые лучи приводят к повреждению хромосом, могут вызывать рак кожи, преждевременное старение, стать причиной развития катаракты (помутнения хрусталика). Для людей со светлой кожей ультрафиолетовые лучи являются основным фактором, приводящим к меланоме — самой опасной форме рака кожи.

В то же время в небольших дозах ультрафиолетовые лучи стимулируют синтез пигмента кожи меланина и витамина D. Из курса биологии 9-го класса вы уже знаете, что витамин D оказывает влияние на обмен кальция и фосфора. Это в свою очередь влияет на рост и развитие скелета человека.

! Это интересно

Велико значение витамина D для растущего потомства млекопитающих и птиц. Лисицы и барсуки, выводящие детенышей в норах, регулярно выносят их на солнце. «Солнечное купание» свойственно многим птицам. Стремятся погреться на солнышке после зимовки и домашние животные. Известно, что умеренное ультрафиолетовое облучение молодняка сельскохозяйственных животных положительно сказывается на их росте и развитии.

Видимый свет наиболее важен для существования жизни на Земле. Все разнообразие климатических условий и температуры верхних слоев морских и пресных вод определяется количеством поглощенной солнечной энергии. Различные участки спектра видимого света действуют на организмы по-разному. Красные лучи оказывают тепловое действие. Синие и фиолетовые лучи изменяют скорость и направление некоторых биохимических реакций. Особенно велико значение видимого света в жизни растений. Они поглощают его с помощью пигментов и используют в процессе фотосинтеза.

Растения способны изменять положение своих органов в пространстве под действием света, то есть проявлять фототропизм. Фототропизм (от греч. phōtós — свет) — ростовые движения органов растений под влиянием одностороннего освещения. Обычно у стеблей наблюдается положительный (по направлению к свету), а у корней — отрицательный (от света) фототропизмы. Положительный фототропизм можно наблюдать на посевах подсолнечника во время цветения. С восхода и до захода соцветия подсолнечника, как локаторы, поворачиваются вслед за солнцем.

Свет играет роль основного энергетического и сигнального фактора. Для подавляющего большинства организмов видимый свет является источником тепла. Дневным животным видимый свет позволяет ориентироваться в среде. Некоторые ночные виды (совы, филины) могут перемещаться даже при слабой освещенности.

Инфракрасные лучи являются источником тепловой энергии. На их долю приходится 45 % солнечного света, достигающего Земли. Некоторые наземные животные (ящерицы, змеи) используют инфракрасные лучи для повышения температуры тела.

*Фотопериод и фотопериодизм

В умеренных широтах цикл развития животных и растений приурочен к сезонам (временам) года. Сигналом для подготовки к изменению сезона служит продолжительность светового дня — фотопериод, которая в отличие от других факторов всегда остается постоянной в определенном месте и в определенное время. В течение года длина дня изменяется строго закономерно и не подвержена воздействиям колебаний других экологических факторов.

Фотопериод — длина светового дня, определяющая времена года. Смена сезонов происходит вследствие изменения длины светового дня. Причиной этого является движение Земли вокруг Солнца и расположение ее оси под углом к плоскости орбиты. Длина светового дня в области экватора относительно постоянна в течение всего года (около 12 ч), но в умеренных и высоких широтах фотопериод значительно отличается в разные времена года. Наибольшая длина светового дня бывает в день летнего солнцестояния (около 22 июня в Северном полушарии, около 22 декабря — в Южном), а наименьшая — в день зимнего солнцестояния (около 22 декабря в Северном полушарии и около 22 июня в Южном). Изменение фотопериода играет сигнальную роль как для растений, так и для животных. Оно является для них пусковым механизмом, включающим последовательность физиологических процессов и определяющим их сезонные ритмы.

Фотопериодизм — характерная реакция живых организмов на изменение длины светового дня, синхронизирующая их биологическую активность с временами года.

По типу фотопериодической реакции наземные растения разделяют на три основные группы: короткодневные, длиннодневные и нейтральные к длине светового дня.

! Это интересно

Короткодневные растения цветут ранней весной или осенью и нуждаются в короткой длине светового дня (менее 12 ч). К ним относятся земляника, хризантемы, рис, соя, просо и др. Длиннодневные растения цветут летом и нуждаются в длине светового дня более 12 ч. Представителями длиннодневных растений являются картофель, рожь, ячмень, овес, пшеница, редис и др. Растения, нейтральные к длине светового дня, цветут вне зависимости от длины светового дня. Такой способностью обладают огурец, подсолнечник, кукуруза, томат, горох, одуванчик.

Таким образом, регулируя длину светового дня в условиях закрытого грунта, можно ускорять или замедлять наступление периода цветения у растений короткого или длинного светового дня в зависимости от поставленных целей. В Республике Беларусь широко развито тепличное хозяйство с использованием автоматических систем светодиодного освещения, сдвигающих сроки цветения и сбора плодов овощных культур. Это позволяет собирать в теплицах два и более урожая за год.

Под фотопериодическим контролем находятся практически все процессы жизнедеятельности, связанные с развитием и размножением организмов. Эти реакции основаны не просто на количестве получаемого света, а на закономерном чередовании периодов света и темноты, продолжительности дня и ночи.

Следует отметить, что организмы по-разному реагируют на смену светлого и темного периода суток, то есть проявляют суточный фотопериодизм. У них периоды активности и покоя наступают в разное время суток.

Особенно заметно эта зависимость проявляется у животных. Среди них можно выделить три группы: дневные, ночные и сумеречные. Дневные животные активны в светлое время суток (пчела, ласточка, заяц). Они представляют самую многочисленную группу. Добывание пищи у ночных организмов происходит в ночное время (таракан, сверчок, сова, филин). Сумеречные организмы активны только во время сумерек (бражник, жук майский).

*Повторим главное. Солнечный спектр состоит из видимого света, ультрафиолетовых и инфракрасных лучей. Фотопериод — длина светового дня, определяющая времена года. Фотопериодизм — характерная реакция живых организмов на изменение длины светового дня, синхронизирующая их биологическую активность с временами года. Наземные растения по типу фотопериодической реакции разделяют на короткодневные, длиннодневные и нейтральные к длине светового дня. Животных по приуроченности периодов активности и покоя к определенному времени суток можно разделить на три основные группы: дневные, ночные и сумеречные.

Проверим знания

Ключевые вопросы

1. Какое влияние на организмы оказывают ультрафиолетовые лучи?
*2. В чем заключается роль разных частей спектра видимого света для организмов?
3. Объясните понятия «фотопериод» и «фотопериодизм».

Сложные вопросы

1. Объясните, почему на птицефабриках применяют дополнительное искусственное освещение?
2. Из приведенного перечня животных выберите представителей, у которых период активности приурочен к ночному времени суток: пчела, таракан, жук майский, сова, ласточка, сверчок, бражник, заяц.
*3. Распределите указанные ниже растения на группы по типу фотопериодической реакции: овес, редис, одуванчик, рис, картофель, просо, огурец, рожь, кукуруза, томат, подсолнечник, соя, пшеница, горох. Назовите, какие из них не смогут плодоносить в наших климатических условиях. Объясните почему.

*Индивидуальное домашнее задание. Проведите наблюдение за растениями, произрастающими в вашей местности. Сравните их по срокам цветения и распределите на группы по типу фотопериодической реакции.

Пожалуйста помогите.

дайте более развернутый ответ.
Почему на птицефермах и в тепличном хозяйстве применяют дополнительное искусственное освещение,увеличивающее длину светового дня?

Лучший ответ

На птицефермах и в тепличном хозяйстве используется дополнительное исскуственное освещение для увеличения производительности продукции. Осенью — зимой короткий световой день, куры практически перестают нестись, чтоб получать больше яиц кур обманывают, искусственно увеличивая длину светового дня. В тепличном хозяйстве тоже, длинный световой день заставляет растения активно расти и размножаться. Длинный световой день помогает количественно увеличить производство продукции.

Остальные ответы

Похожие вопросы

§ 5. Свет в жизни организмов. Фотопериод и фотопериодизм

Ультрафиолетовые лучи в зависимости от дозы оказывают разное влияние на организмы. Избыточное облучение может причинять большой вред организму: повреждать хромосомы, вызывать преждевременное старение, стать причиной катаракты. А облучение в небольших дозах благоприятно влияет на рост и развитие скелета человека, лучи стимулируют синтез пигмента кожи меланина и витамина D.

2. В чем заключается энергетическая роль видимого света для организмов?

Видимый свет почти для всех организмов является источником тепла. Также видимый свет позволяет дневным животным животным ориентироваться в окружающем пространстве.

3. Объясните понятия «фотопериод» и «фотопериодизм».

Фотопериод — продолжительность светового дня, которая зависит от времени года.

Фотопериодизм — реакция живых организмов на изменение фотопериода, которая синхронизирует их биологическую активность с временами года.

4. Из приведенного перечня животных выберите представителей, у которых период активности приурочен к ночному времени суток: пчела, таракан, майский жук, сова, ласточка, сверчок, бражник, заяц.

К таким животным относятся: таракан, сова и сверчок.

2. Сложные вопросы.

1. Установите соответствие между названиями экологических групп растений и их представителями. Экологические группы: 1 — тенелюбивые; 2 — теневыносливые. Представители: а) папоротник; б) сныть; в) подорожник; г) кислица; д) недотрога; е) медуница; ж) ежевика; з) сирень.

Тенелюбивые: а) папоротник; г) кислица; д) недотрога; е) медуница.
Теневыносливые: б) сныть; ж) ежевика; з) сирень.

2. Объясните, почему на птицефабриках применяют дополнительное искусственное освещение.

Например, у куриц период активности приходится на дневное время. Зимой световой период очень короткий, из-за чего куры перестают нести яйца и замедляется рост. Поэтому на птицефабриках применяют дополнительное искусственное освещение, чтобы увеличить производство продукции.

3. Как вы думаете, почему на небольшой прогалине обитают некоторые виды растений, отличающиеся от тех, которые встречаются в окружающем лесу?

Потому что эти виды расстений являются светолюбивыми, и они не могут расти и развиваться в окружающем лесу, в котором большую часть света поглощают кроны деревьев.

Присоединяйтесь к Telegram-группе @superresheba_10, делитесь своими решениями и пользуйтесь материалами, которые присылают другие участники группы!