Sluneční záření

Slunce – zdroj energie

– při praktických měřeních se v popisu experimentálních podmínek používají jednotky:
– W.m-2 intenzita záření (W – výkon, zářivý tok)
– J.m-2.s-1 množství záření (J – práce, energie)

– základní jednotkou záření – foton, který se může jevit buď jako částice nebo jako vlnění
– UV (7%), FAR (47%), IR (46%)
– na horní hranici atmosféry dopadá množství = solární konstanta
– So = 1373 ± 20 W.m-2
– asi 1/3 se odráží zpět do kosmického prostoru, zbývající část proniká atmosférou, je jí zeslabována a mění se spektrální složení.
– obvykle měřené max. v ČR: 1000 W.m-2 ; max.denní suma 30 MJ. m-2

Účinky záření na rostliny

Modifikace záření rostlinou

Při průchodu světla listovím dochází k těmto základním jevům:

Reflexe (odraz)

– zelené listy odrážejí přibližně 10–20% slunečních paprsků (v závislosti na postavení listů a povaze povrchu listů)

absorpce

– velké množství záření je absorbováno, ale z této energie je průměrně pouhé 1% využito pro fotosyntézu. Všechna absorbovaná energie s výjimkou malé části vázané fotosyntézou je přeměněna v teplo.

Transmise

– záření, které prochází listem (jeho množství a kvalita je závislá především na tloušťce listu). Tato kvalitativní změna je velmi důležitá pro mnoho druhů rostlin, které díky pigmentům dokáží reagovat na změnu složení světla, konkrétně na změnu poměru červeného ku infračervenému světlu (umožňuje rostlinám reagovat na přítomnost případných konkurentů, informuje je to o vytvoření volného prostoru v porostu a v neposlední řadě je to velmi důležitý inhibiční faktor vyvolávající stav dormance u některých druhů rostlin).

Modifikace záření porostem

Při dopadu slunečního záření na porost dochází k:

– spektrálně selektivnímu odrazu
– průniku (transmisi) do spodních částí porostu
– spektrálně závislému částečnému pohlcování (absorpci)

Spektrální složení slunečního záření uvnitř porostu je tak odlišné od záření na porost dopadajícího.

Relativní ozářenost

– relativní světelný požitek = intenzita ozáření uvnitř rostlinného porostu v % plného ozáření na volné ploše
– opadavé lesy, řídké porosty jehličnanů mírného pásma ve vegetačním období 10-20%, v zimě 50-70%
– v hustých jehličnatých porostech – několik málo %

Úbytek záření v porostu závisí hlavně na:
– hustotě listoví (LAI)
– na uspořádání listů

Sezónní změny v průniku slunečního záření lesními porosty podmiňují rytmus vývoje rostlin bylinného patra. Např. v listnatém opadavém lese se vytváří jarní jarní_aspekta později letní aspekt letní_aspekt. Potřeba i tolerance slunečního záření u rostlin i jejich jednotlivých orgánů je různá.
– minimální ozáření je určeno světelným kompenzačním bodem fotosyntézy světelný_kompenzační_bod_fotosyntézy
– minimální průměrná hustota ozáření, při níž rostliny mohou ještě růst, musí ležet nad tímto kompenzačním bodem a celková denní čistá fotosyntéza musí kompenzovat veškeré i noční ztráty dýcháním.

K některým projevům rostlin nestačí jen určitá intenzita a kvalita záření nebo jeho suma, ale též určité střídání světla a tmy. Jde o fotoperiodismus, kterým se rozumí délka denního osvětlení, tzv. fotoperiody, rozhodující o přechodu rostliny do reprodukční fáze.

Sluneční záření při svém průchodu porostem musí projít postupně všemi patry listoví
– jeho intenzita klesá téměř exponenciálně podle vzrůstajícího množství pokryvu (ve shodě s Lambert-Beerovým extinkčním zákonem)
– předpoklad: homogennost listových pater – pokles hustoty ozáření: I = Io * e –k * LAI
– extinkční koeficient udává stupeň oslabení záření uvnitř porostu při daném LAI

Absorpce slunečního záření v porostech

Zachycené sluneční záření = rozdíl mezi slunečním dopadeným na porost a slunečním zářením uvnitř nebo pod porostem
Charakter absorpce je dán:

– strukturou porostu (spon a vertikální stratifikaci listů v porostu i orientaci a inklinaci listů)
– absorpčními a reflexními vlastnosti listů

Sluneční záření jako produkční faktor

– zachycená a absorbovaná FAR – k odvození čisté primární produkce