Богач Єгор

 асистент 

Григорюк Іван

д. б. н., професор, член-кореспондент НАН України, професор кафедри фізіології, біохімії рослин та біоенергетики

Національного університету біоресурсів і природокористування України м. Київ

ФОТОСИНТЕЗ РОСЛИН – ДОМІНУЮЧИЙ НАПРЯМ НАУКОВИХ ДОСЛІДЖЕНЬ ПРОФЕСОРА С.І. ЛЕБЕДЄВА

 Багаторічними дослідженнями С.І. Лебедєва встановлено, що продуктивність фотосинтезу залежить від формування листкової поверхні, умов водного, температурного, мінерального і світлового режимів, інтенсивності відтоку асимілятів в зони активного росту, атрагуючої сили та ефективності функціонування механізмів, які захищають рослини від несприятливої дії стресових чинників середовища. Показано, що інтенсивність і продуктивність фотосинтезу необхідно досліджувати лише у тісному зв’язку з іншими структурно-функціональними особливостями рослинного організму. З цього приводу С.І. Лебедєв шанобливо цитував К.А. Тимірязєва: «Как сложно иногда сплетаются влияния почвы, влаги, воздуха и солнца и как бесконечно сложна задача сельского хозяйства, заключающаяся в наилучшей эксплуатации всех этих четырех факторов» (К.А. Тимирязев «Земледелие и физиология растений», 1948 р.) [1, с. 5]. Він вбачав в природі рослинного організму і науково обґрунтованих агротехнологіях заховані резерви підвищення продуктивності рослин.

Важливість наукових досліджень професора С.І. Лебедєва в галузі фотосинтезу на сьогодні набуває особливого значення. За даними продовольчої і сільськогосподарської організації ФАО (ООН), кількість голодуючих людей перевищує 1 млрд. в більш як в 30 країнах. За прогнозами ФАО, до 2050 р. населення Землі досягне 9 млрд. Перед АПК постає вкрай важке завдання – збільшити сільськогосподарське виробництво на 70 %. Показано, що відсоток гумусу природної родючості ґрунтів з кожним роком зменшується, а поклади руд для виробництва мінеральних добрив вичерпні. Єдиним стабільним джерелом невичерпної енергії є сонячна радіація. С.І. Лебедєв ще в 60-тих роках ХХ ст. передбачив колосальне значення фотосинтезу, а саме ефективне засвоєння рослинами коефіцієнта корисної дії (ККД) фотосинтетично активної радіації (ФАР) для вирішення продовольчої безпеки людства.

За розрахунками С.І. Лебедєва, при досягненні показника 5 % засвоєння рослинами ФАР у період вегетації в середньому можна одержати 200-210 ц/га зерна озимої пшениці, 160-170 – кукурудзи, понад 200 – ячменю, 1200-1300 – коренеплодів цукрових буряків, 1000 – ц/га картоплі [2, с.11]. Для сільського господарства України 50-70-тих років ХХ ст. і дотепер, наведені показники  урожайності сільськогосподарських рослин надзвичайно високі. Це підштовхнуло С.І. Лебедєва розробити агротехнічні і агрофізіологічні заходи, які спрямовані на ефективніше засвоєння рослинами сонячної енергії.            С.І. Лебедєв зазначав: «Землеробство це система заходів, необхідних для здійснення фотосинтезу, який є основним процесом живлення рослин, саме він визначає врожай та його розміри» [2, с. 3].

Розроблені С.І. Лебедєвим агрофізіологічні заходи щодо засвоєння ФАР уможливили впровадити власну оригінальну систему програмування урожаїв на теренах України, тобто потенційно закладену в геномі продуктивність рослин [3]. Мета програми полягала в тому, щоб на конкретному полі в грунтово-кліматичних зонах України створити оптимальні умови для підвищення коефіцієнта використання енергії сонячної радіації посівами, синхронізувати й укомплектувати чинники так, щоб їх (вода, родючість ґрунту, добрива) використовувати з максимальним ефектом. Перш за все, вчений розробив карту надходження ФАР за регіонами України і ККД фотосинтезу основних сільськогосподарських культур (у відсотках від енергії ФАР, що надходить за можливий період вегетації) [2, c. 18-19].

Таким чином, науковий доробок професора С.І. Лебедєва є актуальним для глибокого розуміння сутності теоретичних основ функціонування процесу фотосинтезу. Проведені ним дослідження сприяють подальшому розвитку кількісної теорії фотосинтетичної продуктивності і продукційного процесу рослин. Оскільки фотосинтетичний апарат є надмірно чутливою багаторівневою системою до перебігу метаболічних процесів, він може стати зручним інструментом для швидкого тестування фізіологічного стану  рослин у посівах. Згідно точки зору професора С.І. Лебедєва, резерви суттєвого підвищення продуктивності рослин зумовлені тим, що виробничі посіви в умовах достатнього водозабезпечення ґрунту засвоюють лише 1-2 % ФАР за умов можливої здатності на рівні 5 %. Наближення до цього показника можна досягти  оптимізацією структурно-функціональної активності агрофітоценозів як фотосинтетичних оптико-біологічних систем, структурою сівозмін різноманітного функціонального призначення та створенням спеціалізованих фітоценозів для отримання біомаси як альтернативного джерела енергії. Набуття досвіду у використанні  наукових ідей і методологічних підходів, які розроблено професором С.І. Лебедєвим, нині дозволили перейти до створення інформаційних систем керування продукційним процесом на державному, регіональному й місцевому рівнях, а також накопичення бази даних для одержання довгострокових прогнозів та запланованих врожаїв сільськогосподарських культур в грунтово-кліматичних зонах України. Праці С.І. Лебедєва знаходять продовження в дослідженнях вчених наступних поколінь. 

Література

1. Лебедев С. И. О продуктивности фотосинтеза озимой пшеницы в условиях орошения / С. И. Лебедев // Науч. тр. Укр. с.-х. акад. – К., 1970. – Вип. 31 : Фотосинтез и урожайность сельскохозяйственных растений. – С. 5–10. 
2. Лебедєв С. І. Біологічні основи програмування урожаїв на Україні / С. І. Лебедєв, О. П. Ларін. – К. : Знання, 1977. – 20 с.
3. Лебедєв С. І. Агрофізіологічні особливості підвищення коефіцієнта корисної дії фотосинтезу посівів сільськогосподарських культур / С. І Лебедєв / Вісн. с.-г. науки. – 1966. – № 1. – С. 40–46.