Quyosh issiqxonalarini issiqlik fizikaviy xaraktrestikalari

Quyosh issiqxonalarini issiqlik fizikaviy xaraktrestikalari
Ma’lumki, qishfaslida issiqxonalarni mavjud geothermal suv bilan isitish va quyosh energiyasidan foydalanib ko’rinadigan yorug’lik nurlarining issiqlik fizikaviy va fotosentiz jarayoniga ta’siri o’rganilgan.Yer yuzasida biologic evalutsiyaning sador bo’lishida juda noyob bo’lgan fotosintez jarayonining axamiyati kattadir.
Fotosintez yuksak o’simliklar va suv o’tlar fotosintezlovchi bakteryalarning oddiy birikmalar (karbonad angdirid va suv)dan xlorofil va boshqa fotosintetik pigmentlar o’zlashtirgan xolda yorug’lik energiyasi xisobiga ham o’zi ,ham boshqa organizmlar uchun zarur bo’lgan murakkab organik moddalar xosil qilishdir.
Bu jarayonda o’simliklar karbonand angdiridni havodan yutadi ,suvni esa ildizlar orqali tuproqdan so’rib,tanasidan uglevodorodlar, oqsilar va boshqa murakkab moddalar hosil qiladi.Ushbu moddalar inson organizmi va salomatligi uchun zarur moddalar hisoblanadi.
Fotosintez muhim biologik jarayonlardan biri bo’lib,buni dastlab ingliz olimi J.Pristli,Gollandiya olimi Ya.Ingenxauz,shvetsssiya olimi J.Senebe, N.Sossyurlar o’rgangan.1886-yil rus olimi K.A.Timiryazov quyosh yorug’lik energiyasi o’simliklardagi xlorofil orqalifotosintetik o’zgarishlar jarayonida ishtirok etishni aniqlagan.
K.A.Timiryazov tabiri bilan aytganda,quyosh nuri o’simlik bargiga tushganda kechadigan jarayonek xayratlanadigan darajadagi qiziqarli jarayon yer yuzasida yuqdir .Keyinchalik rus olimi A.P.Vinogradov, M.V.Teyos va amerikalik olimE.Rubenlar fotosintez jarayonida ajraladigan kislorodning manbai karbonand angidrid gazi emas, balki suv ekanligini aniqladilar.
Shunday qilib, har xil organizmlardagi fotosintez jarayonini umumiy sxemada quyidagicha bo’ladi:DH
Bu yerda D -donor, A-akseptor, A -fotosintez maxsuloti.
Fotosintez intensivligi yorug’lik intensivligiga bog’liq bo’lishi bilan birga , yuksak yashil o’simliklarga fotosintez efektivligining yuqoridagi va xujayra tarkibida xloroplastboprligidadir (yashil bargning bir xujayrasida 20-100 donagacha xloraplast uchraydi).Xloraplast ikki qavatli membrana bilan o’ralgan bo’lib, uning ichi tilla koiddan tuzilgan.Tillakoiddlar tarkibida oqsil, yog’ moddalar, xlorofill karotinoidlar tashuvchi komponentlar va fermentlar mavjud.
O’simliklar fotosintez oqsidlanish va qaytarilish jarayonidan iborat bo’lib, suvning oksidlanishi va karbonant angdridni qaytarilishi yorug’lik energiyasining kvanti yordamida sodir bo’ladi. Fotosintez jarayonida xlorofil o’zlashtirilgan yorug’lik kvant energiyasi ATF ( andinozin, trifosfat) birikmasida kimyoviy energiya holatiga yig’iladi va bu jarayon fotofosforlanish deyilib qorong’ulikda kechadi.
Ingliz olimi F.Blekman 1905-yili fotosintezni tez kechuvchi yorug’lik va sekin keluvchi qorong’ulik reaksilaridan iborat ekanligini aniqlagan. Fotosintezda o’zlashtirilgan karbonad angidrid o’simlik hujayralarida boshqa moddalarga, oqsillar va organik kislotalarga aylanadi. Ularning miqdori yorug’lik kuchiga, o’simlik turiga va iqlim sharoitiga ( tuproq namligiga, mineral ozuqa miqdoriga va haroratiga ) bog’liq bo’ladi. O’simlik hosildorligini oshirish uchun o’simlikning quyosh nuridan foydalanish koeffitsiyentini oshirish zarur bo’ladi. O’simlik urug’I shunday qadalishi kerakki, har bir o’simlik uchun karbonad angidrid, suv va tuproqdagi ozuqa moddalari yetarli miqdorda bo’lishi kerak. Karbonad angidridni tez o’zlashtira oladigan hamda hosil bo’lgan organic moddalardan effektiv foydalana oladigan yangi navlarni yaratishda o’simliklar seleksiyasiyaning ham ahamiyati kattadir.
Taxminiy xisoblarga qaraganda ,yer sharidagi quruqlik va suv o’simliklari har yili fotosentiz vositasida 450 mlrd tonnage yaqin organok moddalar hosil qilar ekan.Fotosintez organik moddalar hosilqilib, atmosferani karbonand angidrid gazidan tozalaydi va kislorod baloni boyitadi.
Shu yil bilan fotosintez planetamitzda hayotning mavjud bo’lishi uchun zarur sharoit yaratadi.Garchi yashil o’simliklarning fotosintez faoliyati juda kata o’lchamlarda (butun yer sharida)bo’lsada,o’simlik yutgan quyosh nuri energiyasining juda kichik ulushi bevosita fotosintez uchun foydalaniladi.Bunday ulash odatda telisalarida yetishtiriladigan pomidor, bodiring o’simliklarida 2.82-3.2 % dan ortmaydi.
Fotosintez jarayonini miyor darajasida kechishi uchun mo’tadil haroratning axamiyati kattadir.Haroraty yuqori bulsa ham, past bulsa ham fotosintez yomon kichadi.O’simliklarning organik massasi fotosintez jarayonida to’planadi, shuning uchun Quyosh issiqxonalarida yetishtiriladigan pomidor va bodiring singari o’simliklarning xosildorligini oshirishning effektiv yo’llaridan birifotosintez intensivligini oshirish, yani fotosintez uchun quyosh energiyasidan foydalanish koeffesintini oshirishdir.
O’simliklarning fotosintez oksidlanish va qaytarilish jarayonidan iborat bulib, suvning oksidlanishi va karbonand angdiridning qaytarilishi yorug’lik energiyasining kvanti yordamida sodir bo’ladi. Fotosintez jarayonining umumiy tenglamasi
6C +6 O = +6
Yorug’likning spectral tarkibining fotosintez jarayoni uchun axamiyati kattaligi barg yuzasining tuliq yuta oluvchanligi, bargning quyosh nuri yo’nlishiga nisbatan joylashishi, uning qaytaruvchanlik qobilyatiga xamda bargning qalinligiga bog’liqdir.Bu barcha ichki murakkab faktorlar yorug’lik ta’sirida har xil o’simliklarda har xil qonuniyat ostida kichadi.Yer yuzasidagi jarayoni kechadigan barcha quruqlik va suv ostidagi tirik organizmlar har yili 3 kvadrillion megajoul quyosh energiyasini yutadi, bu insoniyat foydalanadigan energiyadan 10 barobar ko’p energiyadir.(1 megajoul=1000000 J, kvadrillion -1*10^5J ga teng).Fotosintezning maksimal foydali ish koefisenti (FIK) qiymati 15-20%
Fotosintezning maksimal fkechadigan barcha oydali ish koeffisenti (FIK) qiymati 30%. Qishloq xo’jalik amaliyotida maydonlarda bu miqdor 0.8-2% ni tashkil qiladi.
Rossiya FA akademigi I.S.SHatilovning fikricha o’simlikni parvarishlash agrotexnikasi to’g’ri tanlansa FIK ni yana ham qutqarish mumkin.Bu degani Quyosh issiqxonalarida yetishtiriladigan o’simliklarida 5-6 barobar ko’p fotosintez energiya to’plashi mumkin.Fotosintez jarayonini ko’chaytirish uchun barglarning aktiv faoliyati davrini cho’zish, issiqxonadagi C gazi miqdorini talab darajasida saqlash, ildizdan oziqlantirishni yaxshilash, namlik va to’proq aersiyasi yaxshilash va ilg’or fan-texnika yutuqlarini qullash hamda nan ova innovatsion texnologiyalardan foydalanish bilan FIK ni 15% gacha oshirish mumkin.
Odam, hayvon va o’simliklar uchun yorug’lik zarur hayot omilidir, chunki uning yetishmasligi yoki bo’lmasligi yoki bo’lmasligi organizmning meyoriy faoliyatini buzadi, yorug’lik yetishtasligini boshqa hech qanday tasirlar isitish, ovqatlanish va shunga o’xshashlar bilan to’ldirib bo’lmaydi.
Yorug’likning moddaga va pomidor, bodiring singari o’simliklarga ham har qanday tasiri, jumladan uning fiziolgik tasiri ham yutilishi bilan bog’liqdir.Yorug’lik filtrlari, shisha plastinkalari va ma’lum buyoq moddasi arashlagan jelatin plyonkalarning ishlatilishi tanlab yutishga asoslangan.Yorug’lik filtri spektrining qandaydir bir aniq qismini (yorug’lik filtrining rangiga tug’ri keladigan qismini) o’tkazadi, qolgan barcha qismlarini esa yutib qoladi.
Geotermal suv bilan isitiladigan issiqxonalarda quyosh nurlanishidan unumli foydalanish bo’yicha nazariy tavsiyalar ishlab chiqilgan.Quyosh nurlanishi-bu ko’rinuvchi yorug’lik va inson ko’zi sezmaydigan ultrabinafsha xamda infraqizil nurlardan iborat bo’lib yerning asosiy energiya manbai xisoblanadi.Quyosh nurlanishi energiyasini tarqalish yo’nalishida kimyoviy, issiqlik va energiyalariga aylanib yerning yuza qatlamida hamda atmosferasida kechadigan barcha organik va noorganik jarayonlar xodisalarining asosidir.Yer sirtiga tushuvchi quyosh nurlanishi to’g’ridan-to’g’ri tushuvchi parallel nurlar oqimi va atmosferadagi gaz molekulalari, chang zarachalari suv tomchilari va g’uborlarda yutilishi hamda yutilishi natijasida intensivligi kamaygan nurlanish oqimidan iboratdir.
Quyosh nurlanish oqimi intensivligi miqdor jihatdan birlik vaqt ichida nurlanish oqimi yo’nalishiga perpendikulyar joylashgan birlik yuzaga tushadigan nur energiyasiga tengdir.Atmosfera umuman bo’lmaganda yoki to’liq shafof bo’lgan mo’xitdan o’tadigan nurlanish oqimi miqdori quyosh doimiysi (I) deb ataladi.Quyosh doimiysining son qiymati yer batmosferasidan yuqorida nurlanish yo’nalishga perpendikulyar joylashgan 1 c yuzaga vaqt birligida (1minut) tushadigan nur energiyasiga tengdir, uning o’rtacha qiymati 10=1.95 kal/c minutga teng bo’lib yer atmosferasidsan yuqorida 1355000 lyuks yoritilganlikni xosil qiladi.Quyosh aktivliginining o’zgarishi va yer bilan quyosh o’rtasidagi masofaning yillik o’xgarishlari to’fayli bu qiymati 5 % gacha o’zgarishi mumkin.
Quyosh nuri atmosferasidan o’tishida asosan suv bug’ molekulalari, karbonad angdrid gazi va boshqa zarrachalarda yutilib qoladi, yutilishi darajasi esa nurlanish spektri to’lqin uzunligiga bog’liq, ayniqsa spektrning infraqizilsoxasining o’rta qismni yutilish intensivligi kuchliroqdir.Infraqizil spektrning tebranish chastotasi atmosfera tarkibidagi birikmalarni tashkil qilgan molekulalar tebranish chastotasiga mos keladi.Bu holat quyosh energiyasining tasiri kamayishiga sabab bo’ladi.
Atmosferadan yuqorida CB yuzaga gorizantal AB yuzaga nisbatan cosv marta kamroq quyosh nurlanish oqimi tushishini e’tiborga olib gorizantal yuzagaq tushadigan quyosh nnurlanish oqimini quyidagicha aniqlash mumkin.
I=
Bu yerda R- quyosh va yer orasidagi masofa, gorizontga nisbatan quyoshning balandligi , sin = sin *sinδ + cosδ*cos
Quyosh nurlanish oqimining tuproq yuzasiga tushishi, joyning geografik kengligi (f), yilning muayyan vaqtiga (a) va kunning aniq vaqtiga (b), yani yilning va kunning aniq vaqtiga bog’liq, a= wt bu yerda w-yer aylanishining burchak tezligi, t-vaqt.