Чистою продукцією рослин, або біологічним урожаєм, називається кількість органічного віщо-ства, накопичене на одиницю площі рослинного співтовариства. Але людина використовує далеко не весь біо-логічний урожай. Зазвичай ту частину чистої продукції, яку людина використовує на свої потреби, називають господарським урожаєм. Відношення маси господарських-но цінної частини біологічного врожаю (зерно, бульби, деревина і т.д.) до всієї продукції рослин отримало назву господарського коефіцієнта Кхоз. Цей ко-коефіцієнт завжди менше одиниці і коливається від 0,05 у бавовнику до 0,5 у цукрових буряків.
Урожай рослин є функцією фотосінте через. Суха маса рослин на 90 - 95% складається з органічних сполук, джерелом освіти кото-яких був фотосинтез - процес, від якого залежить не тільки кількість, але і якість врожаю, тобто пре-володіння в господарсько цінної частини рослини тих чи інших речовин.
Зв'язок між фотосинтезом і продуктивністю рослин, між фотосинтезом і урожаєм здавна цікавить вчених. Цей зв'язок досить складна. Справа в тому, що загальна кількість накопиченого за визначений-ний період часу органічної речовини залежить не тільки від фотосинтезу, а й від протилежно спрямованих процесів дихання і фотодихання. Крім того, маса рослини може змінюватися в зависи-мости від зміни спрямованості синтетичних процесів: так, наприклад, целюлоза на 10% легше, ніж глюкоза, з якої вона утворилася. При цьому слід враховувати і опад різних частин: листя, кор-ній, кореневих волосків, кореневого чохлика і ін. Що особливо помітно позначається на балансі органічні-кого речовини у деревних рослин.
З огляду на все це, Л.А. Іванов в 1941 році запропонував відому формулу зв'язку фотосинтезу рослин, дихання і осаду з врожайністю, в основному для деревних рослин:
Убіол = Ф - Д - про + п,
де Ф - продуктивність фотосинтезу; Д - втрати на дихання; про - втрата органічної речовини з опадом листя, коріння і т.д .; п - маса мінеральних речовин, поглинених з грунту.
Значення Ф залежать від інтенсивності фотосинтезу, робочої поверхні фотосинтезу і часу фотосинтезу, Д - від інтенсивності дихання, робочої поверхні дихання і часу дихання. У зв'язку з цим пропорційна залежність між біологічним урожаєм (Убіол) і інтенсивністю фотосинтезу наблю-дається далеко не завжди.
При вивченні зв'язку врожаю з фотосинтезом і диханням необхідно враховувати витрати органічні-ких речовин на дихання не тільки надземних органів, але і кореневих систем.
У природних рослинних угруповань загальну фотосінтеті-чний продуктивність в значній мірі визна-чає листової індекс, тобто відношення площі всіх листя фитоценоза до площі грунту, зайнятої цим співтовариством. З листовим індексом пов'язані й інші важливі функції рослинного співтовариства, особливо лісового: розподіл променевої енергії сонця і її утилізація на різні фізіологічні процеси слагающей рослинності, теплової та вуглекислотний режим ценоза і т. Д.
Для сільськогосподарських культур значення лис-тового індексу досягають 4 - 5. Він приблизно в 1,5 рази менше, ніж в високопродуктивних лісах. Наприклад, в листяних лісах помірної зони індекс листкової поверхні коливається від 3 до 12, а в деяких хвойних - до 14. Кожному типу рослинного співтовариства властивий свій листової індекс. Спостерігається явна тенденція зменшення продуктивності лісу з поні-ням цього показника. Рихлість лісового пологу сприяє при рівному листовому індексі більше високо-кой продуктивності деревостанів.
Чисту продуктивність фотосинтезу АА. Нічіпо-рович запропонував визначати за формулою:
де М1 і М2 - суха маса рослин на початку і кінці облікового періоду, і, отже, різниця М2 - М1 пред-ставлять собою приріст сухої речовини за час Т; Л - -лістовая поверхню (середня величина).
Зазвичай чисту продуктивність фотосинтезу, рас-зчитану за цією формулою, висловлюють в грамах сухої маси, накопиченої протягом доби на 1 м 2 листкової поверхні.
Рослини в процесі фотосинтезу використовують ма-білу частку падаючої на них енергії сонячного світла. Коефіцієнт використання сонячної енергії (ККД фотосинтезу) підраховують шляхом порівняння кількістю-ства синтезованого органічної речовини, исхо-дя з теплоти згорання останнього, з кількістю поглинутої світлової енергії. Розрахунки, проведені КА. Пуріевічем, показали, що листя клена потреб-лялі від 0,6 до 2,7% всієї падаючої на лист енергії. В цілому на Землі рослини використовують лише 0,2 - 0,3% ФАР. У посівах сільськогосподарських культур, що дають порівняно хороший урожай, ККД фотосинтезу становить 4 - 5%, продуктивних хвойних лісових культур - приблизно 2%, а нізкопродуктів-них - частки відсотка. А.А. Нічипоровіч вважає, що всіма сучасними засобами впливу на рас-тенія ККД фотосинтезу можна підняти до 8 - 10%.
В лісогосподарському виробництві господарською частиною врожаю, перш за все, є маса сфор-мировалось деревини. Спеціальні розрахунки по-казали, що частка деревини з погіршенням лесорасті-них умов і з просуванням з півдня на північ зменшуються. Кхоз в лісовому господарстві можна пови-сить за рахунок раціонального використання деревної зелені, збору насіння, переробки кори, видобутку пні-вого осмолу і деяких інших елементів біомаси дерева.
Лісогосподарський урожай формується головним чином за рахунок камбіальні діяльності стовбура. Нещодавно Н.Є. Судачкова запропонувала схему ксілогенеза (освіти деревини), за основу якої взято показник використання ассимилятов в жізнеобес-печении камбіальні зони дерева. На організмовому рівні продукти фотосинтезу йдуть на підтримку життєдіяльності деревного організму і на зростання різних частин. Значна частка ассимилятов може бути спрямована на формування плодів і насіння на шкоду приросту деревини. На тканинному рівнів-ні вони можуть піти на освіту гетеротрофних тканин (меристем, що запасають, покривних і інших тканин) і подальшу освіту автотрофних -фотосінтетіческого апарату. Підвищена витрата пла-стических речовин на утворення нових мас листо-вої поверхні знову-таки відволікає ці речовини від використання в процес е формування деревини. Досить сильним аттрагірующім центром може виступати флоема стовбура та інших частин дерева. В дан-ної схемою основним механізмом регуляції біосінте через компонентів деревини вважається конкуренція тка-ній дерева за асиміляти, що направляються на різні процеси життєдіяльності і морфогенезу.
До теперішнього часу розроблені практичні заходи, спрямовані на підвищення врожайності рослин шляхом оптимізації умов зовнішнього середовища. У лісовому господарстві для збільшення продуктивності лісів і поліпшення їх якісного складу широко використовуються рубки догляду. Регулюючи світло-вої режим в лісі, ці рубки оптимізують процес фотосинтезу залишилися дерев, Причому не тільки у верхній, а й в нижній частині крони, і тим самим підвищують розміри активно фотосинтезуючої по-поверхні цих дерев. Поряд з рубками догляду су-ществует ціла серія заходів, спрямованих на регулювання фотосинтетичної активності древ-них рослин. Серед них можна назвати такі при-еми, як зрошення в посушливих і осушення в водо-надлишкових областях, внесення мінеральних добрива-ний на бідних живильними речовинами грунтах, застосування фізіологічно активних речовин і ін.
Підвищити біологічну продуктивність і уро-жай рослин можна впливом на відтік АССІМІЛЬ-тов, швидкість витрачання їх в синтетичних і ро-СТОВ реакціях, а також на відкладення продуктів фо-тосінтеза в запасаю