Человечество на протяжении большей части своей истории поклонялось Солнцу и обожествляло его. В этом заключается простое признание благотворных свойств света и тепла.
Полностью зависят от Солнца растения. Это объясняется тем, что благодаря ему происходят фотосинтез и чередование времен года. «Смена дня и ночи также поразительным образом влияет на жизнь растений». Так отмечал еще Ф. Кон в книге «Растения», вышедшей в свет в 1901 г. (с. 229), т. е. до экспериментального открытия актиноритмизма. Естественно, что такое простое для наблюдений явление не могло быть незамеченным, но оно долго оставалось не осознанным до конца и не проверенным опытным путем.
Вообще жизнь растений сложна и многообразна, существует еще много неразгаданных тайн, определяющих их потенциальную продуктивность.
Раскрытие указанных тайн — главнейшая задача современной биологической науки. Для этих целей в наше время создаются сложные, оснащенные всем необходимым лаборатории искусственного климата.
Основное «космическое» значение деятельности растений заключается в поглощении солнечных лучей и превращении их лучистой энергии в химическую или, точнее, в биохимическую энергию, управляющую многообразными процессами жизни. Именно поэтому нашей основной пищей, по образному выражению К. А. Тимирязева, являются консервы солнечных лучей. Не случайно при составлении пищевых рационов прежде всего подытоживают калории, т. е. энергию, взятую растениями у Солнца, или, если хотите, частицы самого Солнца, заключенные в теле растительных организмов.
Одним из важнейших, по словам К. А. Тимирязева, является «…тот, далеко еще не разгаданный процесс, который проходит в зеленом листе, когда на него падает луч солнца». Результат данного процесса — формирование всего растения, в том числе и тех его частей, которые используются человеком в пищу и для других целей.
Практически в светофизиологии растений понятия «свет», «лучистая энергия», «радиация» неразрывно связаны с солнечным электромагнитным излучением. Есть Солнце над горизонтом — есть и свет, приносимый его лучами, нет Солнца — царит ночь.
С. И. Вавилов так определил физическое значение солнечных лучей: «Солнечные лучи несут с собой солнечную массу. Свет — не бестелесный посланник Солнца, а само Солнце, часть его, долетающая до нас в совершенной, раскрытой, в энергетическом смысле, форме, форме света».
Свет всегда связан с веществом. Он в нем зарождается и в нем исчезает. Под действием света из вещества выбрасываются составные части атомов — электроны или в нем происходят различные химические изменения. Вещество и само может светиться под воздействием света (рассеяние света, флуоресценция и пр.).
Физические представления о свете и о его взаимодействии с веществом говорят о сложности и малой разработанности этих явлений вообще и в фотобиологии в частности. Вероятно, будущие исследования внесут много нового в наши взгляды на роль света в жизни биосферы и растений.
Лучистая энергия Солнца обеспечивает растения светом и теплом. Последних тем больше, чем выше Солнце и длиннее период его нахождения над горизонтом, чем меньше препятствий на пути солнечных лучей к поверхности растений. На общее количество солнечной лучистой энергии, поглощенной растениями за астрономические сутки (24 ч), влияют спектральный состав, интенсивность излучения и актиноритмические условия.
Во всех географических районах световые и температурные режимы зависят от прихода солнечной радиации на поверхность земли. Так, на полюсе максимально возможный годовой приход солнечной радиации равен 40,2 ккал/см2, а на экваторе — 186,5, т. е. примерно в 4,6 раза больше. Определенную географическую закономерность — суточную и сезонную — имеют важные для жизни актиноритмические и температурные условия. Длительность светлого периода в самый длинный день (день летнего солнцестояния) колеблется от 15 ч до непрерывного освещения, продолжающегося на широте 70° около 60 сут.
Постоянные для каждой широты суточные изменения соотношения светлых и темных периодов сыграли исключительную роль в эволюции всей биосферы Земли, и поэтому являются вместе с температурой важнейшими факторами, определяющими онтогенез и продуктивность растений. Актиноритмы не только играют специфическую роль в жизни растений, но и обеспечивают последние общей суммой лучистой энергии как за сутки, так и в течение всего вегетационного периода.
Надежное получение полноценных по всем показателям урожаев зерновых, в том числе и пшеницы, на севере нашей страны ограничивается температурными условиями, а на юге для северных сортов — недостаточными длинами дня. Поэтому основные посевы пшеницы в СССР практически сосредоточены между широтами 55° и 40° с. ш., т. е. в районах, где в течение вегетационного периода длина дня колеблется от 12 до 15 ч и от 12 до 17 ч 30 мин.
Из сказанного следует, что для южных и северных районов нужны сорта, которые характеризуются различной актиноритмической реакцией или обладают широким актиноритмическим диапазоном. Учитывая влияние температурных условий, у северной границы «пшеничной культуры» необходимо высевать достаточно ранние сорта или сорта, пригодные для поздних подзимних посевов. В южных же районах (около 40° с. ш.) возможны посевы и ранних (для получения 2—3 урожаев в год) и поздних сортов, способных давать высокие урожаи при длине дня короче 16 ч.