Влияние условий среды на развитие растений

Рейтинг пользователей: / 4
ХудшийЛучший 

Культурные растения развиваются в непрерывно изменяющихся условиях среды — суточные и сезонные колебания освещения, температуры, влажности почвы и воздуха, а также колебания в содержании усвояемых элементов питания в почве и др.

Главное значение придается питанию растений. Его основные составляющие — водный режим, корневое питание и фотосинтез. Элементы корневого питания могут эффективно использоваться растениями лишь при благоприятных условиях фотосинтеза (наличие света, тепла, влаги, углекислого газа и кислорода воздуха, высокая активность листьев, транспирация и др.). Основное условие увеличения количества создаваемого растениями органического вещества — повышение коэффициента использования света (с 0,5 до 3% и более). При правильной агротехнике, один из главных принципов которой заключается в оптимизации обеспечения растений светом (физиологически активной радиации — ФАР), эффективность фотосинтеза повышается, растет урожай биомассы.

Биологическая сущность получившей широкое применение интенсивной технологии сводится к повышению уровня усвоения растениями солнечной энергии, к повышению КПД использования ФАР. Естественные причины снижения этого показателя: недостаточная площадь листовой поверхности в начале вегетационного периода, что не позволяет полностью использовать падающую на посевы ФАР; постепенное увеличение в ходе роста затрат на дыхание фотосинтезирующих и нефотосинтезирующих органов растений; наличие листьев, фотосинтетически неактивных из-за физиологического их возраста; наличие листьев, не адаптированных к существующим условиям ФАР внутри посева. Посевы с низким фотосинтетическим потенциалом не могут сформировать высокий биологический урожай.

Существует прямая связь между воздушным и корневым питанием растений. Чем лучше растение обеспечивается водой и питательными веществами из почвы, тем интенсивнее оно использует надземные условия (фотосинтез усиливается).

Потребность растений во влаге измеряется количеством воды (в граммах), необходимой для создания одного грамма сухого вещества. Эта величина называется транспирационным коэффициентом (ТК). В зависимости от вида и сорта растения, а также почвенно-климатических условий и погоды величина транспирационного коэффициента изменяется в широких пределах: для озимой пшеницы он составляет 300—450, кукурузы — 230—300, гороха — 400—550, сахарной свеклы — 240—400.

Продуктивность транспирации — это показатель, обратный транспирационному коэффициенту: количество сухого вещества, выраженное в граммах, которое растение создает, испаряя 1 кг воды (для этого 1000 — число граммов в 1 кг надо разделить на транспирационный коэффициент). Величина продуктивности транспирации колеблется в пределах от 1 до 8 г.

Потребность в воде изменяется по фазам развития растения. Периоды наибольшей потребности растений в воде называют критическими. Для озимой ржи, озимой и яровой пшеницы, ячменя и овса критические периоды — выход в трубку — колошение, для сорго и проса — колошение — налив, для кукурузы — цветение — молочное состояние зерна, для зерновых бобовых и гречихи — цветение, для подсолнечника — образование корзинки — цветение, для хлопчатника — цветение — заложение коробочки, для картофеля — цветение — клубнеобразование.

Установлено, что оптимальная влажность в корнеобитаемом слое для большинства растений находится в пределах 60—80% НВ (наименьшей влагоемкости), а в период наибольшего развития ассимиляционного аппарата и интенсивного роста — в пределах 70—80%.

При расчете оптимальных доз удобрений для получения запрограммированной урожайности культуры, возделываемой по интенсивной технологии, используют показатели выноса питательных веществ (NPK) из почвы (в кг) в расчете на 1 т основной продукции (зерно, семена, корнеплоды и др.) и побочной продукции (солома, ботва и др.). Например, для озимой пшеницы вынос составляет: N—32, Р2О5—11, К2О — 20; для гороха и сахарной свеклы—соответственно 60; 16; 20 и 4,7; 1.2; 5,5.

Главная роль как в превращении неусвояемых и трудноусвояемых соединений почвы в доступные формы, так и в обратном процессе принадлежит самим растениям и почвенным микроорганизмам. Растения оставляют в почве органические вещества, активизируя тем самым жизнедеятельность микроорганизмов. Соответствующей агротехникой создаются условия эффективного управления фотосинтезом. Высокая культура земледелия, оказывая значительное влияние на физиологические функции растений, делает возможным программирование урожая.

Растение, почва, климат и хозяйственная деятельность человека находятся в постоянном диалектическом взаимодействии. Растение и условия его жизни (среда) составляют единство, в основе которого лежит обмен веществ. Во взаимодействии со средой происходят развитие растения, его приспособления к внешним условиям путем изменчивости, отбора и наследственного закрепления свойств и признаков.

Растения предъявляют определенные требования к условиям среды и чутко реагируют на их изменение. Направленно изменяя условия жизни, можно в значительной степени влиять на урожайность и качество получаемой продукции. Для этого необходимо знать потребности растений и удовлетворять их согласно законам индивидуального развития каждый вид и сорт по-разному использует условия среды. Качественное своеобразие различных растений выражается в характере обмена веществ (определившегося в филогенезе), в особенностях роста, развития и размножения.

Теория управления развитием и продуктивностью возделываемых растений опирается на объективные законы земледелия и научные принципы, устанавливаемые экспериментально.

Закон минимума, оптимума и максимума действия факторов жизни (свет, тепло, влага, питание, кислород, углекислый газ). Развитие растения и его урожайность ограничиваются тем фактором, который оказывается в минимуме. Только при устранении этого минимума продуктивность увеличивается, и будет возрастать до тех пор, пока в дефиците не окажется другой фактор. То же самое отмечается и при избыточном (максимальном) влиянии того или иного фактора. Например, при избытке воды (тепла, азотного питания и др.) урожайность будет падать. И только при оптимальном воздействии каждого из жизненных факторов продуктивность растения будет повышаться, стремясь к максимуму до полной реализации потенциальных возможностей сорта. Достигается это, как известно, соответствующими агроприемами. Нужно помнить, что растения используют фактор, находящийся в минимуме, тем в большей степени, чем большее число других факторов будет в оптимуме.

Закон одновременного, совокупного и взаимообусловленного действия факторов жизни. В природных условиях жизненные факторы действуют на растение не изолированно, а комплексно, одновременно, во всей совокупности и взаимосвязи. Каждый фактор в разных сочетаниях с другими действует по - разному. В зависимости от их сочетания меняется и уровень оптимума действия факторов.

Для формирования высоких урожаев необходимо одновременное и совместное действие всех жизненных факторов. К примеру, улучшение водного и воздушного режимов почвы способствует повышению активности микроорганизмов, увеличению эффективности удобрения, снижению транспирации и т. д.

Закон совокупного действия факторов убеждает в ложности «закона убывающего плодородия, убывающей производительности затрат» и подтверждает значение закона минимума, оптимума и максимума. Действие их диалектически связано. Согласно этому закону при совместном действии нескольких факторов (приемов агротехники) прибавка урожая получается значительно больше, чем сумма прибавок урожая от действия каждого фактора в отдельности. В одном из опытов прибавка урожая озимой пшеницы от орошения (без удобрений) составила 1,76 т/га, от удобрения (без орошения) — 0,28, а от углубления вспашки (без орошения и удобрения) — 0,14, т. е. в сумме 2,18 т/га, тогда как от комплексного применения этих приемов она достигла 3,21 т/га (Херсонский СХИ). В другом опыте, в Саратовской области, прибавка урожая зерна проса от удобрений составила 0,32 т/га, от орошения — 1,21 и от орошения и удобрений — 1,84 т/га.

Закон комплексного действия факторов позволяет выявить оптимальные агротехнические условия, необходимые для достижения наибольшей эффективности приемов выращивания удобрения, способов вспашки, орошения и др.).

Закон физиологической равнозначимости и незаменимости факторов. Два первых закона являются как бы дополнением, следствием и конкретизацией этого третьего закона. Сущность его заключается в том, что ни один из факторов (тепло, влага, пища, воздух) не может быть заменен другим, ибо по своему физиологическому действию все они одинаково важны и равнозначимы для жизни растения.

Комплекс жизненных факторов неодинаков не только для разных растений (видов, сортов), но и в разные периоды жизни одного и того же растения. На каждом этапе развития требуется свое особое количественное и качественное сочетание факторов. Например, для озимой пшеницы осенью и в начале зимы необходимы пониженные температуры (2—5°С), а весной, после начала отрастания, требуются температуры выше 15 °С. Если сахарная свекла в мае — июне потребляет азота 26%, фосфора 17 и калия 15% их суммы за вегетацию, то в разгар вегетации, в июле — начале августа, этих веществ требуется значительно больше — соответственно 48, 41 и 46%.

В растениеводстве действуют и другие законы, которые необходимо учитывать: критический период по отношению растений к фосфору, законы возврата и плодосмена. Например, если полевые культуры в начале своего развития перенесли фосфорное голодание, то они не смогут сформировать высокие урожаи зерна даже при хорошей обеспеченности фосфором в последующий период. Для поддержания эффективного плодородия почвы необходимо вносить (возвращать) в нее питательные вещества для растений в количествах, потребляемых ими на создание урожая. Чередование культур в пространстве и во времени (плодосмен) позволяет при равных условиях получать более высокие урожаи, чем при повторных посевах или при постоянном выращивании.

Наиболее эффективна агротехника, направленная на полное и своевременное удовлетворение меняющихся потребностей растения на разных этапах его жизни, устраняющая действие отрицательных факторов (сорные растения, болезни, вредители, засуха и др.). При этом необходимо помнить, что практическое решение любого вопроса в растениеводстве всегда связано с экономикой. Сама постановка любого исследования вызывается требованиями экономики, и успешное решение определяется отысканием экономически выгодных для производства приемов агротехники.

Высокие по выходу и качеству продукции урожаи можно получать при комплексной и дифференцированной агротехнике, построенной на научной основе. Агротехника — это система правильных приемов выращивания растений, применяемых своевременно, в определенной последовательности и взаимной связи, в соответствии с потребностями растений и местными условиями. Отдельные разрозненные приемы (даже очень хорошие) никогда не дадут таких результатов, как комплексное их применение.

В настоящее время широкое применение в производстве нашли интенсивные технологии возделывания зерновых и других культур, обеспечивающие значительное увеличение урожайности.

Использование основных законов растениеводства — теоретическая основа разумного ведения отрасли на принципах интенсивной комплексной агротехники и применения лучших сортов и гибридов.

Растениеводство (полеводство) имеет сезонный характер. Каждая операция по возделыванию культур должна проводиться в строго определенное время. К. Маркс и Ю. Либих считали, что в сельском хозяйстве нет более важного фактора, чем фактор времени.

Каждая культура имеет свои биологические особенности и потребности. Агротехника не терпит шаблона и нуждается в постоянном совершенствовании. Она изменяется при изменении структуры посевов, введении новых сортов, использовании новых приемов, комплексной механизации, удобрений и т. д. Агротехника всегда должна быть конкретной.

Получение запрограммированного урожая на основе применения интенсивных технологий — новый этап в растениеводстве. Такая возможность появилась благодаря накоплению научных знаний о растении и об условиях, обеспечивающих получение высоких и устойчивых урожаев, этому способствует и рост материально-технической базы сельского хозяйства.

You are here