Научные основы земледелия

ЛЕКЦИЯ 1. Факторы жизни растений и законы земледелия

1. Факторы жизни растений

2. Законы земледелия

Факторы жизни растений. Опыт земледелия показал, что величина растениеводческой продукции, ее качество зависят от притока энергетических средств в виде различных элементов минерального питания, света, воды, тепла, воздуха. Эти факторы жизни растения получают из космоса, атмосферы, почвы. На растения влияют не только факторы жизни, но и условия среды, при которых проявляется их действие. К ним относят почвенные, фитобиологические и агротехнические показатели.

Оптимизация условий произрастания в соответствии с требованиями полевых культур составляет научную основу земледелия. Познание связи растений с окружающей средой и воздействие на нее составляет главную основу земледелия. Второй и последующей основой научного земледелия является учение о почвенном плодородии, которое складывается из величины агрохимических и агрофизических свойств, а также согласование требования растений с условиями среды путем воздействия на свойства почвы. Почва с ее многообразными свойствами, уровень питания растений, условия вегетационного периода, приемы агротехники, само растение, находясь в тесной взаимосвязи, определяет величину урожая. Отклонение фактора от нормы ограничивает величину урожая. Уровень максимально возможного урожая зависит в большей степени от нерегулируемых или труднорегулируемых факторов земледелия, которые и ограничивают развитие растений.

Источники вещества энергии, которые участвуют в образовании тел растений, влияют на особенности их роста и развития, урожайность и качество продукции. В земледелии их называют факторами жизни растений.

Свет.Жизнедеятельность растений зависит от фотосинтетически активной радиации обеспечивающей фотосинтез растений. Решающую роль для роста, развития и урожайности играют интенсивность и спектральный состав света, а также продолжительность светового дня. Например, красные и оранжевые лучи – основной вид энергии для фотосинтеза, они задерживают переход к цветению. Синие и фиолетовые стимулируют образование белков. Желтые и зеленые лучи минимально физиологически активны.

В процессе роста и развития растений, при формировании продуктивной части урожая растения используют от десятых долей до 2–3% фотосинтетически активной радиации. В условиях Беларуси обеспечивается такой приток фотосинтетической радиации, которой не ограничивает получение высокой продуктивности растений. В этом плане задача заключается в создании соответствующих условий для максимального ее использования, путем снабжения растений питательными веществами и влагой, густотой и размещением растений на площади, уничтожением сорняков. Причиной снижения коэффициента использования фотосинтетически активной радиации может быть низкий уровень плодородия почвы, недостаток или избыток влаги, несоответствие видов и сортов растений климатическим и почвенным условиям, недостаточной агротехникой.

При недостатке света растения вытягиваются в росте и полегают, ослабляются механические свойства стебля, уменьшается количество вырабатываемых органических веществ.

Тепло.Все растения растут и развиваются при определенном количестве тепла. Исключение составляют озимые хлеба. Так, для прорастания семян озимой ржи, гороха, конопли, вики требуется минимальная температура 1–2, пшеницы 3–4, кукурузы и проса 8–10. Для полного своего развития культуры требуют различных сумм средних суточных температур. Озимая рожь требует от 1700 до 2100, овес – от 1900 до 2300, картофель – от 1300 до 3000, сахарная свекла – от 2400 до 3700.

Температура оказывает большое влияние на физиологические процессы в растении: с повышением температуры усиливается дыхание и расход углеводов, сокращается период вегетации, быстрое созревание. Отмечено, что в отдельные годы повышенный температурный режим снижал урожай ячменя сокращением периода вегетации на 10–14 дней и снижением продуктивности на 20–30%.

Теплообеспеченность вегетационного периода выражают средней многолетней суммой суточных температур воздуха за период, когда их величина превышает 10⁰С. Сумму температур, накопленную за этот период, именуют активной. По величине суммы активных температур выделяют районы с различными ресурсами тепла. Суммы активных температур выше 10 в Беларуси колеблются от 2000 до 2600 . По этому признаку территория разделена на: северную зону – прохладная, центральную – умеренно теплую и южную – повышенно теплую.

Большое значение имеет температурный режим почвы. Этот показатель обуславливается притоком на ее поверхность энергии солнца и отчасти тепла из более глубоких слоев. При пониженной температуре почвы растения лучше развивают корневую систему, что положительно отражается на всей вегетации растения и продуктивности. Поэтому ранние сроки посева более предпочтительны. При высоких температурах почвы корневая система развивается слабо, неглубоко проникает в почву и не способна использовать воду и питательные вещества из более глубоких слоев.

Степень нагревания поверхности почвы солнечными лучами зависит от цвета, влажности, растительного покрова, гранулометрического состава. От температуры почвы зависит растворимость минеральных веществ, жизнедеятельность почвенных микроорганизмов.

Вода.Вода способна быть растворителем и средой передвижения и обмена веществ в растении и почве. Она входит в состав организма растений, способствует поступлению питательных веществ в растение, участвует в синтезе органических веществ, предохраняет растительный организм от перегрева.

Источником снабжения растений водой является почва. Основные запасы влаги в почве создаются за счет осадков, грунтовых вод и способности почвы удерживать влагу. Запас продуктивной влаги, как представлено в таблице находится в большой зависимости от гранулометрического состава почвы. На легких почвах он снижается на 35–40% в сравнении с запасом на почвах связного состава.

Т а б л и ц а 1.1. Примерная влагообеспеченность посевов на почвах нормального увлажнения