Основы агрономии





Факторы жизни растений



Растения в течение всей своей жизни постоянно находятся во взаимодействии с внешней средой. Требования растений к факторам жизни определяются наследственностью растений, и они различны не только для каждого вида, но и для каждого сорта той или иной культуры. Это связанно с тем, что каждому растению нужны конкретные, изменяющиеся во времени количества лучистой энергии, температура среды, вода, разнообразные растворенные химические элементы, газовый состав почвенного и атмосферного воздуха, свойства среды обитания.
Вот почему глубокое знание этих требований дает возможность правильно устанавливать структуру посевных площадей, чередование культур, размещение севооборотов.

факторы жизни растений

Факторы жизни растений подразделяются на космические и земные.
К космическим относятся свет и тепло, к земным - вода, воздух и питательные вещества. Космические факторы имеют существенные особенности, так как практически не регулируются в земледелии.
Для нормальной жизнедеятельности растениям необходимы свет, тепло, вода, питательные вещества, включая углекислоту и воздух.

Рассмотрим влияние основных факторов и условий на рост и развитие растений.

Свет

Основным источником света для растений является солнечная радиация. Хотя этот источник находится вне влияния человека, степень использования световой энергии солнца для фотосинтеза зависит от уровня агротехники: способов посева (направление рядков с севера на юг или с востока на запад), дифференцированных норм высева, обработки почвы и др. Свет, т. е. оптическое излучение солнца в виде электромагнитных волн определенной длины, включающее видимое человеческим глазом инфракрасное и ультрафиолетовое излучение, оказывает большое влияние на рост и развитие растений. Прежде всего, свет – источник энергии для фотосинтеза.

Помимо этого, свет оказывает прямое влияние на развитие растений. Без него растения не зацветают и не плодоносят. При недостатке света зерновые, например, плохо кустятся, стебли вытягиваются, растения полегают, зерно получается щуплым, с низким содержанием белка. Свет влияет на качество продукции и других растений: сахарная свекла при хорошем освещении накапливает больше сахара, картофель – крахмала, подсолнечник – жира. Растения реагируют на смену дня и ночи, на изменение интенсивности освещения. Эту реакцию называют фотопериодизмом.

Для нормального развития одних растений нужен длинный световой день, что наблюдается в южных широтах. Так, озимая рожь, овес, пшеница запаздывают с цветением в условиях короткого дня. Другие растения (рис, хлопчатник, сорго, просо, табак) лучше развиваются в широтах с коротким световым днем.

В практике земледелия используют приемы, позволяющие улучшить освещенность растений. К ним относятся правильное ориентирование рядов посевов по отношению к странам света. Например, посев зерновых рядками в меридиональном направлении по сравнению с широтным дает прибавку урожая 0,2 – 0,3 т/га за счет лучшего освещения растений утром и вечером и затенения их друг другом в жаркие полуденные часы.

Необходимо создать правильную густоту стояния растений при посеве, более равномерно распределять их по площади, уничтожать сорные растения, затеняющие культурные. Своевременное прореживание растений и уничтожение сорняков улучшают освещенность растений. Как правило, более ранние сроки посева и посадки способствуют усилению фотосинтетической деятельности и повышению урожая. В условиях длительного лета применяют пожнивные и поукосные посевы, позволяющие полнее использовать солнечную радиацию.

Тепло

Тепло в жизни растений, наряду со светом представляет основной фактор жизни растений и необходимое условие для биологических, химических и физических процессов в почве. Каждое растение на различных фазах и стадиях развития предъявляет определенные, но неодинаковые требования к теплу, изучение которых составляет одну из задач физиологии растений и научного земледелия. Тепло в жизни растений влияет на скорость развития в каждой стадии роста. В задачу земледелия входит также изучение теплового режима почвы и способов его регулирования.

Все процессы, происходящие в растении (прорастание семян, рост, плодообразование, фотосинтез), наилучшим образом протекают при определенной оптимальной температуре. При отклонении ее в ту или иную сторону эти процессы тормозятся, что приводит к снижению урожая. Для каждой фазы развития существуют минимальные и максимальные температуры, при которых физиологические процессы останавливаются, и растения даже могут погибнуть.

По отношению к теплу растения подразделяют на холодостойкие, семена которых прорастают при температуре почвы 2 – 5 0С, и за весь вегетационный период им нужна сумма активных (более 10 0С) среднесуточных температур воздуха 1200 – 1800 0С, и теплолюбивые, семена которых прорастают при температуре почвы 8 –12 0С и нуждаются в сумме активных среднесуточных температур воздуха 3000 – 4000 0С.
Для многолетних и озимых сельскохозяйственных растений нужна определенная температура почвы в зимний период.



Воздух

Воздух в жизни растений (атмосферный и почвенный) необходим как источник кислорода для дыхания растений и почвенных микроорганизмов, а также как источник углерода, который растение усваивает в процессе фотосинтеза. Кроме того, Воздух в жизни растений необходим для микробиологических процессов в почве, в результате которых органическое вещество почвы разлагается аэробными микроорганизмами с образованием растворимых минеральных соединений азота, фосфора, калия и других элементов питания растений.
Растению необходим углекислый газ, используемый им при фотосинтезе, и кислород – в процессе дыхания, т. е. в процессе окисления, связанном с выделением энергии для других физиологических процессов. Углекислый газ растения поглощает из приземных слоев атмосферы, состав которой человек практически изменить не может.
Кислород растение получает из воздуха и из почвы. Кислородное питание может быть нарушено при затоплении растений или при обильных снегопадах и не промёрзшей почве, когда растения продолжают вегетировать.

Растения чувствительны к составу почвенного воздуха, в частности к содержанию в нем кислорода. Он, прежде всего, необходим для прорастания семян и потребляется корнями растений. Особенно требовательны к кислороду корнеплоды и клубнеплоды, масличные и бобовые культуры. Менее требовательны – зерновые, некоторые из них снабжают корни кислородом, запасенным в воздухоносных полостях стеблей. Эти полости особенно развиты у риса, который может расти на почве, затопленной водой, а также у кукурузы.
Кислород, а также азот нужен многим микроорганизмам, принимающим активное участие в формировании плодородия почвы.

Количество и состав почвенного воздуха можно регулировать, изменяя содержание влаги в почве с помощью орошения или осушения, соответствующей обработке почвы (рыхлением или прикатыванием). Внесение органических удобрений (навоза, компостов, торфа) приводит к увеличению концентрации углекислого газа в почве и уменьшению кислорода. В почвах, содержащих много гумуса, формируется благоприятная структура, что улучшает их воздушный режим.

Вода

Вода в жизни растений и питательные вещества, за исключением углекислоты, поступающей как из почвы, так и из атмосферы, представляют почвенные факторы жизни растений. Поэтому воду и питательные вещества называют элементами плодородия почвы.
Значение воды в жизни растений определяется целым рядом ее свойств. Среди них необходимо отметить способность ее быть растворителем и средой, в которой совершается передвижение веществ и их обмен. В растительном организме воды содержится от 70 до 95 %. С поступлением и передвижением ее в растениях связаны все жизненные процессы. При наличии воды и других факторов семена набухают и прорастают, растут ткани, поступают в растения и передвигаются в них питательные элементы, осуществляется фотосинтез и синтезируется органическое вещество.

Вода - незаменимый терморегулятор для растений. Проходя через него, она регулирует температуру растительного организма и повышает его устойчивость к высоким и низким температурам. Вода поддерживает тургор клеток, распределяет по отдельным органам продукты ассимиляции.
Растения нуждаются в воде с момента посева семян и до окончания формирования урожая. При этом в разные периоды жизни растения требуют неодинакового количества воды: меньше - в начальный период, больше - в период формирования мощной вегетативной массы и генеративных органов, к концу жизни потребность в воде уменьшается.

Период острой потребности растения в воде называется критическим, у зерновых он совпадает с фазой выхода в трубку - колошением, у зернобобовых - цветения, у картофеля - цветения и клубнеобразования. Недостаток влаги в это время резко снижает продуктивность растений.
Важной функцией воды является и то, что она влияет на плодородие почвы. Вступая во взаимодействие с ней, вода изменяет физическое состояние, течение микробиологических процессов, химические и другие превращения, становится одним из факторов почвообразовательного процесса, определяет уровень эффективного и потенциального плодородия почвы.
Источник водоснабжения растений - почва. Жизнь растения зависит не только от наличия влаги в почве, но и от ее потенциала, характеризующего степень связности влаги твердой фазой почвы и ее осмотическое давление, зависящее от концентрации почвенных растворов.

Элементы питания растений

В обмене веществ между растениями и окружающей средой важнейшим условием является корневое питание. В состав сухой массы растений входит несколько десятков элементов питания, однако некоторые из них абсолютно необходимы для всех растений. Это макроэлементы – углерод, кислород, водород, азот, фосфор, калий, кальций, магний, железо, сера и микроэлементы – бор, марганец, медь, цинк, молибден, кобальт и др.

факторы жизни растений

Первые четыре макроэлемента (углевод, кислород, водород, азот) входят в состав органической массы растений и называют органогенами, остальные – зольными элементами.
Углевод, кислород и водород, на долю которых приходится около 93 – 94% сухой массы растений, усваиваются растением из воздуха в процессе фотосинтеза, а азот и все зольные элементы растения берут из почвы.
Каждый элемент питания имеет определенное значение в жизни растений.
Углерод, кислород, водород и азот – важнейшие составные части органических веществ – углеводов, белков и жиров.

Азот входит в состав белков, которые являются основой жизни, и влияет главным образом на ростовые процессы. При недостатке азота рост и развитие растений сильно замедляются, растение имеет мало листьев и бледную окраску. Избыток азота значительно увеличивает рост растений, затягивая их созревание.
Фосфор особенно необходим на ранних этапах развития растений и в период плодоношения. Он способствует лучшему развитию семян, плодов и ускорению созревания культур.
Калий накапливается преимущественно в молодых частях растений, играет важную роль в накоплении углеводов, повышает устойчивость растений к заболеваниям. Вместе с фосфором он увеличивает зимостойкость озимых культур.
Кальций способствует развитию мощной корневой системы у растений, уменьшает вредное влияние ионов водорода и алюминия.

Сера, магний, железо участвуют в окислительных процессах. Сера входит в состав белка, магний – хлорофилла, железо – необходимый элемент при образовании хлорофилла, хотя и не входит в его состав.
Микроэлементы входят в состав ферментов, гормонов, витаминов. Они влияют на процессы обмена веществ в растениях и выполняют ряд других специфических функций.

Обобщение многовекового опыта выращивания сельскохозяйственных культур привело к формированию законов земледелия.

***

Законы земледелия