I.12. Факторы жизни растений, возможность управления ими с помощью агротех. приёмов. Регулирование факторов жизни растений
Факторы жизни растений и приемы их регулирования в земледелии
Солнце служит источником света и тепла, необходимых для жизни на нашей планете. Оно обеспечивает запас энергии для осуществления всех биологических процессов. Солнечная энергия возникает в результате ядерных реакций в ее недрах. Превращение водорода в гелий сопровождается большой потерей массы и освобождением лучистой энергии. Проходя через атмосферу Земли, солнечный свет претерпевает ряд изменений. Содержащийся в атмосфере водяной пар поглощает большую часть инфракрасных лучей, а озон и двуокись углерода атмосферы задерживают ультрафиолетовые лучи. В биологическом отношении свойства этих атмосферных экранов благоприятны, так как ультрафиолетовые и инфракрасные лучи губительны для живых организмов. Лишь небольшая часть солнечной энергии, поступающей на Землю, используется растениями при образовании органического вещества, которое представляет собой более концентрированную форму энергии, чем солнечное излучение. Такая энергия может накапливаться и затем освобождаться. Однако ее нельзя использовать вторично в отличие от элементов питания растений и воды, которые могут использоваться многократно.
Приход солнечной энергии на различные районы Земли неодинаков и зависит от географической широты расположения местности (табл. 2). Вместе с этим изменяются и размеры получения теоретически возможной биологической продукции (биомассы) растений.
По общей требовательности и к свету и к теплу сельскохозяйственные растения делятся на растения умеренного пояса и растения южных широт. Растения умеренного пояса исторически формировались в условиях смены теплого и холодного сезонов года. Они отличаются холодо - и морозостойкостью. Развитие их упорядочено во времени, что связано с длиной светового дня или фотопериодизмом и, как правило, ускоряется при продвижении на север (растения реагируют на продолжительность светового периода суток— растения длинного дня). К таким растениям относятся корнеплоды, лен, горох, травы (многолетние, однолетние, злаковые, бобовые), хлеба первой группы: пшеница, рожь, ячмень, овес. Растения южных широт формировались в условиях мало изменяющегося режима тепла в течение всего вегетационного периода. Они неустойчивы к пониженным и особенно отрицательным температурам. Это растения короткого дня. К ним относятся хлопчатник, бахчевые культуры, хлеба второй группы: кукуруза, рис, просо и др.
agroinf.com
Биология для студентов - 58. Виды защищенного грунта. Приемы регулирования факторов жизни растений в защищенном грунте
Утепленный грунт может быть:
- необогреваемым (на солнечном обогреве),
- обогреваемым (на техническом и биологическом обогреве).
Назначение утепленного грунта — выращивание рассады овощных культур, а при обогреве, кроме рассады, и овощей, лука на перо, редиса, салата и огурца.
Для укрытия и защиты растений от холодного воздуха применяют синтетические светопроницаемые пленки. Для обогрева чаще используют простой и дешевый биологический обогрев горячим навозом и компостом из городского мусора.
Для утепленного грунта применяют два основных типа конструкций временного характера с пленочным укрытием:
- каркасно-пленочное,
- тоннельное укрытия.
Разборно-переносное каркасно-пленочное укрытие состоит из двускатного деревянного каркаса длиной 6 м, шириной 1,5 м, высотой 0,7 м, накрытого пленкой, укрепленной к коньковому брусу. Каркасно-пленочные укрытия расставляются на ровном, защищенном от ветра участке, торцами плотно друг к другу, рядами, с широкими междурядьями для удобства ухода за укрытыми растениями. Такие укрытия широко используют для выращивания рассады и культуры овощей.
В ряде районов, особенно на юге, имеет распространение тоннельное каркасное укрытие. Каркас состоит из дуг, сделанных из проволоки толщиной 4–5 мм или прутьев ивы. Дуги устанавливают по шнуру на расстоянии 1–1,5 м одну от другой, укрепляя концы в почве, и связывают в 3—5 рядов. На каркас натягивают пленку, которую с одной стороны присыпают землей. Ширина тоннеля 60–90 см, высота 40–60 см. Между каркасами оставляют дорожки шириной 60–70 см.
Для закладки утепленного необогреваемого грунта осенью почву хорошо заправляют органическим и минеральным удобрением и перепахивают. Рано весной очищают снег и устанавливают укрытия для прогревания почвы.
Обогреваемый грунт с пленочным укрытием может быть на биологическом или техническом (горячая вода или воздух) обогреве. Обогреваемый защищенный грунт позволяет обеспечить выращивание ранней рассады и ранних овощей в средней полосе нашей страны.
Для закладки паровых обогреваемых гряд на биотопливе на участке делают траншею глубиной 25–30 см и шириной соответственно размеру каркаса.
Траншею заполняют слоем разогретого навоза или компоста, которые укрывают сверху почвой толщиной 15–18 см, после чего устанавливают каркасы с пленочным укрытием.
Примитивными типами утепленного грунта считаются рассадники, холодные или теплые, и паровые гряды, укрываемые соломенными матами, рогожами или синтетической пленкой.
Парники — постоянные культивационные сооружения, рассчитанные на ранневесеннее и весеннее выращивание рассады овощных и декоративных культур и ранних овощей.
В зависимости от срока использования различают парники ранние, или теплые, средние и поздние. Глубина котлована раннего парника 70–80 см, закладывают его в феврале — начале марта. Средние парники (глубина котлована 50–60 см) начинают эксплуатировать с середины марта. Поздние парники (глубина котлована 30–50 см) начинают использовать с середины апреля для получения поздней рассады.
Ширина парника определяется длиной рамы. Длина стандартной рамы 160 см, ширина 106 см. Длина котлована парника может быть различна, но не более 20 м (20-рамные). Обвязку парника делают из круглого леса (подтоварника), железобетонных или шлакобетонных плит, располагая северный парубень выше южного на 10—20 см для лучшего освещения растений.
Парники располагают с востока на запад с наклоном парниковых рам к югу благодаря более высокому северному парубню.
При наступлении холодной погоды и в холодные ночи парники укрывают матами из соломы или камыша.
Для обогрева парников используют горячий навоз или компост, уложенный в котлован. Поверх биотоплива насыпают плодородный слой почвы. Имеются еще и холодные парники и незначительное количество парников на техническом топливе.
Ввиду высокой стоимости и трудоемкости работ в парниках, отсутствия средств механизации площади под парниками планомерно сокращаются.
Теплицы — наиболее совершенный вид культивационных сооружений, в которых могут быть созданы условия искусственного микроклимата в течение длительного зимнего периода.
По характеру конструкций различают:
- ангарные:
- блочные теплицы.
Ангарная теплица — самостоятельное сооружение с двускатной кровлей без стоек внутри, площадь 500–1000 м2 и более, высота в коньке 4–10 м.
Блочные теплицы состоят из большого числа теплиц, соприкасающихся друг с другом. Площадь современных блочных теплиц составляет от 10 000–15 000 м2 и более.
Современные теплицы делают из сборных металлических оцинкованных конструкций заводского изготовления.
Теплицы оборудованы автоматизированной системой поддержания микроклимата, системой дождевания и подкормки, управляемой с центрального пульта, системой углекислотной подкормки. Для обеспечения оптимального водно-воздушного режима почвы под тепличным грунтом имеются дренажная система и система надпочвенного и подпочвенного обогрева. Современные теплицы оборудованы системой пропаривания почвы для борьбы с почвенной инфекцией.
Для выращивания рассады в зимнее время рассадные теплицы оборудованы системой электродосвечивания. Для получения товарной продукции огурца и томата в декабре — феврале ведут светокультуру растений. Но ввиду огромных затрат на электроэнергию и высокой себестоимости продукции этот способ не имеет большого распространения.
Научно-технический прогресс в сельском хозяйстве в первую очередь затронул самую интенсивную отрасль растениеводства — овощеводство защищенного грунта.
В настоящее время в овощеводство защищенного грунта начали широко внедряться электронная вычислительная техника для регулирования оптимальных режимов микроклимата в зависимости от интенсивности освещенности и солнечной радиации. Компьютеры выбирают наиболее оптимальный режим работы отопительной системы и помогают экономить до 25—30% тепла.
По продолжительности использования теплицы могут быть зимними, растения в которых выращивают в течение круглого года, и весенними, используемыми только с весны. Весенние теплицы часто устраивают с пленочным укрытием, что удешевляет их конструкцию.
По способу выращивания растений теплицы делят на стеллажные, грунтовые и гидропонные.
В настоящее время для массового выращивания овощей и рассады весной и в начале лета широко применяются пленочные грунтовые теплицы, особенно на юге и в центральных областях нашей страны.
vseobiology.ru
I.12. Факторы жизни растений, возможность управления ими с помощью агротех. приёмов.
Все живое на Земле своим существованием обязано растениям, которые в результате своей жизнедеятельности создают органическое вещество, требуемое человеку в виде необходимых продуктов. Орг. вещество растений и их урожай создаются из углерода, воды и минеральных солей почвы. Этот процесс осуществляется с помощью растений при участии энергии Солнца. Механизм образования простейших органических веществ (углеводов) можно представить схемой:
6СО2 + 6Н2О Свет, хлорофилл С6Н12О6 (полоса – это стрелочка направо)
Для норм. жизнедеятельности и получения необходимой продукции требуется постоянный приток в оптим. количествах тепла, света, воды, пит. веществ. В земледелии они наз. земными и космическими факторами жизни растений. Косм. факторам– свет и тепло, земные -вода, диоксид углерода, кислород, азот, фосфор, калий, кальций и др. элементы. В связи с этим основной задачей земледелия являются изучение требований растений и разработка практических приемов удовлетворения этих требований (К. А. Тимирязев). Требования к факторам жизни, т. е. количеству каждого из них, определяются многими условиями.
Космические факторы жизни растений в земледелии, по существу, не регулируются или регулируются незначитёльно. Земные факторы жизни растений можно регулировать и создавать оптимальные условия для роста и развития культурных растений. Космические факторы жизни растений зависят от использования световой и тепловой энергии солнца. Солнечная радиация определяет климат Земли и зональные особённости. Климатические условия обуславливают возможность произрастания тех или иных растений. Кроме того, климат — один из факторов почвообразования, воздействующих и через почву, косвенно на произрастающие растения. Почвенно-климатические условия в решающей степени определяют специализацию земледелия, местный характер производства, набор с/х культур, биологические особенности которых наиболее отвечают этим условиям и обеспечивают получение высоких стабильных урожаев хорошего качества. Требования растений к свету. Рост и развитие растений зависят от интенсивности спектрального состава света. Недостаток света приводит к голоданию и гибели растений, а избыточная освещенность - к угнетению и ожогам. Физиологическое воздействие света на растение происходит через фотосинтез, определяя его скорость. Поток солнечных лучей, богатых ультрафиолетом, оказывает бактерицидное действие на микрофлору. Среди с/х растений широко распространен фотопериодизм, связанный с условиями освещения. К фотопериодическим реакциям относят наступление фаз роста и развития. По продолжительности освещения: растения длинного дня (не менее 12 ч), короткого (менее 12 ч) и нейтрального дня. В задачу земледельца входит повышение коэффициента использования физиологически активной радиации (ФАР).
Обычно в посевах коэффициенты использования ФАР являются сравнительно низкими и составляют 0,5 - 3 %. Используя различные приемы в технологиях возделывания сельскохозяйственных растений, коэффициент использования ФАР можно повысить в 2 и более раз. Требования растений к теплообеспеченности и температурному режиму. В развитии растений (К. А. Тимирязев), ведущую роль играет температурный фактор. Оценку потребностей растений в тепле дают по сумме акт. температур (выше 10 град) за период вегетации - яр. области сумма акт. температур выше +10 составляет 1800-1900град, что даёт возможность выращивать в области культуры, с соответствующими требованиями в темп. режиму. Колебания потребности в тепле одних и тех же культур зависят от сорта. Каждое растение предъявляет опред. требования к теплу, меняющиеся на протяжении вегетации. Знание этих требований позволяет дать агроэкологическую оценку условиям выращивания и размещения культур с учетом агроландшафтов. Особое значение имеет теплообеспеченность растений в начальные периоды жизни растений - при прорастании семян и появлении всходов. Знание требований растений к теплу позволяет правильно установить сроки посева, разработать приемы обработки почвы и меры борьбы с сорными растениями. Требования растений к теплу определяют их холодо-, морозо- и жароустойчивость.
Требования растений к влагообеспеченности. Влага - важнейшее условие жизни растений. Она необходима для прорастания семян, служит составной частью синтезируемого органического вещества, средой для питательных веществ и биохимических процессов. Оптимальная влажностькорнеобитаемого слоя почвы, при кот. достигается макс. интенсивность роста растений, изменяется в пределах 65—90 % наименьшей влагоемкости (НВ). Одним из показателей потребности растений в воде служит транспирационный коэффициент – кол-во воды, необходимое для создания единицы сухого вещества в растении. Потребность растений в воде изменяется по фазам роста и развития с/х культур. Фазы, в которые растения требуют наибольшего количества воды, называются критическими (чаще это период набухания семян особенно у бобовых и формирования зел. массы; у зерновых – налива зерна). Общий расход воды с 1 га (в м3 или в мм) - суммарное водопотреблениевозделываемой в данном поле с/х культуры, а расход на 1 т урожая - коэффициентом водопотребления. Коэффициент водопотребления имеет важное значение при расчете уровня возможной урожайности. Осадков в среднем по Яр. области выпадает около 600 мм. 60 % из них приходится на теплое время года (с апреля по октябрь). Больше всего их выпадает в летние месяцы. За период активной вегетации с/х культур выпадает 250-300 мм, что благоприятствует их нормальному росту и развитию. Коэффициент водопотребления сост. 450 мм для ячменя. Требования растений к элементам питания. В растениях из простых органических соединений и минеральных веществ образуются сложные органические продукты. Они состоят из углерода, кислорода, водорода, азота и многих минеральных элементов. На долю первых трех элементов приходится 94 % сухого вещества растений, причем углерод по массе составляет в сухом веществе в среднем 45 %, кислород — 42 и водород — 7 %. Оставшиеся 6 % сухой массы урожая приходятся на долю азота и зольных элементов. Все наземные растения ежегодно извлекают из атмосферы около 20 млрд. т углерода в форме СО2 (1300 кг/га). В растениях обнаружены практически все известные хим. элементы, участвуют 27 из них в процессах обмена, 15 необходимы для нормального роста и развития растений. Земледелец активно вмешивается в круговорот веществ в почве, используя такие факторы и приемы, как удобрения, современные технологии, мелиорацию земель, различные виды и сорта сельскохозяйственных растений, оказывая существенное влияние на почвенные процессы.
Почва может лучше или хуже передавать растениям имеющиеся в ней питательные вещества. В экстенсивном земледелии почва была единственным источником воды и питательных веществ. Длительность и эффективность использования почвы определялись ее естественным плодородием. Как только почва переставала обеспечивать растения в достаточной степени земными факторами жизни, ее исключали из обработки и предоставляли действию природных процессов (залежная и переложная системы земледелия). В интенсивном земледелии все большее значение приобретает трансформационная функция почвы, т. е. ее способность передавать растениям внесенные из вне элементы питания и воду. Кроме того, к фитосанитарному состоянию и технологическим свойствам почвы предъявляют повышенные требования. По мере интенсификации земледелия трансформационная функция той или иной почвы, обусловленная природными факторами почвообразования, в ряде случаев оказывается недостаточной. Возникает необходимость улучшения всего комплекса почвенных свойств, расширенного воспроизводства ее плодородия. Возможность такого преобразования почвы заложена в ее природе как возобновляемого природного ресурса. Однако при неправильном использовании почва может утратить плодородие.
Читайте также:
lektsia.com
Пути регулирования факторов жизни сельскохозяйственных культур, Плодородие почвы, его воспроизведения и оптимизация условий жизни растений
121 Плодородие почвы, его воспроизведения и оптимизация условий жизни растений
сравнению с другими средствами производства земля имеет ряд особенностей, которые определяют объективную необходимость интенсификации земледелия. Улучшение его культурного состояния - одно из важнейших условий во двищення плодородия, является основной его особенностью. Элементы ее - это земные факторы жизни растений, то есть те необходимые вещества, растения усваивают из почвы. К ним относятся питательные вещества, вода и эт итртря.
Естественно, что в древние времена плодородие почвы, как солнце, огонь и воду, люди обожествляли. В те времена философы, например. Аристотель, рассматривали неорганическую природу как условие существования растений и разделяли и почвы плодородные и неплодородные. Бернард. Палисси объяснял рост растений действием солей, содержащихся в земле:"Соль является основой жизни и роста всех посевовв".
М. В. Ломоносов считал, что растения получают питание из воздуха в первой половине XIX в. Тэера, обобщив взгляды предшественников, пришел к выводу, что растения питаются гумусом. Он считал, что плодородие п полностью зависит от гумуса, так, кроме воды, он является единственным веществом почвы, которая способна быть питанием для рослиослин.
Позже. Шпренгель высказал мнение о том, что для питания растений необходимы не только"перегнойной"кислоты, но еще по крайней мере 12 неорганических элементов и среди них - фосфор, сера, калий, кремний и др.
В 40-е годы XIX века немецкий ученый. Ю. Либих выдвинул теорию минерального питания растений, согласно которой плодородие зависит от количества минеральных питательных веществ, содержащихся в почве в доступном м для растений состояниені.
В. Р. Уильямс обратил внимание, что плодородие почвы зависит не только от количества минеральных питательных веществ, но и от запасов влаги. Под плодородием он понимал способность почвы обеспечить жизненные потр требности растений в воде и питании. Он первым поставил вопрос не о воссоздании, а о повышении плодородия почвы, предложил травопольные севооборота и фитишував грунтовую структуртуру.
Чтобы получить гарантированные устойчивые урожаи, необходимо вкладывать труд и средства в землю, удобрения и правильно и своевременно применять технологические процессы. С развитием производственных сил старые технические средства с меняются на более рациональные. Земля, напротив, постоянно улучшается, когда ее правильно використовуютть.
Поэтому во плодородием понимают способность почвы обеспечивать всеми необходимыми условиями роста и развития
Условия плодородия обеспечивают наилучшее поступления и использования растениями элементов плодородия. К условиям плодородия почвы относятся его физические, физико-химические, биологические и другие свойства
Вопрос о плодородии почв имеет давнюю историю. Люди на рассвете земледелия заметили, что урожай зависит от свойств грунта. Выдающийся деятель. Древнего. Рима. Колумелла в довольно образной форме к оводив, что земля - ??"это дева, всегда юная и красивая, всегда свежая и молодая, всегда способна быть плодородной, если только сумеешь лелеять ее молодость, сохранять и поддерживать ее нежное игривое жизния".
Современное естествознание рассматривает плодородие почвы как функцию грунтотворний процесса, определяя ее как способность почвы к одновременному обеспечение растений условиями их нормального роста и развития (И. И. Назаренко, 20066).
Поскольку признаком плодородия почвы является величина урожая, которая предопределяется совокупностью свойств, способных обеспечить растения всем необходимым,. О. М. Гринченко изобразил их в виде шестиугольной призмы, в ко ожно из углов которой стоит один из факторов. Все они связаны между собой: гумус; гранулометрический состав; структура; водно-воздушный и температурный режимы; растительность и микробиологическая активность (р ис 6. 6).
Только с учетом всей совокупности факторов можно повышать урожай. Действие на один из факторов плодородия на определенном этапе приводит к снижению прибавки урожая. Опыт, проведенный в. Германии исследователь ком. Вольные, учел влияние на растения трех факторов - света, воды и питания, одновременное увеличение которых обеспечивало стабильную прибавку врожаю.
. Рис 6. Природные факторы плодородия (за. О. М. Гринченко)
На основании многочисленных научных данных академик. В. Р. Уильямс сделал важный вывод: чтобы повысить плодородие почвы, необходимо одновременно воздействовать на все факторы жизни и роста растений. Это характеризует грунта нт с естественно-научных позиций время при характеристике плодородия почвы необходимо учитывать и социально-экономические аспекты. Как только почва начинают использовать для выращивания культурных р ослиные, способность его обеспечивать растения всем необходимым определяется не только естественными свойствами, но и характером воздействия на него человека. Последний определяется социально-экономическими условиями обществльства.
Проблему плодородия нельзя рассматривать с отрывом от обоснования теории земельной ренты, которая обязана своим происхождением обществу, а не почвы. Уровень плодородия тесно связан с вопросом о том, кому принадлежит земля. Плодородие рассматривается как способность почвы давать врожай.
Окультуривание - процесс изменения важных природных свойств почвы в благоприятном направлении путем применения научно обоснованных мер воздействия на грунт (внесение удобрений, известкование и гипсование, м мелиорация, обработка почвы, борьба с сорняками и улучшения фитосанитарного состояния.
Для окультуривание почв используют биологические, химические и физические методы
Биологический метод обеспечивает регулирование синтеза и разложения органического вещества в почве как растительного, животного, так и микробиологического происхождения. Значение органического вещества - главного показатель ка плодородия почвы - очень большое. От ее количества и качественной характеристики зависят как агрохимические, так и агрофизические свойства, водно-воздушный, тепловой и питательный режимы, а также микробиологич на активностьть.
В почве органическое вещество находится в разных формах: в живых организмах, населяющих почву; в остатках растений, животных, микроорганизмов и вносимых в почву органических удобрениях; в продуктах життедияль ьность живых организмов; в почвенном раствор.
Основным источником органического вещества являются растительные остатки сельскохозяйственных культур. На содержание органического вещества в почве особенно влияют многолетние бобовые травы. Они являются дешевым и доступным с способом обогащения почвы азотом путем фиксирования его из атмосферного воздуха клубеньковыми бактериями. Расписание органического вещества в почве усиливается благодаря применению современных методов его об работку, введению в севооборот пропашных культур и парирів.
Органическое вещество поступает в почву не только после отмирания растений, но и в течение их жизни, вследствие непрерывного процесса отмирания различных частей корней, особенно после цветения и в начале в созревании.
Корни растений во время жизненного функционировании, контактируя с частицами почвы, способствуют равномерному размещению органического вещества и образованию структурных агрегатов
Различные группы культур после уборки урожая оставляют в почве неодинаковое количество органического вещества, поэтому их подразделяют на следующие группы:
1) многолетние бобовые и злаковые травы, оставляют в почве наибольшее количество органического вещества. К тому же бобовые травы способны фиксировать атмосферный азот воздуха и накапливать его в большом ки илькости в корневых и надземных органах;
2) однолетние зерновые и зернобобовые культуры обычной строчной сева. Они оставляют в почве значительно меньше органических веществ с незначительным количеством фиксированного азота воздуха. Однако между однолетними культ турами в этом есть существенная разница. Так, однолетние бобовые люпин и середела мало уступают многолетним бобовым и заметно превышают другие однолетние культуры. Озимые культуры оставляют в почве больше ор ганичнои вещества, чем яровые бобовые и зерновые. После их уборки в почве остается 1,5-3 т / га органического вещества, тогда как многолетние бобовые оставляют 12-15 т / гат/га;
3) пропашные культуры оставляют после уборки наименьшее количество органического вещества
При выращивании бобовых культур в почве одновременно происходит два противоположных процесса: синтез, накопление органического вещества и его разрушение. Интенсивность этих процессов и их соотношение опреде ачають конечные результаты, по которым оценивают влияние культур на грунт. Если результаты положительные, тогда культуру считают положительно действующей на плодородие почвы, а при отрицательных показателях - наоборот. Однако на разрушение органического вещества главным образом влияет технология выращивания культатур.
Наряду с количеством растительных остатков, которые оставляют в почве разные группы сельскохозяйственных культур после их сбора, важное значение имеет химический состав и скорость разложения остатков в почве. Содержание аз зоту в корневых остатках многолетних бобовых трав составляет 2,2-2,7%, фосфора - 0,4-0,8, а в стерневых остатках - соответственно 1,8-2,7 и 0,2-0,7 д помнить, что химический состав корней изменяется в течение вегетации. Так, в конце вегетации растений содержание азота и зольных элементов заметно уменьшаетсяться.
Корневые и стерневые остатки однолетних культур, за исключением бобовых, содержат меньше питательных веществ, чем многолетние растения. Растительные остатки разлагаются под влиянием деятельности микроорганизмов и фаун ни почвы. Микрофлора использует органическое вещество как источник питания и энергии. На этот процесс влияют прежде влажность, температура, рН почвы, содержание в нем кислорода и питательных веществ, а так ож химический состав растительных концовток.
Важное значение органического вещества, которая существенно изменяет свойства почвы, в значительной мере связано с возможностью ее взаимодействовать с минеральной частью почвы. Образующиеся при этом органо-минеральные спол луга - обязательный комплекс любого грунта. Эти соединения способствуют высокой биологической активности, оптимальному состоянию всех свойств грунта, находящиеся в связи с органическим веществом. Последняя накапливая большое количество углерода, способствует большей устойчивости круговорота его в природе, определяет важную биогеохимическую функцию органического вещества в почвунті.
Химический метод предусматривает внесение в почву минеральных удобрений, извести и гипса для пополнения запасов доступных для растений питательных веществ и устранения неблагоприятных химических свойств почвы и грунта нтов раствор.
Физический метод заключается в физико-химическом воздействии на грунт. Это применение соответствующих мер и систем обработки, улучшения почвенной структуры, водного, воздушного и теплового режимов грунт ту. Эти меры могут положительно влиять на грунт только при условии их научно обоснованное сочетаниеня.
Розрізняють три види родючості ґрунту: природну, штучну та ефективну.
Естественное плодородие образуется и изменяется под воздействием природных процессов почвообразования без антропогенного влияния на этот процесс. Эта потенциальное плодородие обусловлено гранулометрическим составом почвы, физико-химическими свойствами, количеству и качеству гумуса, реакцией раствора и другими показателями.
Искусственная плодородие создается в процессе использования земли как основного средства сельскохозяйственного производства, а эффективная - совокупностью естественной и искусственной плодородия. Последняя определяет количество и как кость урожая и зависит от комплекса агротехнических и других западев.
При больших материальных, энергетических и научно-технических возможностях общества особую актуальность приобретает программируемый воздействие на почву, создание теоретических и практических моделей плодородия
Управление плодородием почвы в интенсивном земледелии все больше строится на нормативно-технологической основе
Плодородный грунт должен отвечать прежде следующим требованиям: содержать достаточное количество доступных питательных веществ и воды и обеспечивать оптимальный воздушный и тепловой режимы почвы, быть достаточными ьо защищенным от эрозии, иметь благоприятный фитосанитарный ста.
Важнейшие особенности технологических моделей плодородия такие: теоретическая, экспериментальная и экономическая обоснованность эффективности и воспроизведения расширенной плодородия почвы; дифференциация модели р плодородия зависимости от уровня интенсификации земледелия в конкретных условиях хозяйства (тип почв, экономические показатели и специализация севооборотов) экологическая сбалансированность технологических моделей плодородия.
Плодородие почвы является таким свойством, которая способна к воспроизводству и в естественных условиях, и при сельскохозяйственном использовании почвы
Воспроизведение плодородия может быть расширен, простым и неполным. Расширенное воспроизводство плодородия - это улучшение совокупности свойств почвы, влияющих на ее плодородие. Простое - это отсутствие заметных изменений совокупности свойств почвы, влияющих на ее плодородие. Неполное - это ухудшение свойств почвы, влияющих на ее плодородие. Это распространенное как в мире так и в нашей стране явление имеет негативные последствия в естественном и социально-экономическом отношениях. Снижение плодородия почвы происходит в результате трех основных процессов: 1) антропогенной деградация ее (эрозия, вызванная человеком, вторичное засоление, вторичное заболачивание) 2) истощение почвы (уменьшение содержания гумуса, питательных веществ и т.п.), 3) утомление почвы (накопление в нем различных токси ческих веществ, является следствием несоблюдения научно обоснованного чередования культур, избытка химических средств и т.д.що).
Для повышения эффективной и естественного плодородия нужно внедрять научно обоснованные системы земледелия, может обеспечить окультуривания почв
Окультуривание почв - систематическое использование мер по повышению их плодородия с учетом генетических свойств, требований сельскохозяйственных культур, то есть формирование почв с высшим уровнем эффективной и потенциального плодородия.
Обязательным при окультуривании грунта должна быть научно обоснованный режим питания и осуществляться он с экологическим подходом
Окультуривание почвы - это экологическая реорганизация всех компонентов биогеоценоза, что приводит к антропогенной замены грунтовых режимов под потребности растения
Такое искусственное ограничение биоразнообразия в агроценозах делает подобные экосистемы неустойчивыми. Именно поэтому едафототы агроценозов требуют пристального внимания и бережного отношения
Плодородие почвы обусловлено действием как природных так антропогенных факторов. При низкой культуры земледелия плодородие почвы определяется в основном природными факторами, составом и свойствами и самой почвы. С ростом культуры земледелия уровень почвенного плодородия становится все более зависимым от антропогенного фактора. Однако эти факторы плодородия связаны между собой, и только учет вс иеи их совокупности дает возможность повышать врожжай.
Согласно данным. ОМЛебедянцева, самой эффективной плодородием, что проявляется в оптимальных условиях увлажнения и температуры, обладают черноземы типичные и обычные. С продвижением на север (пидзолис сти почвы) и на юг (сероземы) от них уровень плодородия снижается. Применение минеральных удобрений существенно увеличивает количество продукции, однако не изменяет закономерности, установленной в случае без удобрений. Различия в плодородии этих почв обусловлены прежде их генетическими особенностямистями.
Человек повышает естественное плодородие почв в процессе их сельскохозяйственного использования с помощью удобрений, обработки, внесения мелиорантов (извести, гипса и других соединений), орошения, осушения я, сидерации, севооборота и т др.. Улучшение водно-воздушного и питательного режимов, агрофизических, физико-химических, агрохимических свойств, биологической активности почвы существенно повышает ее плодородиеть.
На современном этапе развития общества перед землепользователями стоит задача не просто восстанавливать почвенное плодородие, а расширен ее воспроизводить в процессе окультуривания почвы
Поскольку разные растения нуждаются неодинаковых условий и неодинаково используют естественное плодородие почвы, окультуривание должно способствовать изменению важнейших агрономических свойств почвы и установления вленню оптимального взаимного отношения между грунтом и экологической группой выращиваемых на нем культа.
Для эффективного окультуривания почв и повышения их плодородия необходимо применить комплекс мер, которые должны быть согласовании с особенностями каждого почвы и каждого поля. Главное - устранить и негативное воздействие факторов, лимитирующих плодородие почвы. Так, для подзолистого типа почвы основными мероприятиями являются известкование, внесение органических удобрений, травосеяния, сидерация, для черноземов - меры по накоплению и сохранению почвенной влаги и защиты их от эрозионных процессов, для каштановых солонцеватых - гипсование и влагонакопления, для переувлажненных - осушение, для торфяных - повышенной ния уплотненности тощщо.
uchebnikirus.com
3.Факторы жизни растений и законы земледелия
19
Растения во время роста и развития предъявляют определенные требования к окружающим условиям, так как находятся в тесном взаимодействии и взаимосвязи с внешней средой. Несоответствие этих условий потребностям растительного организма может привести к ослаблению и даже гибели растения, и наоборот, полное удовлетворение этих потребностей обеспечивает хороший рост и развитие.
Для жизни растений необходимы свет, тепло, воздух, вода и питательные вещества. Эти факторы требуются в разных количествах и соотношениях.
В полевых условиях свет и тепло растения получают от солнца, а воду, питательные элементы и воздух — из атмосферы и почвы. Используя различные агротехнические приемы, человек может в той или иной мере регулировать эти факторы, особенно водный, воздушный и питательный режимы, приспосабливая их к требованиям выращиваемых культур.
Растения, в свою очередь, воздействуя на окружающую среду, изменяют ее. За счет отмерших частей растений в почве накапливаются органические вещества, что ведет к изменению водного, микробиологического и других режимов почвы, то есть изменяются внешние условия. Поэтому в природе, в том числе и в земледелии, существуют тесная взаимосвязь и взаимозависимость возделываемых растений и окружающей среды.
3.1. РОЛЬ СВЕТА В ЖИЗНИ РАСТЕНИЙ
Из всех живых организмов на Земле только зеленые растения обладают способностью усваивать кинетическую энергию солнечного луча и превращать ее в потенциальную энергию синтезированного ими органического вещества.
На свету, используя лучистую энергию Солнца, растения при помощи хлорофилла могут создавать из неорганических веществ органические. Этим они коренным образом отличаются от всех других организмов на Земле, являющихся потребителями органических веществ.
Поглощение зеленым листом солнечного света и создание органического вещества из воды и диоксида углерода (углекислого газа) называется фотосинтезом.
К. А. Тимирязев установил, что фотосинтез — это главным образом процесс связывания и сохранения энергии солнечной радиации.
На фотосинтез оказывают влияние состав спектра, длительность освещения и размеры листовой поверхности.
В процессе фотосинтеза из воздуха поглощается диоксид углерода и образуются сахара:
6С02 + 6Н20+ 2822кДж (674ккал)свет, хлорофилл С6h22O6+6O2.
Одновременно при синтезе органического вещества растения выделяют в атмосферу кислород, освобождающийся в результате химических реакций.
В дальнейшем сахара превращаются в крахмал и другие органические вещества. За 1 ч 1 м2 поверхности листа может образовать до 1 г органического вещества. Для этого растение должно пропустить через устьица и переработать такое количество диоксида углерода, которое содержится в 2 м3 воздуха. На 1 м2 площади посева озимая пшеница создает листовую поверхность 17 — 20 м2; кукуруза, свекла, картофель — 3—8; клевер и люцерна - 24-37 м2.
Фотосинтез в зеленом растении начинается при слабом освещении утром, достигает кульминации к полудню и идет на убыль к вечеру из-за уменьшения освещения. При наступлении темноты фотосинтез прекращается.
Свет значительно влияет на качество растительной продукции. Так, сено, полученное с открытых мест, содержит больше белка, чем сено с затененных участков, сахарная свекла на свету накапливает больше сахара, картофель — крахмала, зерно — белков, подсолнечник — жира.
Одни растения нормально развиваются только в условиях короткого дня, другие — длинного.
Озимая рожь, овес, пшеница, ячмень, горох, лен-долгунец, вика, горчица — растения длинного дня. Им нужен 16— 18-часовой световой день. Растения короткого дня (кукуруза, просо, рис, соя, фасоль, хлопчатник и др.) при длительном освещении затягивают развитие, у них удлиняется вегетационный период.
Перед сельскохозяйственной наукой стоит задача повышения фотосинтетической деятельности растений. На этом пути открываются широчайшие возможности повышения урожайности культур.
Регулировать освещенность сельскохозяйственных растений можно агротехническими приемами, главнейшие из которых следующие.
Правильный расчет нормы высева семян, влияющий на густоту стояния растений и обеспечивающий наилучшее освещение растений в течение вегетации.
Направление рядков посева по отношению к сторонам света. Прибавка урожая зерновых культур от направления рядков с севера на юг по сравнению с направлением с запада на восток составляет 0,2—0,3 т/га в результате лучшего освещения растений в утренние и вечерние часы и затенения их друг другом в жаркий полдень.
3. Различные способы и сроки посева, что позволяет более равномерно разместить растения по площади и улучшить их освещенность. Необходимо учитывать биологические особенности культур и высевать светолюбивые культуры на южных склонах. Более ранний срок посева, как правило, способствует усилению фотосинтетической деятельности растений и повышению урожая. Запаздывание с посевом относительно оптимального срока приводит к меньшему накоплению органического вещества и недобору урожая.
4. Своевременное уничтожение сорных растений, резко снижающих продуктивность фотосинтеза в посевах.
В последнее время все больше распространяются промежуточные посевы (озимые, поукосные, пожнивные и подсевные), позволяющие после уборки основной культуры севооборота получать на этой же площади урожай зерна или зеленой массы другой культуры, имеющей более короткий вегетационный период. Промежуточные посевы дают возможность накапливать энергию солнечного луча в течение почти всего теплого периода года, служат дополнительным источником корма и органическим удобрением, способствующим повышению плодородия почвы.
3.2. ЗНАЧЕНИЕ ТЕПЛА В ЖИЗНИ РАСТЕНИЙ
Физиологические процессы в растении протекают только при определенном количестве тепла. При низкой температуре растения останавливаются в росте и прекращаются микробиологические процессы в почве.
Потребность в тепле различна не только у растений, относящихся к разным семействам, но и у одной и той же культуры в те или иные фазы развития. Отношение различных культур к теплу проявляется при прорастании семян и сохраняется во время роста и развития растений. Различают минимальные температуры, ниже которых физиологические процессы не идут, оптимальные температуры, при которых рост и развитие растений протекают хорошо, и максимальные, выше которых растения резко снижают продуктивность и даже погибают. Для каждой фазы роста и развития существуют свои минимальные, оптимальные и максимальные температуры.
Оптимальная температура для роста и развития большинства культур 20—25 °С. При температуре немногим выше 30 °С наблюдается торможение роста, а при повышении ее до 50—52 °С растения погибают.
Термические ресурсы климата обычно выражают средней многолетней суммой суточных температур воздуха за период, когда их величина превышает 10 °С.
Агроклиматические пояса выделяют холодный, умеренный и теплый агроклиматические пояса.
К холодному поясу относят территорию с суммой температур менее 1200 ˚С. Условия теплообеспеченности позволяют возделывать здесь малотребовательные к теплу культуры (редис, лук на перо, турнепс, капуста, горох, ранний картофель) и колосовые зерновые (ячмень, овес) наиболее ранних сортов.
К умеренному поясу относят территорию, где сумма температур составляет 1200—4000 °С. В указан ном поясе возделывают культуры с пониженными требованиями к теплу и сравнительно коротким вегетационным периодом (зерновые колосовые, зерновые бобовые, картофель, лен и др.) и культуры со сравнительно повышенными требованиями к теплу (кукуруза на зерно, рис, соя, сахарная свекла и др.). Необходимая сумма температур составляет соответственно 1200—2200 и 2200—4000 °С.
К теплому поясу относят территорию с суммой температур 4000—8000 °С. Это место произрастания теплолюбивых субтропических культур (хлопчатник, мандарины, чай и др.).
Методы регулирования теплового режима. Для каждой зоны нашей страны эти методы могут быть не только различными, но даже противоположными. В северных районах почти все приемы агротехники направлены на повышение температуры почвы и быстрейшее ее прогревание, а на юге — на ее снижение. Увеличение влажности почвы путем полива или орошения ведет к значительному снижению температуры в результате затрат тепла на нагревание и испарение воды.
Ранневесеннее боронование и рыхление почвы усиливают ее прогревание. Применение посадок и посевов на гребнях и грядах способствует уменьшению влажности почвы и лучшему ее прогреванию в северных районах.
Большое значение при регулировании температурного режима почвы имеют снегозадержание (особенно в посевах озимых культур) и посадка полезащитных лесных полос, снижающих скорость ветра, испарение с поверхности почвы и накапливающих снег зимой. В южных районах строительство прудов, водоемов и лиманов увеличивает влажность почвы и воздуха, что значительно снижает испарение и нагревание почвы. В северных районах применение навоза, компостов, особенно в парниках, рассадниках и теплицах, позволяет использовать тепло, выделяемое микроорганизмами при разложении органического вещества, и получать раннюю рассаду овощных культур. Такой прием, как мульчирование (покрытие поверхности почвы материалами различного цвета — солома, торф, перегной, зола), увеличивает или снижает нагревание почвы.
3.3. ТРЕБОВАНИЯ РАСТЕНИЙ К ВОЗДУШНОМУ И ВОДНОМУ РЕЖИМАМ
Воздушный режим. Как и всякий живой организм, растение дышит, потребляя кислород и выделяя диоксид углерода. Во время дыхания в растении протекают окислительные реакции, в результате которых освобождается накопленная энергия для таких важных процессов, как рост, размножение и др. Дыхание противоположно фотосинтезу.
С первого момента жизнедеятельности растительный организм нуждается в кислороде воздуха. Так, семена, помещенные на дно сосуда и залитые водой, набухают, но не прорастают, поскольку зародыш не снабжается кислородом, однако как только семена станут соприкасаться с ним, они дружно прорастают.
Кислород воздуха нужен также для корневой системы. Различные растения неодинаково относятся к недостатку кислорода в почвенном воздухе. Наиболее требовательные культуры в этом отношении — корне- и клубнеплоды, бобовые и масличные; менее чувствительны зерновые, частично снабжающие корни кислородом воздуха через воздухоносные полости, находящиеся в стеблях. Особенно сильно эти полости развиты у риса и кукурузы.
В кислороде воздуха нуждаются и микроорганизмы, которые разлагают растительные остатки в почве, в результате чего накапливаются питательные вещества для растений. Кроме кислорода некоторым микроорганизмам необходим также азот воздуха, который они превращают в органический азот.
Оптимальное содержание воздуха в пахотной почве для зерновых 15—20 %, многолетних трав 17—21 %. Благоприятное для растений содержание кислорода в почвенном воздухе 7—12 %, а диоксида углерода около 1 %. Такой воздушный режим почвы обеспечивает хороший рост корней и лучшее поглощение воды и питательных веществ.
Все агротехнические приемы, способствующие рыхлению пахотного слоя, улучшают газообмен почвы.
При внесении органического вещества (навоз, торф, зеленые удобрения) количество диоксида углерода в пахотном слое почвы возрастает. Так, применение 20 т/га навоза увеличивает содержание СО2 в почве на 70—140 кг.
Водный режим. Жизнедеятельность растений тесно связана с водой. Для набухания семян и перевода запаса сухих питательных веществ семени в усвояемую для зародыша форму различным растениям необходимо следующее количество воды (% от массы семян): пшеница, ячмень — 50; рожь, овес — 55—65; кукуруза — около 40; горох, лен — 100; сахарная свекла, клевер — 120—150.
Вода входит в состав самих растений, составляя значительную часть их массы: в семенах ее содержится 7—15 %, в стеблях, где имеется много одревесневших мертвых клеток, — до 50, а. в листьях, корнеплодах и клубнях — до 75—93 %.
Растения в процессе роста и развития могут использовать раствор минеральных веществ почвы в очень небольшой концентрации. Для образования таких растворов требуется много воды. Поступающая вместе с питательными веществами влага в растениях используется не полностью. Установлено, что из 1000 частей воды, прошедшей через растение, только 1,5—2 части расходуются на питание, а остальная влага испаряется через листья.
Испарение воды листьями называется транспирацией. Этот процесс зависит от освещенности, температуры и влажности воздуха. В агрономии широко применяют и другой показатель расхода воды растением — транспирационный коэффициент: количество воды, затрачиваемое растением в процессе образования единицы сухого вещества.
Растения на отдельных этапах роста и развития предъявляют повышенные требования к воде. Для большинства колосовых культур критический период по отношению к влаге — время от выхода в трубку до колошения. У кукурузы наибольшая потребность в воде наблюдается в период цветения — молочной спелости, у подсолнечника — образования корзинки. При недостатке влаги в критические периоды развитие растений ослабляется и их урожайность снижается.
В воде нуждаются и почвенные микроорганизмы. Бактерии, фиксирующие атмосферный азот, начинают размножаться только при 25%-й полной влагоемкости почвы. При недостатке воды у бактерий снижается усвоение питательных веществ, а при чрезмерном увеличении влажности они испытывают кислородное голодание. Оптимальная влажность почвы для растений и бактерий одинакова и составляет 60 % полной влагоемкости почвы.
Основной источник поступления воды в почву — осадки, а также влага, образуемая при конденсации водяных паров в результате перепада температур почвы и воздуха днем и ночью.
Рыхлая структурная почва впитывает значительно больше осадков, чем уплотненная и бесструктурная. Уплотнение почвы вызывает быстрое подтягивание влаги по капиллярам к поверхности и усиленное испарение воды. Потеря влаги весной при сухой и ветреной погоде на незаборонованной зяби за сутки может составить 50–70 т/га. Поэтому даже мелкое поверхностное рыхление резко сокращает испарение и сохраняет влагу.
Однако иногда необходимо подтянуть влагу из нижних слоев к верхним, куда будут заделывать семена при посеве. Это особенно важно в сухое время года (например, при посеве осенью озимых культур в южных районах). В этом случае для уплотнения почвы, увеличения в ней количества капилляров и подтягивания по ним влаги из глубоких слоев к верхним (зоне посева семян) почву прикатывают.
Примерно половина пахотных земель обеспечена среднегодовым количеством осадков, не превышающим 300—350 мм. Это зоны рискованного земледелия, где основным фактором получения хорошего урожая являются запасы влаги в почве. Осадки выпадают неравномерно как по количеству, так и по времени, поэтому сельскохозяйственное производство в каждой зоне имеет свои особенности.
Зона неустойчивого увлажнения включает Центрально-Черноземную зону России. Количество осадков 300—400 мм в год. Приход и расход влаги в почве в данных районах примерно одинаковы. Агротехнические мероприятия надо направлять на накопление, сохранение и правильное использование влаги.
Зона достаточного увлажнения включает Нечерноземную зону России. Количество осадков 450—700 мм в год. Агротехнические мероприятия должны способствовать улучшению пищевого, воздушного и теплового режимов, рациональному использованию влаги.
Создание оптимального для растений режима влажности в почве — одна из важнейших задач в технологии интенсивного растениеводства.
3.4. МИНЕРАЛЬНОЕ ПИТАНИЕ РАСТЕНИЙ
Питание зеленых растений отличается тем, что они способны создавать из неорганических соединений (вода, СО2, минеральные соли) сложные органические вещества, которыми в дальнейшем питаются животные, неспособные сами синтезировать их.
Основной процесс, обеспечивающий питание зеленых растений, — фотосинтез. Однако одного фотосинтеза для питания растений недостаточно.
Анализы показали, что в состав растительного организма входит свыше 74 химических элементов, 16 из которых абсолютно необходимы для жизни растений. Углерод, кислород, водород и азот называют органогенными элементами; фосфор, калий, кальций, магний, железо и серу — зольными макроэлементами, бор, марганец, медь, цинк, молибден и кобальт —микроэлементами.
Задача агротехники состоит в создании оптимальных условий для перевода недоступных элементов, находящихся в почве, в легкодоступные, а также для разложения органических веществ и их минерализации.
Наиболее быстрый и эффективный способ увеличения запасов питательных элементов в почве — внесение органических и минеральных удобрений. Увеличению количества азота в почве способствуют посевы в севообороте бобовых культур, внесение бактериальных.
Известкование кислых и гипсование солонцовых (щелочных) земель изменяют химический состав почвы и почвенного раствора, повышают растворимость некоторых элементов.
Влажность почвы также влияет на динамику микробиологических процессов и накопление питательных элементов в почве.
3.5. ОСНОВНЫЕ ЗАКОНЫ ЗЕМЛЕДЕЛИЯ
Формирование урожая и эволюция почвенного плодородия происходят в строгом соответствии с законами земледелия. Исследования ученых позволили выявить и сформулировать важнейшие законы земледелия.
Закон незаменимости и равнозначности факторов жизни растений. В соответствии с этим законом для нормального роста и развития растений в равной степени необходимы все экологические факторы. Отсутствие любого из них приводит к гибели растений, причем один фактор не может быть заменен другим. Растение может погибнуть даже из-за недостатка какого-либо микроэлемента — меди или цинка, при этом недостаток меди не возможно восполнить цинком или бором, так же как заменить азот фосфором или калием, и наоборот.
Закон минимума, оптимума и максимума. По этому закону каждый фактор жизни растения характеризуется минимальным, максимальным и оптимальным значениями показателей. Минимальное значение определяет наименьшее количество фактора, обеспечивающее рост и развитие растения, максимальное — наибольшее, выше которого растение гибнет; при оптимальной интенсивности фактора создаются наилучшие условия для жизнедеятельности.
Различные растения по-разному относятся к изменению интенсивности действия фактора (температура, вода, свет), что необходимо учитывать при их возделывании. Например, известны растения теплолюбивые и морозоустойчивые, засухоустойчивые и влаголюбивые, растения короткого и длинного дня и т.д.
Закон комплексного действия и оптимального сочетания факторов. Согласно этому закону развитие растений и получения высоких урожаев сельскохозяйственных культур необходимо их оптимальное сочетание. Комплексное действие факторов жизни растений отличается от суммарного действия каждого в отдельности и при оптимальном сочетании эффективность их действия повышается.
4.Закон возврата в почву питательных веществ. Предусматривает возмещение питательных элементов, потерянных почвой в результате выноса с урожаем, в процессе эрозии, вымывания и по другим причинам, при помощи внесения удобрений или соответствующих агротехнических приемов. Возвращение в почву питательных имеет исключительное значение для сельскохозяйственного производства, его нарушение может привести к утрате почвенного плодородия.
5. Закон соответствия растительного сообщества своему местообитанию и необходимости соблюдения правильного чередования сельскохозяйственных культур во времени и пространстве. Данный закон составляет научную основу «принципа плодосмена» — чередования во времени и пространстве культурных растений, различающихся между собой по физиологическим, биохимическим, агрономическим и другим показателям, то есть правильного севооборота
studfiles.net
Тепловой баланс для жизни растений и микроорганизмов почвы играет, не меньшую роль, чем водный и пищевой, с которыми он неразрывно связан. Тепловой баланс состоит из поступления и расходования тепла в почве и выражается в калориях на 1 см2. Многие источники прихода и расхода тепла недостаточно точно определяются, а поэтому тепловой баланс почвы исчисляется с приближенной точностью. Его можно выразить формулой:' R + V+P + B = О, Где R — радиационный баланс; V — тепло, идущее на испарение; Р — вертикальный турбулентный поток тепла; В — теплооборот в почве. Подробнее...Жизнь культурных растений протекает в постоянной взаимосвязи с окружающей средой, из которой они получают все необходимое для нормального роста и развития. В обмене веществ между растениями и окружающей средой важнейшим условием является корневое питание. В процессе его растения выносят из почвы различные элементы пищи, которые после сложных превращений идут на построение органов и тканей и их постоянное обновление. В состав питательных веществ, поступающих из почвы в растение, входят азот, фосфор, калий, кальций, магний, сера, железо, бор, медь, марганец, молибден, цинк и др. Некоторые зольные элементы могут поступать в растения не только через корневую систему, но и через листья. Так как многие почвы в усвояемой форме содержат небольшое количество азота, фосфора и калия, то необходимо растения в первую очередь обеспечивать этими элементами, внося их с различными удобрениями. Большинство других элементов, поступающих в растения, непосредственно в состав органов и тканей не входит, по играет важную роль в их образовании. Такие элементы (катализаторы) ускоряют обмен веществ, определяют необходимое физико-химическое состояние содержимого клеток, способствуют передвижению по тканям органических веществ. Подробнее...Между почвенным и атмосферным (приземным) воздухом непрерывно происходит газообмен. Он зависит от диффузии газов, атмосферного давления, температуры, изменения влажности почвы, ветра. Их влияние на газообмен в различных зонах неодинаковое, но постоянно действующим и основным фактором является диффузия. При ней в почвенном воздухе уменьшается содержание углекислого газа и увеличивается — кислорода. Скорость ее определяется скважностью и парциальным давлением. В Западной и Северо-Западной зонах большое влияние на газообмен оказывают давление (наибольшая циклоническая деятельность) и выпадение осадков. С повышением атмосферного давления усиливается поступление наружного воздуха в почву, а с уменьшением его — возникает обратный ток воздуха. Осадки при поступлении в почву механически вытесняют воздух. После просачивания воды в нижние слои свободные промежутки почвы снова заполняются воздухом атмосферы. Газообмену содействует колебание температуры. С повышением ее в верхнем слое почвы нагревается воздух, что способствует частичному его выделению в атмосферу. С понижением температуры почвы воздух сжимается, чем открывается доступ воздуху из приземного слоя. Ветер также повышает газообмен, особенно на полях без растительности. Наибольший обмен воздуха бывает в верхнем пахотном слое. В слое 20—30 см он происходит за несколько часов. Нижние слои почвы также затрагиваются газообменом, но здесь газообмен протекает менее интенсивно, чем в пахотном горизонте. Подробнее...К этим факторам относят: избыточную кислотность, переувлажненность, закисные соединения, большую мощность подзолистого горизонта, завалуненность и др. На почвах с повышенной кислотностью плохо растут люцерна, клевер, свекла, горох и пшеница. Это связано с действием реакции среды и подвижного алюминия на корневую систему, некоторым изменением рН клеточного сока и ослаблением биологической деятельности микроорганизмов в почве. Кислая реакция среды задерживает синтез белков и окислительные процессы в тканях растений. Б. А. Голубев, А. В. Петербургский и другие установили, что реакция растений на повышенную кислотность зависит от содержания подвижного алюминия и марганца, растворимого кальция и буферности. Чтобы устранить избыточную кислотность, применяют известкование. Переувлажнение почвы также относится к неблагоприятным факторам, особенно, когда оно бывает длительным. При постоянном или продолжительном переувлажнении растения развиваются слабо или гибнут. В переувлажненных местах вода вытесняет воздух, что неизбежно приводит к анаэробным условиям и образованию в почве закисных солей, оказывающих вредное действие на растения. Как известно, чтобы превратить почвы, имеющие избыточное увлажнение (постоянное или временное), в более плодородные, необходимо их осушать, устраивать сточные борозды в направлении склона. Без мелиоративных мероприятий невозможно привести почвы в культурное состояние. Подробнее...К основным приемам воздействия на пищевой режим почвы относят внесение органических и минеральных удобрений и извести на почвах с повышенной кислотностью, введение в севооборот бобовых культур, применение правильной обработки почвы, улучшение ее структуры и создание благоприятных условий для жизнедеятельности полезных микроорганизмов. Особенно велика потребность в удобрениях у растений, возделываемых на дерново-подзолистых почвах, бедных питательными веществами. На этих почвах при благоприятных погодных и других условиях удобрения способны увеличивать урожай многих сельскохозяйственных культур в 1,5—2 и более раза. Многолетними исследованиями и опытами Всесоюзного института удобрений и агропочвоведения (ВИУА) установлено, что азотные, фосфорные и калийные удобрения дают в среднем следующие прибавки урожая (в ц на 1 га): зерновых культур 5—8, сахарной свеклы 40—60, льноволокна 1,2—1,7, картофеля 30—50 и капусты 60—100. Значительно возрастает урожай и снижается себестоимость сельскохозяйственной продукции при совместном использовании органических и минеральных удобрений. Наиболее благоприятные условия для питания растений создаются в почвах с развитым гумусовым горизонтом, хорошими физическими свойствами, глубоким пахотным слоем, при ускоренных обменных реакциях почвенного раствора и поглощающего комплекса и оптимальной реакции среды. Подробнее...Для получения высоких урожаев сельскохозяйственных культур и повышения плодородия почв необходимо вести земледелие на основе достижений агрономической науки, техники и передового опыта. В этих целях надо глубоко и всесторонне изучить требования растений к факторам роста и влияние их на условия плодородия почвы. Следует разрабатывать наиболее эффективные способы удовлетворения растений в необходимых условиях жизни. Объясняя задачи земледелия, К. А. Тимирязев писал «...культурное растение и предъявляемое им требование — вот коренная научная задача земледелия»*. Для жизни зеленого растения необходимы такие факторы, как свет, тепло, вода, воздух и питательные вещества. При отсутствии какого-либо из них растение погибает. На протяжении многих лет ученые пытались установить взаимосвязь и взаимодействие растений с отдельными факторами роста. В опытах количественно изменяли как один из факторов, не меняя других, так и несколько. На основании этих исследований были сформулированы следующие законы земледелия: минимума, оптимума, максимума, равнозначимости, незаменимости и взаимодействия факторов роста и развития растений. Подробнее...Влажность почвы характеризуется приходом и расходом воды. В почве она колеблется от весьма малого содержания до полной влагоемкости. В течение вегетационного периода динамика влажности почвы зависит от выпадения осадков, температуры, физических свойств, водопроницаемости, влажности, строения, возделываемой культуры, агротехники и пр. (табл. 8). При выпадении обычного количества осадков, как это было в 1963 г. в условиях Горок Беларуси, не наблюдалось иссушения почвы, и растения не страдали от избытка влаги. В апреле, как показывают данные таблицы 8, больше всего были увлажнены почвы там, где проведена зяблевая вспашка под яровые культуры (ячмень, картофель, сахарную свеклу, горох и кормовой люпин), и меньше — в посевах озимой ржи и клевера. В мае содержание влаги снизилось под всеми культурами в связи с поглощением ее растениями и испарением почвой. В июне и первой половине июля влаги было еще меньше, особенно в посевах ржи. В период созревания озимой ржи и ячменя и после их уборки, а также после скашивания клевера количество ее в почве увеличилось. Следует отметить, что в течение вегетационного периода в посевах озимой ржи влаги было значительно меньше, чем в почве, на которой выращивали ячмень. Это объясняется в первую очередь тем, что поле, занятое рожью, не обрабатывалось весь год. Подробнее... |
agrofak.com
ТОП 10: |
Все живое на Земле своим существованием обязано растениям, которые в результате своей жизнедеятельности создают органическое вещество, требуемое человеку в виде необходимых продуктов. Орг. вещество растений и их урожай создаются из углерода, воды и минеральных солей почвы. Этот процесс осуществляется с помощью растений при участии энергии Солнца. Механизм образования простейших органических веществ (углеводов) можно представить схемой: 6СО2 + 6Н2О Свет, хлорофилл С6Н12О6 (полоса – это стрелочка направо) Для норм. жизнедеятельности и получения необходимой продукции требуется постоянный приток в оптим. количествах тепла, света, воды, пит. веществ. В земледелии они наз. земными и космическими факторами жизни растений. Косм. факторам– свет и тепло, земные -вода, диоксид углерода, кислород, азот, фосфор, калий, кальций и др. элементы. В связи с этим основной задачей земледелия являются изучение требований растений и разработка практических приемов удовлетворения этих требований (К. А. Тимирязев). Требования к факторам жизни, т. е. количеству каждого из них, определяются многими условиями. Космические факторы жизни растений в земледелии, по существу, не регулируются или регулируются незначитёльно. Земные факторы жизни растений можно регулировать и создавать оптимальные условия для роста и развития культурных растений. Космические факторы жизни растений зависят от использования световой и тепловой энергии солнца. Солнечная радиация определяет климат Земли и зональные особённости. Климатические условия обуславливают возможность произрастания тех или иных растений. Кроме того, климат — один из факторов почвообразования, воздействующих и через почву, косвенно на произрастающие растения. Почвенно-климатические условия в решающей степени определяют специализацию земледелия, местный характер производства, набор с/х культур, биологические особенности которых наиболее отвечают этим условиям и обеспечивают получение высоких стабильных урожаев хорошего качества. Требования растений к свету. Рост и развитие растений зависят от интенсивности спектрального состава света. Недостаток света приводит к голоданию и гибели растений, а избыточная освещенность - к угнетению и ожогам. Физиологическое воздействие света на растение происходит через фотосинтез, определяя его скорость. Поток солнечных лучей, богатых ультрафиолетом, оказывает бактерицидное действие на микрофлору. Среди с/х растений широко распространен фотопериодизм, связанный с условиями освещения. К фотопериодическим реакциям относят наступление фаз роста и развития. По продолжительности освещения: растения длинного дня (не менее 12 ч), короткого (менее 12 ч) и нейтрального дня. В задачу земледельца входит повышение коэффициента использования физиологически активной радиации (ФАР). Обычно в посевах коэффициенты использования ФАР являются сравнительно низкими и составляют 0,5 - 3 %. Используя различные приемы в технологиях возделывания сельскохозяйственных растений, коэффициент использования ФАР можно повысить в 2 и более раз. Требования растений к теплообеспеченности и температурному режиму. В развитии растений (К. А. Тимирязев), ведущую роль играет температурный фактор. Оценку потребностей растений в тепле дают по сумме акт. температур (выше 10 град) за период вегетации - яр. области сумма акт. температур выше +10 составляет 1800-1900град, что даёт возможность выращивать в области культуры, с соответствующими требованиями в темп. режиму. Колебания потребности в тепле одних и тех же культур зависят от сорта. Каждое растение предъявляет опред. требования к теплу, меняющиеся на протяжении вегетации. Знание этих требований позволяет дать агроэкологическую оценку условиям выращивания и размещения культур с учетом агроландшафтов. Особое значение имеет теплообеспеченность растений в начальные периоды жизни растений - при прорастании семян и появлении всходов. Знание требований растений к теплу позволяет правильно установить сроки посева, разработать приемы обработки почвы и меры борьбы с сорными растениями. Требования растений к теплу определяют их холодо-, морозо- и жароустойчивость. Требования растений к влагообеспеченности. Влага - важнейшее условие жизни растений. Она необходима для прорастания семян, служит составной частью синтезируемого органического вещества, средой для питательных веществ и биохимических процессов. Оптимальная влажностькорнеобитаемого слоя почвы, при кот. достигается макс. интенсивность роста растений, изменяется в пределах 65—90 % наименьшей влагоемкости (НВ). Одним из показателей потребности растений в воде служит транспирационный коэффициент – кол-во воды, необходимое для создания единицы сухого вещества в растении. Потребность растений в воде изменяется по фазам роста и развития с/х культур. Фазы, в которые растения требуют наибольшего количества воды, называются критическими (чаще это период набухания семян особенно у бобовых и формирования зел. массы; у зерновых – налива зерна). Общий расход воды с 1 га (в м3 или в мм) - суммарное водопотреблениевозделываемой в данном поле с/х культуры, а расход на 1 т урожая - коэффициентом водопотребления. Коэффициент водопотребления имеет важное значение при расчете уровня возможной урожайности. Осадков в среднем по Яр. области выпадает около 600 мм. 60 % из них приходится на теплое время года (с апреля по октябрь). Больше всего их выпадает в летние месяцы. За период активной вегетации с/х культур выпадает 250-300 мм, что благоприятствует их нормальному росту и развитию. Коэффициент водопотребления сост. 450 мм для ячменя. Требования растений к элементам питания. В растениях из простых органических соединений и минеральных веществ образуются сложные органические продукты. Они состоят из углерода, кислорода, водорода, азота и многих минеральных элементов. На долю первых трех элементов приходится 94 % сухого вещества растений, причем углерод по массе составляет в сухом веществе в среднем 45 %, кислород — 42 и водород — 7 %. Оставшиеся 6 % сухой массы урожая приходятся на долю азота и зольных элементов. Все наземные растения ежегодно извлекают из атмосферы около 20 млрд. т углерода в форме СО2 (1300 кг/га). В растениях обнаружены практически все известные хим. элементы, участвуют 27 из них в процессах обмена, 15 необходимы для нормального роста и развития растений. Земледелец активно вмешивается в круговорот веществ в почве, используя такие факторы и приемы, как удобрения, современные технологии, мелиорацию земель, различные виды и сорта сельскохозяйственных растений, оказывая существенное влияние на почвенные процессы. Почва может лучше или хуже передавать растениям имеющиеся в ней питательные вещества. В экстенсивном земледелии почва была единственным источником воды и питательных веществ. Длительность и эффективность использования почвы определялись ее естественным плодородием. Как только почва переставала обеспечивать растения в достаточной степени земными факторами жизни, ее исключали из обработки и предоставляли действию природных процессов (залежная и переложная системы земледелия). В интенсивном земледелии все большее значение приобретает трансформационная функция почвы, т. е. ее способность передавать растениям внесенные из вне элементы питания и воду. Кроме того, к фитосанитарному состоянию и технологическим свойствам почвы предъявляют повышенные требования. По мере интенсификации земледелия трансформационная функция той или иной почвы, обусловленная природными факторами почвообразования, в ряде случаев оказывается недостаточной. Возникает необходимость улучшения всего комплекса почвенных свойств, расширенного воспроизводства ее плодородия. Возможность такого преобразования почвы заложена в ее природе как возобновляемого природного ресурса. Однако при неправильном использовании почва может утратить плодородие. |
infopedia.su