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 С₆Н₁₂О_{6 (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.