Фактори життя рослин та прийоми їх регулювання в землеробстві.

Фактори життя рослин поділяються на космічні та земні. До космічних відносяться світло і тепло, до земних - вода, повітря і поживні речовини. Космічні фактори мають суттєві особливості, тому що практично не регулюються в землеробстві.

Світло забезпечує рослинам необхідну енергію, яку вони використовують у процесі фотосинтезу для створення органічної речовини. Значення світла в житті рослин вперше вивчив видатний російський вчений К.А. Тімірязєв. Він довів, що рослини використовують не всі промені сонячного світла, а лише з певною довжиною хвиль. Для кращого уловлювання сонячного світла у більшості рослин листя нижніх ярусів розташовуються горизонтально поверхні грунту або перпендикулярно до світла, а верхні - під деяким кутом. Це сприяє більш рівномірному освітленню рослини. Тепло. Головним джерелом тепла для рослин є сонячна радіація. Важлива умова для прояву життєдіяльності рослин - температура навколишнього середовища. Сільськогосподарські рослини пред'являють різні вимоги до тепла. Вода. Значення води в житті рослин визначається цілою низкою її властивостей. Серед них необхідно відзначити здатність її бути розчинником і середовищем, в якій здійснюється пересування речовин та їх обмін. У рослинному організмі води міститься від 70 до 95%. З надходженням та пересуванням її в рослинах пов'язані всі життєві процеси. При наявності води та інших факторів насіння набухають і проростають, ростуть тканини, надходять в рослини і пересуваються в них живильні елементи, здійснюється фотосинтез і синтезується органічну речовину. Вода - незамінний терморегулятор для рослин. Проходячи через нього, вона регулює температуру рослинного організму і підвищує його стійкість до високих і низьких температур. Повітря необхідний як джерело кисню для дихання рослин і грунтових мікроорганізмів, а також вуглекислого газу, засвоюваного рослинами в процесі фотосинтезу. Він потрібен і для мікробіологічних процесів в грунті, у результаті яких органічні речовини розкладаються її аеробними мікроорганізмами з утворенням водорозчинних мінеральних сполук азоту, фосфору, калію та інших необхідних для рослин елементів живлення.

Умови зовнішнього середовища – це фактори життя рослин, серед яких виділяють наступні: - космічні – світло, тепло, волога. Людина не може активно їх регулювати;- земні – повітря, вода, поживні речовини. Людина може регулювати їх за допомогою різних заходів.

Крім того ще існують:- біологічні фактори – бур’яни, шкідники, хвороби.

- агротехнічні – обробіток грунту, меліоративні та інші заходи.

Вивчення відношення рослин до факторів життя є основним завданням землеробства як науки. Землеробство повинно знаходити методи для узгодження (регулювання) їх для рослин.

завдання землеробства полягає в тому, щоб за допомогою агротехнічних заходів поліпшувати забезпеченість рослин усіма факторами та активізувати використання їх сільськогосподарськими культурами.В екстенсивному землеробстві грунт був для рослин єдиним джерелом води і поживних речовин. Тому тривалість його сільськогосподарського використання визначалась запасами в ньому цих факторів життя.В сучасному інтенсивному землеробстві великого значення набуває трансформаційна функція грунту, тобто його здатність передавати рослинам внесені елементи та воду. У зв’язку з цим дуже зростає посередницька роль грунту, яка в кінцевому результаті забезпечує ефективність і рентабельність землеробства. Проте ця трансформаційна функція часто виявляється недостатньою і не забезпечує ефективності застосування факторів. Тому курс на всебічне підвищення родючості грунту є основним стартегічним напрямком у землеробстві.

Великою кількістю дослідів виявлено закономірності дії факторів життя рослин у процесі формування врожаю.В агрономічній науці їх називають законами землеробства. Вони визначають головні теоретичні положення землеробства як науки і основні принципи технології землеробства як галузі виробництва. Додержання їх є обов’язковою умовою підвищення родючості грунтів та вирощування високих і сталих врожаїв сільськогосподарських культур.

закон незамінності і рівнозначності факторів їх життя. Цей закон сформулював В.Р. Вільямс, який довів, що жоден з факторів життя рослин не може бути замінений іншим. Всі вони фізіологічно рівноцінні. Але цей закон не можна також абсолютизувати. Рослині потрібно багато елементів, але ми не завжди всі вносимо у грунт (наприклад, залізо). Рослина ж використовує їх стільки, скільки є в грунті. Якщо маса води, яку рослини беруть з грунту, в кілька тисяч разів більша за масу поживних речовин, то це зовсім не означає, що вода є важливішим фактором, ніж ті ж самі поживні речовини.

закон мінімуму, вперше сформульований Юстусом Лібіхом. Відповідно до цього закону продуктивність поля перебуває в прямій залежності від необхідної складової частини поживних речовин, які грунт містить у найменшій (мінімальній) кількості. Суть його полягає в тому, що розвиток рослин і рівень урожайності будь-якої культури зумовлюється факторами, які містяться в надмірній або недостатній кількості, а також іншими обмежувальними причинами (хвороби, шкідники, токсичні речовини тощо). В міру поліпшення забезпеченості рослин фактором, який знаходиться в мінімумі, продуктивність їх зростає до тих пір, доки в мінімумі не виявиться інший фактор. Дію закону можна проілюструвати за допомогою “Бочки Добенека”.

закон мінімуму, оптимуму і максимуму, який вперше сформулював Сакс. Згідно з ним, найвищий врожай можна мати при оптимальному рівні кожного фактора, зниження і підвищення якого зменшує врожай. Наприклад, насіння цукрових буряків проростає при 4-5 0 С, хоча сходи недружні (мінімум фактора). Дружні ж сходи з’являються при температурі 8-9 0 С, а найбільш інтенсивно насіння проростає при температурі 20-25 0 С (оптимум фактора). При дальшому підвищенні температури послаблює схожість і при відповідній кількості тепла ріст рослин припиняється (максимум фактора).

закон сукупної дії факторів життя рослин. Основи цього закону визначив німецький дослідник Лібшер наприкінці XIX ст. Згідно з ним, рослини тим продуктивніше використовують фактор, який знаходиться в мінімумі, чим більша кількість інших факторів знаходиться в оптимумі. Отже, для одержання високих і стабільних врожаїв рослини слід забезпечувати всіма потрібними факторами життя в оптимальному співвідношенні.

Закон повернення поживних речовин в грунт був відкритий також Ю. Лібіхом в середині XIX ст. Суть його полягає в тому, що всі речовини, які використовуються рослинами для формування врожаю, треба повертати назад у вигляді добрив. Порушення цього закону рано чи пізно призведе до виснаження грунту. Поступово цей закон уточнювався і тепер він звучить так: у раціонально організованому господарстві всі біологічно важливі елементи живлення, винесені з урожаєм чи втрачені, треба повернути в грунт з деяким перевищенням, щоб забезпечити зростання врожаїв і підвищення родючості грунту.

закон плодозміни, за яким на певному рівні потенціальної родючості грунту найвищої продуктивності сівозміни можна досягти при умові щорічної зміни в ній культур, найбільш віддалених за біологічними ознаками та агротехнікою вирощування. Цей закон вимагає, щоб на кожному полі кожного року або якомога частіше чергувались культури різних біологічних груп. Проте цей закон не виключає застосування чистого пару в сівозміні.

Використання законів землеробства в сучасних умовах інтенсифікації полягає у програмуванні врожаїв та застосуванні інтенсивних технологій у сільськогосподарському виробництві. Досвід свідчить, що порушення законів землеробства призводить до негативних наслідків. Яскравим прикладом цього є те, що через порушення закону повернення поживних речовин у грунт в Україні середньорічні втрати гумусу складають за період з 1961 по 1981 рік 0,57 т/га. Це призвело до значного зниження родючості грунтів. Порушення закону сукупної дії факторів призводить до строкатості та нестабільності врожаїв. Тому систему агротехнічних заходів треба застосовувати з урахуванням законів землеробства, біологічних особливостей культури, конкретних умов господарства.