 |
Агроэкологическая оценка сельскохозяйственных культур
|
|
|
|
В результате деятельности человека изменяются естественные биогеоценозы, которые преобразуются в пашню, сады, улучшенные сенокосы и пастбища – в так называемые антропогенные биогеоценозы – искусственные элементарные единицы биосферы. В биосфере между естественными экосистемами и агроэкосистемами существует тесная взаимосвязь и взаимодействие, как и между всеми компонентами в природе. При использовании природных ресурсов в сельском хозяйстве нередко это учитывается недостаточно, что приводит к нарушению экологического равновесия, к ухудшению природной среды, к деградации отдельных её компонентов – почв, растительности и т.д. из-за неумелого применения химических средств защиты растений, обработки земель без учёта рельефа, атмосферных факторов (ветрового режима, засух).
В решении проблемы экологизации земледелия следует исходить из системы агроэкологической оценки сельскохозяйственных культур. При этом необходимо учитывать требования, связанные с технологией возделывания культур и их влиянием на окружающую среду.
Растения и факторы жизни
Растения, как и другие живые организмы, адаптировались в различных частях Земли к тем условиям тепла, света, влаги, которые сложились за многие тысячелетия эволюции.
Отношение к теплу.
Агроэкологическая оценка сельскохозяйственных культур начинается с продолжительности вегетационного периода. Общая оценка потребности в тепле даётся по сумме активных температур (выше 10◦С) за период вегетации. Эта характеристика может различаться не только у культур, но и у разных сортов одной и той же культуры (табл.1).
Таблица 1.Потребности в тепле за вегетационный период (для широты 55◦)
|
|
|
| Культура | Сорт (гибрид) по скороспелости | Сумма активных температур, ◦С |
Пшеница среднеспелая 1300 --1500
позднеспелая 1450 –1700
Ячмень раннеспелый 950 --1450
среднеспелый 1200 – 1350
позднеспелый 1400 – 1600
раннеспелый 1000 --1250
Овёс среднеспелый 1250 --1400
позднеспелый 1400
наиболее раннеспелый 1400 --1550
Просо среднеспелый 1600 –1750
позднеспелый 1800 –1950
Гречиха среднеспелый 1300
Горох среднеспелый 1300
Картофель среднеспелый 1600
раннеспелый 1800
Кукуруза среднеспелый 2000
позднеспелый 2400
Наряду с этими показателями, следует учитывать биологические минимумы температур при прорастании семян, появлении всходов, формировании вегетативных и генеративных органов, плодоношении, перезимовке растений.
Для каждого вида растений существуют определённые температурные границы, в пределах которых происходит прорастание семян. Для зерновых минимум находится в пределах 0 … 5◦С, оптимум 20… 25◦С, а максимум – 30 … 40◦С, для кукурузы – минимум 8 …10◦С, оптимум 30… 35◦С.
Отрицательное влияние на рост и развитие сельскохозяйственных культур оказывает возврат холодов и заморозков в мае, а иногда и в начале июня.
Холодостойкость свойственна растениям умеренной зоны.
Морозоустойчивость – способность растений переносить температуры ниже 0◦С. По устойчивости к заморозкам в этот период полевые культуры делятся на группы: наиболее устойчивые – яровая пшеница, всходы которой переносят заморозки -9…-10◦С, а в фазе цветения -1…-2◦С, в фазе молочной спелости -2…-4◦С, горох – в фазе всходов повреждается при -7…-8◦С, цветения и созревания – при -3…-4◦С; устойчивые – нут переносит в период всходов -6…-7◦С, а в период цветения и созревания – 2…-3◦С, подсолнечник и лён повреждаются в период всходов при -5…-7◦С, а при цветении и созревании – при -3…-4◦С; малоустойчивые – кукуруза, просо, суданская трава повреждаются в фазе всходов при -2…-3◦С, в период цветения -1…-2◦С; неустойчивые – гречиха повреждается в фазе всходов при -1◦С, а цветения и созревания при -1…-2◦С.
|
|
|
Жароустойчивость. Из культурных растений этим качеством обладают теплолюбивые культуры южных широт – сорго, рис, хлопчатник. Однако в период формирования генеративных органов их жароустойчивость снижается.
В период входов и кущения для овса предпочтительна прохладная погода 15... 18◦С, а в период формирования вегетативных органов биологический минимум температуры 4 … 5◦С, при формировании генеративных органов 10 … 12◦С, в то же время у овса отмечается чувствительность к высоким температурам, паралич устьиц листьев наступает через 4 – 5 часов при 38… 40◦С, а у ячменя – при той же температуре – паралич устьиц наступает через 25 часов, а у проса, отличающегося высокой жароустойчивостью, паралич не отмечается в течение 48 часов при той же температуре.
Отношение к свету.
Физиологическое воздействие света на растения проявляется через фотосинтез и влияет косвенно на рост и развитие. Скорость фотосинтеза определяется интенсивностью падающего света, температурой и концентрацией СО2 в тканях.
Скорость фотосинтеза определяется интенсивностью падающих лучей света и температур. Недостаток света может привести к голоданию и гибели растений, а избыток – может вызвать солнечный ожог.
Рост и развитие растений зависит от продолжительности светового периода.
Фотопериодизм среди высших растений связан с их адаптацией к сезонным условиям освещения. По реакции на продолжительность дня растения делятся на три основные группы -- короткого, длинного дня и нейтральные. К группе короткого дня относятся кукуруза, могар, просо, суданская трава, соя, все тыквенные, фасоль, хлопчатник, табак, хмель, красный перец. Растения длинного дня - пшеница, рожь, ячмень, овёс, горох, фасоль, чечевица, вика, все крестоцветные (капуста, горчица, редька и др.), картофель, лён, свёкла. К нейтральным относятся конские бобы, гречиха, подсолнечник, нут, сафлор.
Каждому растению свойственны определённые амплитуды светового напряжения. Выделены три экологические группы по отношению к свету: гелиофиты, теневыносливые и теневые. У теневыносливых растений интенсивность фотосинтеза может достигать максимума при 50% полного дневного освещения.
|
|
|
Отношение к влаге.
Вода является одним из незаменимых факторов жизни растений. Они в основном используют влагу, содержащуюся в почве. Установление зависимости формирования урожая от запасов почвенной влаги важно для оценки состояния посевов и насаждений, для определения эффективности агротехнических мероприятий. Взаимодействие воды с почвой, передвижение почвенной влаги и её усвоение растениями из почв, различных по механическому составу, структуре, порозности, происходит неодинаково.
Растения извлекают воду из почвы до тех пор, пока сосущая сила корешков может конкурировать с водоудерживающей силой почвы. Поглощение воды происходит тем интенсивнее, чем больше всасывающая поверхность корневой системы и чем легче корни и влага соприкасаются друг с другом. Корни следуют за водой, увеличивая свою активную поверхность.
В настоящее время применяют следующие агрогидрологические характеристики: влажность завядания, наименьшая влагоёмкость, полная влагоёмкость, продуктивная влага.
Влажность завядания – предел увлажнения почвы, при котором появляются необратимые признаки увядания растений, прекращается прирост и формирование урожая. Она зависит от плотности почвы и её механического состава.
Наименьшая влагоёмкость – это максимальное количество воды, которое может находиться в почве после стекания избытка воды. При влажности, близкой к наименьшей влагоёмкости, создаётся хорошая обеспеченность растений влагой. При оптимальной влажности, изменяющейся в пределах 65 – 90% от наименьшей влагоёмкости, наступает интенсивный рост растений, в т. ч. для зерновых в пределах 65 – 80%, для овощей – 70 – 85%, для многолетних трав 75 – 90%.
При переувлажнении почв нарушается воздушный режим, накапливаются токсичные вещества. Растения подвергаются стрессу, как в результате дефицита влаги (почвенная засуха), так и из-за усиленной транспирации при высоких температурах воздуха (атмосферная засуха). Почвенная засуха наступает постепенно и растения успевают приспособиться к ней, а атмосферная засуха вызывает запал растений.
|
|
|
Засухоустойчивость растений характеризуется коэффициентом транспирации (количество воды в граммах, которое расходуется на синтез 1г сухого вещества). Величина его зависит от условий местообитания, сомкнутости фитоценоза (табл.2).
.
Таблица 2.Расход воды на образование 1г сухого вещества, г
| Растение | Расход | Растение | Расход |
| Пшеница | Фасоль | ||
| Ячмень | Сах. свёкла | ||
| Овёс | Люцерна | ||
| Горох | Кострец безостый | ||
| Кукуруза | Арбуз | ||
| Просо, сорго | Амарант | ||
| Картофель Подсолнечник | Гречиха Лён |
Коэффициент водопотребления сельскохозяйственных культур – количество воды в м3, необходимое для образования 1 тонны сухой биомассы. Его величина зависит от природных и агротехнических факторов и резко возрастает в годы с недостаточным количеством осадков.
Снижение коэффициента водопотребления достигается сокращением непроизводительного расхода влаги путём совершенствования технологии возделывания сельскохозяйственных культур. Этот коэффициент имеет важное значение при расчёте уровня возможной урожайности.
|
|
|
