Нннн 1. 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.

нннн 1. 13. Плодородие почвы в интенсивном земледелии. Виды плодородия: естественное (природное); искусственное; эффективное, или экономи­ческое. Естественное плодородие определяется сложным взаимодействием свойств и режимов почв, обус­ловленных развитием природного почвообразовательного процесса, не нарушенного, человеком (целинные почвы), характеризуется продуктив­ностью произрастающих на почве цензов. Земледельческое освоение почв вносит существенные изменения в естественное развитие почвенных процессов и режимов, в свойства почв (обработкой, внесением удобрений, мелиорации). Искусственное – регулируемое человеком, чистом виде оно возникает при создании суб­стратов для выращивания растений в теплицах, парниках. При с/х использовании почв искус­ственное плодородие в совокупности о естественным составляет экономическое – реализуется в урожае. Эффективное плодородие зависит от уровня природного плодородия, от условий использования почв в про­изводстве, развития науки и техники и реализации их достижений, тесно связано с социально-экономиче­скими отношениями. Почва обладает определенными запасами элементов питания {запасной фонд), которые реализуются при со­здании урожая растений путем частичного его расхода (обменный фонд). Потенциальное плодородие характери­зуется общими запасами элементов питания растений, формами их соединений и сложным взаимодействием всех других свойств, определяющих способность почвы в бла­гоприятных условиях обеспечения растений другими зем­ными факторами (водой, воздухом, теплом) длительное время мобилизовать в необходимых для растений количе­ствах элементы питания и поддерживать высокий уровень эффективного плодородия. Высоким потенциальным пло­дородием обладают черноземные почвы, низ­ким — подзолистые. Высоким уровнем потенциального плодородия - болот­ные низинные торфяные почвы, которые обладают значи­тельными запасами элементов питания и способны после осушительных мелиорации обеспечивать высокое эффек­тивное плодородие за счет частичного расхода запасного фонда.

Сущест. 3 группы оценки плодородия и окультуренности почв: агрофизич. – структура, водопрочность, строение и сложение пах. слоя, плотность, твердость; агрохим. – рН, сод. НРК, сумма поглощ. Оснований, микроэлементов; биологичесие – сод. и сост. орг. в-ва, биологич. активность почвы, степени засорения сорн.. обобщающие показатели: урожай и его качество. Модель плодородия – совокупность взаимосвязанных научно обоснованных показателей плодородия почвы, кот. обеспеч. получение устойчивого урожая. Позволяет рассчитать перспективу повышения Ур-ти культур и основное направление воспроизводства почвы. Модель плодородия дерново-подзолистых почв – рассчитана на продуктивность 45-60 ц/га зерна. Агрофизич. показатели – плотность 1,1-1,2 гр/см2, пористость 50-55%, мелкокомковатая стуктура, водопрочность больше 40%, мощ. пах. слоя 25-30 см. агрохим. – рН 6-6,5, степень насыщенности основаниями 80-90%, азота 300-500, Р 250-300, К200220 мг/кг почвы. Биологич. – гумуса в пах. Слое 2,5-3%, высокая активность почвенных микроорганизмов, числ. сорняков поддерживается на уровне эконом. Порога вредоносности, возб. болезней и вредители отсутствуют.

Для достижение этих показателей – воспроизводство плодородия – обработка почвы разноглубинная, сочетание отвальных и безотвальных приёмов, внесение орг. уд. на уровне 10-12 т/га севооборотной площади; мн. травы должны занимать 25-30% в структуре посевных площадей, известкование 1 раз в 5-6 лет, мин. уд. – 250-300 кг/га НРК, при соотношении Н1:Р0,5-0,6:К1,2-1,3. основа рац. использования пашни и повышение эффективности использования земель явл. структура посевных площадей – это % отношение площади отдельных культур к общей площади севооборота. При разр. с-та руководствоваться почвенно-климатич. ресурсами, принятой специализацией, рыночной конъюнктурой, с учетом потребности в кормах, семенах, возможности реализации продукции.