111_agroekolog

Найсприятливіші температури для росту вегетативних органів у томатів - 260С вдень і 17-180С вночі.

Класифікація сільськогосподарських культур за вимогливістю до температури проростання насіння і появи сходів наведена у табл. 1.1.

Таблиця 1.1

Мінімальна температура, необхідна для проростання насіння і появи сходів різноманітних культур, 0С [3]

Культура	Проростання насіння	Поява сходів
Коноплі, гірчиця, люцерна,	0-1	2-3
конюшина
Жито, пшениця, ячмінь, вика	1-2	2-3
яра, горох
Соняшник, картопля, буряк	5-6	8-9
Кукурудза, просо, суданська	8-10	10-11
трава, соя
Квасоля, сорго	10-12	12-13
Бавовник, арахіс, кунжут, рис	12-14	14-15

Для більшості теплолюбних культур температура ґрунту повинна бути дещо вищою за початкову температуру проростання насіння, інакше поява сходів сильно затягується, а ранні сходи можуть потерпати від весняних заморозків.

При оцінці теплозабезпеченості ґрунту використовують показники його температурного режиму: дати стійкого прогрівання ґрунту до температури 5-00С, суму середніх добових температур вище 100С й ін. Основним джерелом такої інформації є середні багаторічні дані кліматичних довідників.

Від температур значною мірою залежить хід фотосинтезу та транспірації. У більшості рослин найінтенсивніше фотосинтез перебігає при температурі понад +20-250С, а при температурі понад +30-350 процес сповільнюється, +40-450С – фотосинтез припиняється. Так, процес фотосинтезу максимальних значень у агроценозах цукрових буряків досягає при 200С. З підвищенням температури на кожні 100С швидкість хімічних реакцій майже подвоюється, а при нагріванні до +500С крива дихання різко падає вниз і рослини гинуть. Пошкодження листя картоплі спостерігається вже при температурі +400С. У районах із жарким кліматом більшість рослин пристосувались переносити спеку у стані

31

анабіозу. Кореневе живлення рослин можливе лише тоді, коли температура ґрунту буде на декілька градусів нижча температури повітря. Якщо температури ґрунту і повітря однакові, стан рослин різко погіршується (льон, гречка). При підвищенні температури ґрунту до 340С починається відпад вершкових бруньок, стебел і загибель рослини. Якщо температура ґрунту низька, а повітря – висока, послаблюється всмоктування поживних речовин, що також негативно діє на рослину.

Для багатьох агроценозів України оптимальні температурні параметри неоднозначні. Для агроценозів проса мінімальна температура 4-50С, оптимальна +250С, максимальна +300С; у пшениці відповідно – 0-50С, 25-350С, 31-370С; соняшника - 5-100С, 31370С, 37-440С; у кукурудзи – 5-100С, 37-440С, 44-500С. Крайні ни-

зькі і крайні високі температури та нормальне функціонування фітоценозів свідчать про їх жаростійкість або холодостійкість.

Холодостійкість – здатність рослин тривалий час переносити низькі позитивні температури (від 1 до 100С) без незворотного ушкодження. Вона властива рослинам помірного поясу на відміну від тропічних і субтропічних рослин, які при температурах трохи більших 00С пошкоджуються. Холодостійкість визначається властивістю рослин зберігати нормальну структуру цитоплазми і змінювати обмін речовин у період охолодження і наступного підвищення температури.

Морозостійкість – здатність рослин переносити температури нижчі 00С. Морозостійкість складається зі здатності рослин уповільнювати замерзання шляхом екранування від охолодження, зниження точки замерзання і стійкості протоплазми до втрати води при замерзанні. За стійкістю до заморозків польові культури поділяються на групи, характеристики яких наведені в табл. 1.2.

Перезимовування рослин залежить від їх стану восени, температурних умов і висоти снігового покриву взимку. У малосніжні зими за сильних морозів вони можуть вимерзнути. Також несприятливо впливають на стан зимуючих рослин, особливо озимих зернових, різкі коливання температури, часті і тривалі відлиги, ожеледь. Відлига, особливо в кінці зими, викликає швидке зниження стійкості озимих і багаторічних рослин до морозів.

32

Таблиця 1.2

Стійкість сільськогосподарських культур до заморозків у різні фази розвитку, 0С [3]

Культура	Початок пошкодження і част-				Загибель більшості рослин
	кова загибель рослин у фазі					за фазами
	сходів	цвітін-		дости-	сходів	цві-	дости-
		ня		гання		тіння	гання
				(молочної			(молочної
				стиглості)			стиглості)
		Найстійкіші
Яра пшени-	-9…-10	-1…-2		-2…-4	-10…-12	-2	-4
ця
Овес	-8…-9	-1…-2		-2…-4	-9…-11	-2	-4
Ячмінь	-7…-8	-1…-2		-2…-4	-8…-10	-2	-4
Горох	-7…-8	-3		-3…-4	-8…-10	-3…-4	-4
			Стійкі
Соняшник	-5…-6	-3		-2…-3	-7…-8	-3	-3
Льон	-5…-7	-1..-3		-2…-4	-7	-2	-4
Буряк цук-	-6…-7	-2..-3			-8	-3
ровий
		Середньостійкі
Соя	-3…-4	-2		-2…-3	-4	-2	-3
		Малостійкі
Кукурудза	-2…-3	-1…-2		-2…-3	-3	-2	-3
Просо	-2…-3	-1…-2		-2…-3	-3	-2	-3
Суданська	-2…-3	-1…-2		-2…-3	-3	-2	-3
трава
Сорго	-2…-3	-1…-2			-3	-2	-3
			Нестійкі
Гречка	-1…-2	-1		-1,5…-2	-2	-1	-2
Бавовник	-0,5…-1	-0,5…-1		-1	-1	-1	-2
Рис	-0,5…-1	-0,5			-1	-0,5	-2

Комплексним показником агрокліматичних умов зимового періоду може слугувати запропонований А.М. Шульгіним показник суворості зими, що визначається за формулою:

K TCm ,

де Tm - середня з абсолютних мінімумів температура повітря за

місяць і в середньому за зимові місяці, 0С;

C - середня висота снігового покриву, см.

Малосуворі умови зими характеризуються величинами показника до 1, суворі – від 1 до 3, і вельми суворі – вище 3.

33

Промерзання залежить від температури поверхні ґрунту і глибоких шарів, снігового і рослинного покриву, складу ґрунту, його вологості, рельєфу, виробничої діяльності людини. До малосніжних зим, що сприяють промерзанню, відносять зими з висотою снігового покриву до 20 см, до середньосніжних – 20-30 см, і до багатосніжних – більше 30 см.

Вирішальне значення має встановлення снігового покриву достатньої висоти в першій половині зими, тому що інтенсивність промерзання ґрунту на початку зими найбільша. Також зменшує промерзання ґрунту збільшення вмісту глинистої фракції.

При оцінці умов перезимівлі озимих зернових культур основним показником є мінімальна температура ґрунту на глибині вузла кущіння, яка дорівнює 3 см. З цієї глибини різко зменшуються коливання температури ґрунту. На безсніжних ділянках і ділянках зі сніговим покривом висотою 20-30 см мінімальна температура на глибині 3 см може відрізнятися на 10-200С, а за короткочасних знижень температури – на 20-250С. Ущільнення снігу погіршує його теплоізолюючі властивості.

Порівняння фактичних температур взимку з критичними для певного виду дає змогу діагностувати стан озимих культур. Для захисту рослин від дії низьких температур може використовуватись пристінна посадка рослин, снігозатримання, покриття сходів гіллям, обкурення в період цвітіння, зрошення.

Жаростійкість рослин означає здатність переносити спеку без незворотного пошкодження. Вона полягає у здатності протоплазми витримувати екстремально високі температури і уникати пошкоджень відбиванням променів, теплоізоляцією, охолодженням у результаті транспірації.

Жаростійкість залежить від тривалості впливу тепла. Більш помірна спека, але тривала, викликає таку ж пошкоджуючу дію, як і короткочасна сильна спека. Тому цей показник прийнято оцінювати за переносимістю певних температур протягом 30 хвилин. Нежаростійкі види пошкоджуються уже при 30-400С, жаровитривалі види можуть переносити 30-хвилинне нагрівання до 50-600С. Температура вища за 600С є абсолютно неприйнятною для високоспеціалізованих рослинних клітин.

З культурних рослин жаростійкість притаманна теплолюбним рослинам південних широт: сорго, рис, бавовник. У період

34

утворення генеративних органів жаростійкість однорічних рослин знижується.

За межами максимальних температур настають глибокі порушення життєвих процесів: припиняється ріст, утворюються токсичні речовини, згортається цитоплазма, відбувається амонійне отруєння тощо. В таких умовах рослинні угруповання знаходяться на межі виживання, розріджуються і стають уразливими до дії інших екологічних факторів.

Температурні адаптації у тварин можуть проявлятись у вигляді хімічної терморегуляції – збільшення вироблення тепла в результаті активізації обміну речовин у відповідь на зниження температури; фізичної терморегуляції – зміні рівня тепловіддачі завдяки особливостям волосяного чи пір’яного покриву, розподілу жирових запасів, деталям будови кров’яної системи, можливості випаровування; зміни поведінки організмів для уникнення критичних температур (терморегулюючі житла у мурашок, зміна пози у сарани по відношенню до сонця).

Усі тварини за можливістю температурних адаптацій поділяють на теплокровні і холоднокровні організми, або ендотермні і екзотермні.

Вплив рельєфу місцевості на мікроклімат. У зв’язку зі зміною умов інсоляції, вітрового режиму, перерозподілом води і тепла продуктивність рослин на різних формах рельєфу може відрізнятись у рази. Перш за все відмічаються відмінності у рості й розвитку на підвищеннях порівняно з низинами, що викликане розбіжностями у добовому ході температури повітря й у зволоженості ділянок.

Тривалість вегетаційного періоду більшості сільськогосподарських культур помірних широт в умовах горбистого рельєфу збільшується разом зі збільшенням добових коливань температури повітря в напрямку від вершини і верхньої частини схилу до підніжжя або до дна долини. На вершинах та верхніх частинах схилів тривалість вегетаційного періоду різних культур на 3- 8 днів, а на середніх частинах схилу на 2-4 дні менша порівняно з відкритим рівним місцем.

Швидкість розвитку рослин також змінюється в залежності від експозиції схилу. На південних схилах вона, як правило, вища, ніж на північних.

35

1.3.3. Вологозабезпеченість сільськогосподарських культур

Ставлення рослин до вологозабезпеченості. Культи-

вовані рослини та їх агроекосистеми дуже різноманітні за вимогливістю до води, оскільки вода є необхідною умовою існування, забезпечує протікання всіх життєвих процесів. Це невід’ємна частка клітин та їх органел. Тіла живих організмів містять багато води: у рослин – 40-98%, у стовбурах дерев – 50-55%, листі – 7982%, у соковитих плодах овочевих культур (кавунів, динь, огірків, помідорів) води до 80-95%. Мало її у сухих плодах та насінні (5-7%). Вміст води в тілі тварин змінюється не лише залежно від виду, а й від віку (у миші новонародженої – 83% води, дорослої – 79%). З усієї одержаної води на утворення органічних речовин у процесі фотосинтезу витрачається лише 0,5%, решта іде на випаровування, яке є рушійною силою в піднятті поживних речовин з коренів до всіх частин рослини та захищає від перегрівання. Так, з одного гектара посівів кукурудзяного агрофітоценозу за день у процесі випаровування витрачається 37,8 тис. літрів води і 4,736 млн. літрів за вегетаційний період (О.С. Оуен). Уявлення про водоспоживання сільськогосподарських культур дають дані Полтавської дослідної станції. У ярої пшениці показник водоспоживання за вегетаційний період складає 271 мм, ячменю – 264, гречки – 264, кукурудзи – 371 і цукрових буряків – 407 мм води.

За вологозабезпеченістю посівів визначають потенційний врожай сільськогосподарських культур. При цьому користуються формулою:

Убіол= 100 ,

де – потенційний біологічний урожай, ц/га;

– запаси продуктивної вологи, орієнтовно 65-70% від суми опа-

дів, мм;

- коефіцієнт водовикористання рослини; тобто маса води, необхідна для формування біомаси рослини, ц/ц.

Таким чином, якщо кількість опадів становить 550 мм і коефіцієнт водоспоживання 375, то потенційний урожай озимої пшениці буде становити (0,7·550)·100/375 ≈ 103 ц/га сухої речовини.

36

Ступінь вимогливості рослин до кількості вологи наведена у табл. 1.3.

		Таблиця 1.3
	Шкала вимогливості до вологи
Клас вимог-	Класифікація рос-	Приклади рослин
ливості	лин
0	Ультраксерофіти	Саксаул, фісташка, дуби корко-
		вий і пухнастий
1	Ксерофіти	Абрикос, ячмінь, кукурудза, со-
		няшник, тритікале
2	Ксеромезофіти	Груша, клен, черешня, яблуня,
		пшениця, жито, ячмінь
3	Мезофіти	Ярі злаки, гречка
4	Мезогігрофіти	Картопля, квасоля, соя, горох,
		льон, ріпак, цукровий буряк
5	Гідрофіти	Рис

У помірному кліматі на утворення 1г фітомаси витрачається 250 – 400 г води. Гігрофіти мають спеціальні пристосування для забезпечення вологою і звільнення від зайвої води: продихи є не лише на нижній, а й на верхній частині листової пластинки; слабкий зовнішній покрив. Натомість ксерофіти пристосувалися до сухих місць зростання: мають соковиті м’ясисті тіла зі щільною покривною тканиною (кактуси, агави, заяча капуста, молодило).

Основну частину води рослини отримують з ґрунту. Тому при вивченні екологічної ролі води важливо врахувати не просто її кількість, доступну для рослин, а й співвідношення між її надходженням і витратою. Прибуткова частина балансу вологи у рослин представлена водою, поглинутою з участю коріння і частково листям і стеблом. Витрата вологи здійснюється через транспірацію (випаровування), і якщо надходження води не перевищує її витрат, то рослина може скоро засохнути. Це буває при суховіях і у сухі спекотні дні.

Оцінка стійкості рослин до в’янення проводиться за коефіцієнтом в’янення. Це відношення вологості в’янення до максимальної гігроскопічності ґрунту (тобто здатності утримувати вологу). Вологість в’янення – це така вологість ґрунту, за якої в’яне рослина, і сисна сила ґрунту стає більшою за сисну силу корінців

37

рослини. Коефіцієнти в’янення основних сільськогосподарських культур наведені у табл. 1.4.

Таблиця 1.4

Коефіцієнти в’янення різних сільськогосподарських культур [9]

Коефіцієнт	1,0-1,2	1,2-1,4	1,4-1,6	1,6-1,8
в’янення
Приклади	Виноград	Яблуня	Груша	Соняшник
рослин	Сорго	Суданська	Вишня	Смородина
		трава	Черешня	Огірки
		Люцерна	Слива	Картопля
			Льон	Овес
			Пшениця	Кукурудза
			Ячмінь	Гречка
			Просо	Соя

Вологість в’янення залежить від щільності ґрунту. Якщо ґрунт ущільнений, значно зменшується кількість шпарин, в які б могли проникати корені рослин і поглинати воду й повітря. В інтервалі щільності ґрунту 1,50-1,55 г/см3 вологість в’янення збільшується на 28-30% порівняно з ущільненням 1,11-1,44 г/см3 [3].

В умовах надмірного зволоження порушується повітряний режим, накопичуються токсичні продукти безкисневих органічних процесів розкладу. Витривалість рослин до перезволоження або затоплення неоднакова (табл. 1.5). Деякі рослини досить добре адаптовані до надлишку вологи через розвиток поверхневих кореневих систем, які отримують більше кисню.

			Таблиця 1.5
Відносна стійкість рослин до затоплення [9]
Класи стійкості	Нестійкі	Малостійкі	Стійкі
Приклади рос-	Люцерна	Бавовник	Рис затоплюва-
лин	Ячмінь	Жито	ний
	Квасоля	Сорго	Груша
	Овес	Пшениця
	Картопля	Пирій
	Томат	Яблуня
	Абрикос	Слива
	Персик

Тривалість виживання рослин в умовах затоплення залежить і від температури води. Якщо у весняний період тривалість затоплення багаторічних трав може становити 5 - 25 діб, то вліт-

38

ку вона не повинна перевищувати 20-26 годин. Для зернових культур літнє затоплення не повинно тривати більше 5-12 годин, для овочевих культур – 5-7 годин.

Важливим є і рівень залягання ґрунтових вод. Критичним називають такий рівень ґрунтових вод, при якому рослини починають пригнічуватись і гинути через їх близькість або надлишок солей за умов підвищеної мінералізації. Надмірний вміст солей спостерігається в посушливих умовах півдня України.

Найкраще для розвитку рослин - коли зона масового розповсюдження коренів розміщена в районі верхньої межі капілярного підняття ґрунтових вод.

Застійні ґрунтові води особливо небезпечні для багаторічних насаджень – садків і виноградників. Їх передчасна загибель неминуча при рівні залягання застійних ґрунтових вод на глибині 1,5-2,0 м. Оптимальне розміщення ґрунтових вод наведене в табл. 1.6.

			Таблиця 1.6
Оптимальна глибина залягання прісних ґрунтових
	вод для рослин [9]
Рослина	Глибина заля-	Рослина	Глибина заля-
	гання води, см		гання води, см
Пшениця	90-110	Слива	120-160
Ячмінь	90-110	Вишня	120-160
Овес	80	Грецький горіх	160
Льон	80-100	Виноград	110-150
Кукурудза	100-120	Абрикос	150-200
Картопля	100-120	Персик	130-180
Цукровий буряк	100-110	Смородина	130-180
Жито	80-120	Малина	100
Горох	70-80	Яблуня	140-200
Коноплі	80-100	Груша	140-200

В умовах недостатнього зволоження продуктивність рослин визначається посухостійкостю. Рослини можуть знаходитися у стані водного стресу як у результаті дефіциту вологи в ґрунті (ґрунтова посуха), так і через посилення транспірації у відповідь на високу температуру і низьку вологість повітря (атмосферна посуха). Ґрунтова посуха зазвичай наростає поступово, і рослини частково встигають пристосуватися до неї. Атмосферна посуха

39

настає раптово, її дія небезпечніша. Під впливом посухи знижується схожість насіння, зменшується ріст зародкових коренів, затримується формування вторинної кореневої системи, закриваються продихи (мікроскопічні отвори в епідермісі рослин для волого- і газообміну), листя в’яне і скручується, прискорюється його старіння, значно знижується ефективність фотосинтезу.

Посухостійкість – комплексна властивість, вона залежить від здатності рослин уникати висихання і протистояти йому. Це досягається більш ефективним поглинанням води з ґрунту шляхом підвищення сисної сили і розвитку кореневої системи, зменшенням втрат води завдяки своєчасному закриттю продихів, зменшенням площі транспірації (менший розмір листя чи зміна їх горизонтального положення), запасанням води у м’ясистих тканинах і підвищенням здатності проводити воду.

У певній мірі посухостійкість можна охарактеризувати за коефіцієнтом транспірації, тобто кількістю води у грамах, яка витрачається на синтез 1 г сухої речовини. Його величина залежить від умов існування і зімкнутості насаджень. Але в той же час він показує, наскільки продуктивно витрачається волога рослинами (табл. 1.7).

Таблиця 1.7

Середня витрата води на утворення 1 г сухої речовини,

г [8]

Рослина	Витрата	Рослина	Витрата
Пшениця	540	Сорго	322
Ячмінь	520	Картопля	640
Овес	580	Гречка	578
Жито	630	Соняшник	600
Рис	680	Льон	905
Горох	778	Квасоля	700
Кукурудза	370	Цукровий буряк	397
Просо	300	Люцерна	840
Кавун	580	Бавовник	570

Оцінка вологозабезпеченості території. Вологозабез-

печеність території оцінюють за співвідношенням кількості атмосферних опадів та випаровуваності у даній місцевості. Здатність до випаровування може оцінюватися за температурою повітря, дефіцитом вологості повітря та іншими чинниками.

40