Лекции / Конспект к занятию 5 Г

1. Факторы жизни растений

Для жизни растений необходимы определенные условия внешней сре­ды.

Основные из них:

• свет и тепло, получаемые от солнца,

• вода и эле­менты питания - из почвы,

• диоксид углерода (углекислый газ – СО₂) и кислород - из воздуха.

Свет и тепло.

Приток тепла необходим для набухания и про­растания семян, формирования всходов, поглощения растениями воды и питательных веществ, для создания органического вещества и роста, формирования растениями различных органов и прохождения ими каж­дого этапа развития.

Поэтому температура окружающей среды оказы­вает большое влияние на все стороны жизни растений.

Все сельскохозяйственные растения по отношению к теплу делят на две основные группы:

• растения умеренного пояса (лен, картофель, яровые и озимые зерновые, сахарная свекла, плодовых и ягодных культуры и т.д.)

• теплолюбивые рас­тения южных широт. (огурец, хлопчатник, фасоль, кукуруза, баклажан, перец и т.д.).

Важнейшей жизненной функцией зеленых растений является первич­ный синтез органического вещества, или фотосинтез (совокупность процессов поглощения, превращения и использования энергии света в различных реакциях, в том числе превращения углекислого газа в органические вещества), для которо­го необходим одновременный приток света, тепла, воды и питатель­ных веществ (элементов минерального питания).

Под действием энергии солнечного луча, поглощаемой хлоропластами листьев и других зеленых органов расте­ний, вода разлагается, при этом образуется свобод­ный кислород, который выделяется в окружающий воздух и в результате образуются органические вещества: углеводы, белки, кис­лоты, витамины, фитогормоны и др.

Одновременно с созданием органического вещества в растениях про­текает противоположный процесс, который называется дыханием. Дыхание сопровождается расходом органического вещества с высвобож­дением заключенной в нем энергии химических связей, необходимой рас­тениям для поглощения из почвы воды. При дыхании растения выделяют тепло.

Фотосинтез некоторых сельскохозяйственных растений (многолетние злаковые и бобовые травы, озимые зерновые) начинается при темпера­туре воздуха несколько выше 0°С, а у растений северных широт (сосна, ель и др.) нижняя температурная граница фотосинтеза находится в пре­делах - 15° С (ниже 0° С).

Дыхание, в отличие от фотосинтеза, у растений может прохо­дить и при отрицательной температуре. Нижний предел температуры у большинства растений - -10° С.

Вода.

Роль воды в жизни растений огромна и многообразна. Преж­де всего, она необходима для фотосинтеза. Насыщение растительных тка­ней водой - непременное условие нормальной жизнедеятельности расте­ний.

Вместе с водой в растения поступают из почвы раство­ренные в ней элементы питания: азот, фосфор, калий, сера и др.

Среди многочисленных и разнообразных сельскохозяйственных рас­тений имеются виды и сорта, которые отличаются большой устойчивос­тью к засухе. Эта способность определяется многими признаками и свой­ствами растений. Особенно велико значение их мощной корневой систе­мы, которая может проникать в почву на большую глубину и лучше использовать почвенную влагу.

Элементы питания.

Для построения органического веще­ства и осуществления всех жизненных функций растения поглощают из окружающей среды необходимые им вещества или элементы питания.

Воздушное питание.

Воздушным питанием растений называют поглощение листьями и другими зелеными частями растений углекисло­го газа (диоксида углерода) воздуха и образование органического веще­ства в процессе фотосинтеза. Среднее содержание углекислого газа в воздухе около 0,03% (объемных). В приземном слое его может быть боль­ше. Увеличение различными приемами (прежде всего внесением органи­ческих удобрений) содержания углекислого газа в приземном слое воз­духа в поле или в теплицах до 0,3...0,5% усиливает фотосинтез растений и заметно повышает их урожай.

Почвенное или корневое питание.

Все необходимые элементы минерального питания растения поглощают из почвы при по­мощи корневой системы. Из углекислого газа, воздуха и воды, являю­щейся источником кислорода и водорода, растения создают углеводы (сахар, крахмал и клетчатку), на долю которых приходится до 90% всех сухих органических веществ растений. Для образования белков расте­ниям, кроме углерода, кислорода и водорода, необходимы азот, сера и фосфор, а также калий, кальций, магний, железо. В меньшем количестве поглощаются марганец, бор, цинк, медь, молибден, йод, кобальт. Эти элементы принято называть микроэлементами.

Недостаток в почве хотя бы одного из элементов питания резко ухуд­шает рост и развитие растений и понижает их продуктивность. При от­сутствии любого из перечисленных элементов растения могут погибнуть. Поэтому все элементы питания растений необходимы и незаменимы.

2. Законы земледелия

Закон равнозначимости и незаменимости факторов жизни растений, который устанавливает, что ни один из факторов жизни растений не может быть заменен никаким другим.

Например, если растению (томатам) необходим микроэлемент бор в ничтожно малом количестве во время цветения для завязывания плодов, и он не будет дан растению, то это может нарушить нормальное плодообразование томатов и т.д.

Дефицит в том или ином факторе жизни определяется не только величиной потребности, но и запасами его в почве и притоком извне. Разница между потребностью и наличием фактора составляет величину дефицита, который должен быть покрыт соответствующими приемами агротехники, мелиорации или химизации.

Закон минимума, оптимума и максимума. Впервые его сформулировал Либих.

“Величина урожая определяется фактором, находящимся в минимуме. Наибольший урожай осуществим при оптимальном наличии фактора. При минимальном и максимальном наличии фактора урожай невозможен”.

По мере удовлетворения потребности растения в недостающем факторе урожай повышается до тех пор, пока не будет ограничен другим фактором, оказавшемся в минимуме.

Закон совокупного действия факторов жизни растений

Все факторы жизни растений действуют совокупно, т.е. взаимодействуют в процессе роста и развития растений. На основании многих исследований, проведенных Либшером, Митчерлихом и др. исследователями были сделаны выводы, которые позволили вскрыть закон совокупного действия факторов жизни растений, который устанавливает, что для получения высоких урожаев с/х культур необходимо одновременное наличие или приток всех факторов жизни растений в оптимальном количестве.

Совместное действие факторов жизни растений проявляется не только в лучшем использовании растениями каждого из них, но и путем воздействия друг на друга.

Например, фосфорные удобрения сами по себе не оказывают влияния на количество доступной для растений воды, но, повышается концентрация питательных веществ в почвенном растворе и растениям для образования органического вещества требуется меньше воды.

Закон возврата. Этот закон открыт Либихом:

“Вещество и энергия, отчужденные из почвы с урожаем, должны быть компенсированы (возвращены в почву) с определенной степенью превышения.

При систематическом отчуждении урожая с поля без компенсации использованных урожаем составных частей почвы и энергии почва разрушается, она теряет плодородие.

При компенсации выноса веществ и энергии из почвы она сохраняет свое плодородие, при компенсации веществ и энергии с определенной степенью превышения происходит улучшение почвы. Закон возврата - научная основа воспроизводства почвенного плодородия.

3. Пути повышения плодородия почв

Увеличение урожайности возделываемых сельхозкультур напрямую связано с

повышением плодородия почв. Основными приёмами для достижения этой цели

является регулирование биологических процессов проходящих в почве,

питательного, водного, воздушного и теплового режима. Это осуществляется

путём разработки комплекса агротехнических и мелиоративных мероприятий

включающих в себя:

• правильный подбор культур, сортов и их чередование

• использование рациональных приёмов обработки почв исходя из

почвенных свойств и особенностей

• применение минеральных удобрений с учётом запасов питательных

веществ в почве, их динамики во времени и требований к питанию

сельхозкультур

• применение органических удобрений (навоз, компосты, лигнин, ил

пресных вод, зола, гуминовые удобрения) с целью повышения содержания

гумуса в почве

• регулирование режима влажности почв, улучшение влагопроницаемости,

влагоёмкости, уменьшение потерь воды на испарение и сбросы

• охрана почв от ирригационной и ветровой эрозии

• борьба с засолением почв, включая промывки, дренаж, специальную

агротехнику и химическую мелиорацию

• полное введение севооборота с использованием посевов люцерны и

других трав.