Растения нуждаются в О2. Семена без доступа воздуха не прорастают. Надземная часть растений лучше обеспечена кислородом, подземная — хуже. Образование толстой ледяной корки, высокий снежный покров приводят к выпреванию озимых культур. Это связано с тем, что растения продолжают активно вегетировать, расходуя запасы кислорода. Новые порции О2 не поступают и растения задыхаются.
Растения неодинаково требовательны к О2 почвы. Наиболее требовательны корне- и клубнеплоды, бобовые, масличные, менее чувствительны — зерновые (частично снабжают корни кислородом воздуха через воздухоносные полости, находящиеся в стеблях, например, у риса, кукурузы).
Все агротехнические приемы, способствующие рыхлению пахотного слоя, улучшают газообмен почвы. Они способствуют более активной микробиологической деятельности и быстрейшей минерализации органического вещества и, как результат, накопление усвояемых питательных веществ.
Вода
Роль воды в жизни растений огромна и многообразна. Прежде всего она необходима для фотосинтеза. Наличие тургора — непременное условие нормальной жизнедеятельности растений. С водой неразрывно связаны все явления роста. Покоящиеся семена начинают прорастать только при наличии воды. Вместе с водой в растение из почвы поступают элементы питания. Основная масса воды испаряется с поверхности растений для охлаждения тканей. Этот процеес называется транспирацией.
|
|
Для определения потребности растений во влаге пользуются так называемым транспирационным коэффициентом, который характеризует (приближенно) способность растения расходовать то или иное количество воды на создание в урожае единицы сухого вещества. Для озимой пшеницы, например, он составляет 400—500, кукурузы — 230— 370, сахарной свеклы 240—500.
Сильное изреживание зерновых наблюдается при затоплении до начала появления всходов или в первые несколько суток после их появления. Это обусловлено резким снижением аэрации почвы. При продолжительных дождях в период ранней молочной спелости может произойти “истекание” зерна с потерей урожая до 25% из-за уменьшения притока питательных веществ в колос.
При недостатке воды в почве в фазы колошения, цветения и созревания зерна урожайность уменьшается из-за щуплости зерна и резкого снижения массы.
Отрицательный эффект недостаточного или избыточного увлажнения зависит от уровня минерального питания растений. Так, у овса отрицательное действие засухи на его продуктивность возрастает на повышенном фоне минерального питания, тогда как избыток влаги в большей степени снижает урожай при недостаточном уровне питания растений.
|
|
Степень устойчивости с/х культур к недостатку или избытку влаги меняется в зависимости от фазы развития.
Так, для набухания семян и перевода запаса сухих питательных веществ семенами в усвояемую для зародыша форму различным растениям необходимо следующее количество воды:
пшеница, ячмень 50% от массы семян
рожь, овес — 55…65
кукуруза — около 40
горох, лен —100
сахарная свекла, клевер —120…150.
Вода входит в состав растений. В семенах ее содержится 7…15%, в стеблях — до 50%, в листьях, корнеплодах и клубнях — до 75…93%.
Вода необходима для образования растворов питательных веществ.
Растения на отдельных этапах роста и развития предъявляют повышенные требования к воде (например, потребность в воде для прорастания семян составляет 30…100% их массы). Как было отмечено выше, с/х культуры имеют критические периоды по отношению к влаге. При недостатке влаги в эти периоды растения ослабляют развитие и не дают хорошего урожая. В последующие фазы растительному организму требуется меньше воды и он не так сильно реагирует на изменение водного режима почвы.
Благоприятные условия водоснабжения обеспечиваются созданием в почве правильного водно-воздушного режима.
Для большинства с/х культур содержание воздуха, обеспечивающее нормальные условия их жизнедеятельности и необходимый газообмен между почвой и атмосферой, составляет 20…40% порозности. Это обеспечивается уровнем влажности почвы, составляющим 60…80% НВ (НВ — наименьшая влагоемкость показывает запас доступной для растений воды, который почва может удерживать длительное время) нижняя граница оптимальной для растений влажности почвы.
Для характеристики потребности полевых культур в основных элементах питания пользуются экспериментально установленными величинами выноса питательных веществ из почвы в расчете на 1 ц урожая. Недостаток в почве хотя бы одного из элементов питания резко ухудшает развитие и рост растений и понижает их продуктивность. При отсутствии любого из перечисленных элементов растения могут погибнуть. Поэтому все элементы питания растений необходимы и незаменимы.
На рост, развитие растений, урожай и его качество в той или иной степени влияет весь комплекс факторов внешней среды. При этом ни один фактор не может быть заменен другим, по своему действию все они имеют равное значение в жизни растения. Это закон физиологической равнозначности и незаменимости факторов. Например, недостаточная освещенность не может быть заменена повышенной температурой, избыток калия не компенсирует недостаток фосфора.
По закону минимума, оптимума и максимума каждый фактор жизни растения характеризуется минимальным, максимальным и оптимальным значениями показателей. Минимальное значение определяет наименьшее количество фактора, обеспечивающее рост и развитие растения, максимальное — наибольшее, выше которого растение гибнет. При оптимальной интенсивности фактора создаются наилучшие условия для жизнедеятельности растения. Зона между крайними значениями (между минимумом и максимумом) представляет экологическую валентность растения. Различные растения имеют неодинаковую экологическую валентность, т.е. по-разному относятся к изменению интенсивности действия какого-либо фактора и это необходимо учитывать при их возделывании. Так, например, бывают растения теплолюбивые и холодостойкие, засухоустойчивые и влаголюбивые, по реакции на длину дня растения короткого и длинного дня и. т. д.
Закон комплексного действия и оптимального сочетания факторов. Если параметры каждого фактора среды будут оптимальными, то все физиологические процессы в растении будут идти активно и генотип сможет реализовать свою потенциальную продуктивность. Этот закон указывает на необходимость создания таких условий с помощью агротехнических, агрохимических, мелиоративных и других приемов, которые используются при возделывании сельскохозяйственных культур.
|
|
Закон лимитирующего фактора. Рост, развитие растений, урожай и его качество ограничиваются фактором, находящимся в минимуме. Недостаток одного фактора снижает положительное действие других факторов. Например, недостаток азота в почве приводит к уменьшению содержания хлорофилла в листьях, ослаблению роста и к общему угнетению растения, что в конечном счете сказывается на урожае и его качестве. При этом действие на другие факторы не приведет к устранению этого негативного эффекта. Для нормального развития растения и повышения урожайности необходимо устранить отрицательное действие именно того фактора, который находится в минимуме.
Растения также воздействуют на окружающую среду, изменяя ее. За счет отмерших частей растений в почве накапливаются органические вещества, что ведет к изменению водного, микробиологического и других режимов почвы. Указать роль бобовых культур в усвоении атмосферного азота за счет наличия бобово-ризобиального симбиоза. Снижение дефляции и эрозии почв. Выращивая растений в качестве зеленых удобрений можно повысить плодородие почв малоокультуренных почв.