Требования растений к влагообеспеченности

Отношение растений к влагообеспеченности почвы. Полная полевая всхожесть

Вода является одним из основных компонентов питания растений, кроме того, корневая система растения эффективно работает лишь при определенной почвенной влажности. Более того, формирование плодов (в широком смысле этого слова, включая корнеплоды), да и самой массы растения (если в пищу используются его листья и/или стебли) зависит главным образом от того, хватает ли растениям воды, из которой они состоят, в зависимости от вида, на 80-90%. Так, например, для того чтобы образовался килограмм томатов, растению требуется получить около 100 л воды.

Определенная влажность почвы (для каждой культуры, каждого вида растений она своя) — одно из важнейших требований растения к условиям существования. Если она недостаточна или избыточна, растения могут погибнуть, в первом случае от высыхания корней, во втором — от их загнивания, вызываемого, как правило, недостатком воздуха в почве.

В открытом грунте влажность почвы зависит от двух факторов: уровня залегания грунтовых вод и количества естественных атмосферных осадков, включая их частоту (последняя тесно связана опять-таки с конкретными климатическими зонами). Орошение призвано всего лишь компенсировать недостаточность упомянутых осадков.

Признаки недостаточности влаги:

— растение замедляет рост, а затем и вовсе его прекращает;

— листья поникают, желтеют, начиная с кончиков, затем кончики буреют и сморщиваются, затем листья вянут;

— цветки быстро увядают и опадают;

— опадают нижние и старые листья.

Признаки избыточности влаги:

— листья тускнеют, становятся дряблыми и обвисают;

— на листовых пластинках появляются и начинают увеличиваться коричневые пятна с признаками гнили;

— опадение старых и молодых листьев начинается одновременно;

— на цветках может появиться плесень;

— корневая шейка буреет (у некоторых видов — приобретает полупрозрачность);

— землесмесь издает неприятный запах.

Полевая всхожесть семян, отношение числа появившихся всходов к числу высеянных в поле всхожих семян, выраженное в процентах. П. в. с. зависит от качества и биологических особенностей семян, условий их хранения, почвенных и метеорологических условий периода «посев — всходы», сроков посева, глубины заделки семян и др. При прочих равных условиях чем выше лабораторная всхожесть семян и энергия прорастания, тем выше и П. в. с. При низкой П. в. с. получаются редкие всходы и большая засорённость посевов, увеличивается повреждение болезнями и вредителями, растения оказываются ослабленными и менее продуктивными.

Транспира́ция — это испарение воды растением. Основным органом транспирации является лист. Вода испаряется с поверхности листьев через клеточные стенки эпидермальных клеток и покровные слои (кутикулярная транспирация) и через устьица (устьичная транспирация).

В результате потери воды в ходе транспирации в клетках листьев возрастает сосущая сила. Это приводит к усилению поглощения клетками листа воды из сосудовксилемы и передвижению воды по ксилеме из корней в листья. Таким образом, верхний концевой двигатель, участвующий в транспорте воды вверх по растению, обусловлен транспирацией листьев.

коэффициент водопотребления — отношение величины суммарного расхода влаги (из почвенного запаса плюс атмосферные осадки) за время вегетации данной культуры к сухой массе ее урожая (валовой К. р. в.) или к массе зерна (К. р. в. по зерну).

2.3 Требования к влагообеспеченности

Корнеплодные растения формируют хороший урожай при достаточно высокой обеспеченности водой. Оптимальная влажность почвы для всех культур 75. 85 % НВ. По-разному реагируют корнеплодные растения на изменения влажности почвы. Наиболее требовательны к влаге растения семейства Капустные — редька, репа и особенно редис. Для редиса как мелко укореняющегося растения необходимо поддерживать влажность почвы на более высоком уровне, чем для других корнеплодных растений. Недостаток воды в почве обусловливает образование недоразвитых и горьких корнеплодов. При продолжительном переувлажнении почвы появляются рыхлые, водянистые корнеплоды.

Все корнеплодные растения семейства Капустные очень чувствительны к воздушной засухе. При относительной влажности воздуха ниже 60 % рост корнеплодов замедляется и усиливается образование древесинных элементов, что придает корнеплодам грубый вкус. Высокие требования к влаге предъявляют петрушка и особенно сельдерей. К растениям, способным продуцировать сравнительно высокий урожай при малых запасах воды в почве, относятся свекла, морковь и пастернак. Эти растения имеют мощную корневую систему и способны извлекать воду из глубоких слоев почвы. В то же время морковь и свекла положительно отзываются на орошение и при своевременных поливах дают существенную прибавку урожая.

Для моркови необходима хорошая обеспеченность почвы влагой, поэтому в засушливые годы в зависимости от зоны посевы поливают 1—4 раза с таким расчетом, чтобы влажность активного слоя почвы (0,5—0,7 м) не опускалась ниже 70% НВ. Поливная норма 300—500 м 3 /га. Поливы прекращают за 2—3 нед до уборки, чтобы избежать растрескивания корнеплодов и улучшить условия для механизированной уборки.

Морковь засухоустойчивее других корнеплодов. Она наиболее требовательна к достаточной обеспеченности влагой в период прорастания до появления всходов и во время роста корня. Семенникам особенно важна оптимальная влажность почвы в период укоренения корнеплодов.

Похожие главы из других работ:

4.2 Расчет ДВУ по влагообеспеченности

Действительно возможный урожай (ДВУ) рассчитывается: ДВУ = , ц/га. где ПВ — запас продуктивной влаги в метровом слое (мм); ОВ — осадки вегетационного периода, мм. ОВ рассчитывается: ОВ = ((15:112)авг +(45)июн +(55)июл +(44)авг + (14+(14:106))сент = 169,1мм.

4.2 Расчет ДВУ по влагообеспеченности

Для расчета ДВУ с учетом лимитирующего фактора (влагообеспеченности) необходимо определить запасы продуктивной влаги ко времени посева и количество атмосферных осадков за период вегетации (от посева до уборки) [6, 10].

3.2 Расчет действительно возможной урожайности по влагообеспеченности

Действительно возможная урожайность (ДВУ) — это урожайность, которая теоретически может быть обеспечена генетическим потенциалом культуры и основным лимитирующим фактором.

2.2 Планирование урожая сельскохозяйственных культур по влагообеспеченности

Программирование урожая — это получение планируемого урожая на основе учета природных ресурсов, определяющих его уровень, разработка и высококачественная реализация комплекса взаимосвязанных мероприятий.

2.5 Характеристики влагообеспеченности территории

Влагообеспеченность — отношение имеющегося в почве запаса продуктивной влаги к запасу ее при наименьшей влагоемкости. Для общей характеристики влагообеспеченности используются условные показатели.

2.3.3 Требования к влагообеспеченности

Турнепс влаголюбив, поэтому его посевы надо размещать на пониженных местах рельефа, лучше обеспеченных влагой. Повышенная потребность во влаге, в первый год жизни, проявляется в начале вегетации.

3.2 ДЕЙСТВИТЕЛЬНО ВОЗМОЖНАЯ УРОЖАЙНОСТЬ (ДВУ) ПО ВЛАГООБЕСПЕЧЕННОСТИ

Для многих районов страны одним из основных факторов, ограничивающих рост продуктивности посевов, является влагообеспеченность растений.

3.2 Действительно возможная урожайность (ДВУ) по влагообеспеченности

Для многих районов страны одним их основных факторов, ограничивающих рост продуктивности посевов, является влагообеспеченность растений.

ЗООГИГИЕНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ К ВЫБОРУ МЕСТА ДЛЯ ВОЗВЕДЕНИЯ ПТИЦЕВОДЧЕСКОГО ПРЕДПРИЯТИЯ. САНИТАРНО-ГИГИЕНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ К ПТИЦЕВОДЧЕСКИМ ПРЕДПРИЯТИЯМ

Участок для возведения животноводческих и птицеводческих построек выбирают в соответствии с планировкой населенного пункта. Место должно отвечать ветеринарно-санитарным, гигиеническим.

3.2 Действительно возможная урожайность по влагообеспеченности (ДВУ)

ДВУ — это урожай, который теоретически может быть получен по основному лимитирующему фактору. Для многих районов страны одним из основных факторов, ограничивающих рост продуктивности посевов, является влагообеспеченность растений.

3.2.2 Анализ влагообеспеченности культуры

Проводится путем сравнения запасов продуктивной влаги весной в почве с расходом на транспирацию и испарение с поверхности почвы (водопотребление). Для позднеспелого клевера это значение будет равно 500-600 м3/га, учитывая.

4.2 Расчет урожайности по влагообеспеченности посевов

Удву = 100W/Kw Удву — урожай абсолютно сухой биомассы, ц/га; W — продуктивная влага (мм); Kw — коэффициент водопотребления (мм га/ц); W = (176+153+159+173+178)/5(41+65+75+77+63)0,8 = 167,8+256,8 = 424,6; Удву = 100424,6/80 = 530,75 ц/га = 53,075 т/га.

3.2 Расчет действительно возможной урожайности (ДВУ) по влагообеспеченности

Действительно возможный урожай, то есть урожай, который может быть обеспечен генетическим потенциалом сорта и приходом ФАР при реально существующих среднемноголетних условиях и применением агротехники.

3. Программирование урожаев за счет ФАР и влагообеспеченности

Принципиально новым подходом к решению проблемы повышения урожайности при наиболее рациональном использовании материальных и трудовых ресурсов является программирование (планирование) урожаев. Запрограммировать урожай — значит.

3.2 Определение возможных урожаев по влагообеспеченности посевов

1. Сахарная свекла ДВУ=100*(138,9+225)/110=330,82 2. Кукуруза ДВУ=100*(132,0+160)/(100-14)*280*0,387=31,3 3. Яровая пшеница ДВУ=100*(136,8+175)/(100-14)*400*0,447=20,3 4. Картофель ДВУ=100*(137,8+225)/180=201,55 5. Фасоль ДВУ=100*(135,8+160)/(100-14)*600*0,465=12,3 6. Ячмень ДВУ=100*(129,9+175)/(100-14)*460*0.

Необходимость в мелиорации

Факторы жизни растений

Незаменимыми факторами жизни растений являются: свет, тепло, воздух, вода, питательные вещества, реакция среды.

В земледелии они получили название земных и космических факторов жизни растений. К космическим факторам относятся свет и тепло, к земным – вода, диоксид углерода, кислород, азот, фосфор, калий, кальций и многие другие элементы.

Космические факторы жизни растений в земледелий, по существу, не регулируются или регулируются незначительно. Земные факторы удается регулировать и создавать оптимальные условия для роста и развития культурных растений.

Рост и развитие растений зависят от интенсивности и 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 сельскохозяйственных растений широко распространен фотопериодизм, связанный с условиями освещения. К фотопериодическим реакциям относят наступление фаз роста и развития. По продолжительности освещения выделяют растения длинного дня (не менее 12 ч, такие как озимая рожь, овес, пшеница, ячмень, горох, лен-долгунец, вика, горчица), короткого (менее 12 ч – кукуруза, просо, рис, соя, фасоль, хлопчатник) и нейтрального дня.

Физиологические процессы в растении протекают только при определенном количестве тепла. Оценку потребности растений в тепле дают по сумме активных температур (выше 10 °С) за период вегетации. Колебания потребности в тепле одних и тех же культур зависят от сорта. Каждое растение предъявляет определенные требования к теплу, меняющиеся на протяжении вегетации. Особое значение имеет теплообеспеченность растений в начальные периоды жизни растений, т.е. при прорастании семян и появлении всходов. Оптимальная температура для роста и развития большинства культур 20-25°С. При температуре немногим выше 30°С наблюдается торможение роста, а при повышении её до 50-52°С растения погибают. Знание требований растений к теплу позволяет правильно установить сроки посева, разработать приемы обработки почвы и меры борьбы с сорными растениями, а также позволяет дать агроэкологическую оценку условиям выращивания и размещения культур с учетом агроландшафтов

Требования растений к влагообеспеченности. Вода – важнейшее условие жизни растений. Она необходима для прорастания семян, служит составной частью синтезируемого органического вещества, средой для питательных веществ и биохимических процессов. Оптимальная влажность корнеобитаемого слоя почвы, при которой достигается максимальная интенсивность роста растений, изменяется в пределах 65-90 % наименьшей влагоемкости (НВ). Оптимальное соотношение воды и воздуха для сенокосов и пастбищ 1:5, для овощных культур 1:2, для зерновых – 1:3. Одним из показателей потребности растений в воде служит транспирационный коэффициент, т. е. количество воды, необходимое для создания единицы сухого вещества в растении.

Потребность растений в воде изменяется по фазам роста и развития сельскохозяйственных культур.

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).

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.

По мере интенсификации земледелия 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.

Установлены определённые закономерности во взаимоотношениях растений с окружающей их средой, получившие название законов земледелия.

Закон незаменимости факторов жизни растений – не один из факторов не может быть полностью заменен другими. Согласно этому закону для роста и развития растений должен быть обеспечен приток всех факторов жизни растений – космических и земных. Например, недостаток фосфора нельзя заменить избытком азота, а ограниченное поступление света восполнить лучшим обеспечением растений водой и т.д.

Закон минимума – повышение урожайности всегда ограничено фактором, оказывающемся в минимуме.

Закон оптимума – при постоянно возрастающих дозах факторов урожайность повышается до тех пор, пока не пройдено состояние оптимума.

Закон совокупного действия факторов жизни растений. Чем больше факторов находится в оптимуме, тем меньше отрицательное влияние фактора, находящегося в минимуме.

Закон возврата. – чтобы плодородие почвы не снижалось, факторы, выносимые с урожаем (вода и питательные вещества) должны постоянно восполняться.

Соблюдение и выполнение законов земледелия позволяет направленно влиять на процессы формирования урожая и плодородие почвы.

Природная обеспеченность почв факторами жизни растений

По природным условиям, и в частности по количеству осадков и теплу, районы нашей страны далеко не одинаковы. В зависимости от баланса влаги и тепла территорию России условно делят на пять зон: тундру, лесную, лесостепь, степь, пустыню.

В тундре и лесной зоне, где осадков выпадает больше, чем испаряется, наблюдается переувлажнение и заболачивание почв. В лесостепной зоне испарение превышает количество осадков, в степной и полупустынной зонах осадков выпадает в 2,5-9 раз меньше, чем испаряется.

Помимо крупных природных зон, в нашей стране для административных и хозяйственных целей выделены природно-хозяйственные, а для целей районирования сельскохозяйственных культур, внесения удобрений и других нужд – специальные сельскохозяйственные зоны или районы. Природно-хозяйственные районы обычно включают несколько административных областей, более или менее сходных по природным условиям.

При выделении мелиоративных зон и районов и тем более отдельных объектов орошения и осушения внутри крупных природных зон приходится учитывать не только климат и ландшафт, но и почвенно-гидрологические условия:

· рельеф и механический состав почв (пойма, древняя терраса, предгорье, пески, просадочные земли и др.);

· типы почв и их сочетание (чернозёмы, дерново-подзолистые, засоленные почвы и др.);

· гидрогеологические и гидромелиоративные свойства почв и грунтов, которые характеризуются наличием водоупора, близостью стояния и минерализацией грунтовых вод, их отточностью, водопроницаемостью и водоподъёмной способностью, общей и свободной ёмкостью насыщения почв и грунтов и др.

А. Н. Костяков при выделении зон различного увлажнения пользовался коэффициентом водного баланса

где μ – коэффициент использования осадков;

Р – осадки за год, мм;

Е – испаряемость, мм.

Европейская территория России была разделена А. Н. Костяковым на три крупные зоны: избыточного увлажнения — К>1; неустойчивого увлажнения – К=1 и недостаточного увлажнения — К 1,0.

Г. Т. Селянинов при выделении климатических и сельскохозяйственных зон пользуется гидротермическим коэффициентом

где Р – сумма осадков за период вегетации, мм;

∑t – сумма среднесуточных температур воздуха за тот же период, °С.

Гидротермический коэффициент по Г. Т. Селянинову в зависимости от степени увлажнения имеет следующие значения: при полном бездождье – 0; при сильной засухе – 0,5; при границе засухи – 1; при хорошем увлажнении – 1,5; при избыточном увлажнении – 2.

Наиболее благоприятным гидротермическим коэффициентом обладают районы Нечернозёмной зоны и северной лесостепи. Гидротермические коэффициенты сильно снижаются в летние месяцы.

Мелиорация как фактор регулирования факторов жизни растений

Мелиорация – это коренное улучшение земель путем проведения гидротехнических, культуртехнических, химических, противоэрозионных, агролесомелиоративных, агротехнических и других мероприятий.

Мелиорация, изменяя водный режим почв в необходимом для сельскохозяйственного производства направлении, воздействует на воздушный, питательный, тепловой и агробиологический режимы почв, улучшает их плодородие и создает условия для получения высоких и устойчивых урожаев сельскохозяйственных культур.

Гидромелиорация – проведение комплекса мелиоративных мероприятий, обеспечивающих улучшение заболоченных, излишне увлажненных, засушливых, эродированных, смытых и других земель, состояние которых зависит от воздействия воды. Она направлена на регулирование водного, воздушного, теплового и питательных режимов почв на мелиорируемых землях.

Гидромелиорация подразделяется на виды:

Агролесомелиорация – улучшает плодородие земель при помощи древесной растительности в сочетании с травяной (облесение и залужение склонов и оврагов, создание лесных защитных полос, закрепление движущихся песков, облесение водохранилищ и т.д.

Культуртехнические мелиорации – это система мероприятий, направленных на приведение земель в состояние пригодное для сельскохозяйственного использования.

Культуртехнические мелиорации подразделяются на виды:

· Выравнивание контуров сельскохозяйственных угодий;

· Расчистка площадей от древесно-кустарниковой растительности, а также пней, камней, кочек, дернины;

· Планировка поверхности почвы;

· Первичное окультуривание пахотного слоя;

· Сельскохозяйственное использование мелиорируемых земель.

Химические мелиорации – улучшают плодородие почвы путем внесения извести, гипса, фосфоритной муки и других химических элементов.

Главной целью сельскохозяйственных мелиораций является наиболее эффективное использование земельных ресурсов.

ОЦЕНКА ВЛАГООБЕСПЕЧЕННОСТИ РАСТЕНИЙ

1 УДК ОЦЕНКА ВЛАГООБЕСПЕЧЕННОСТИ РАСТЕНИЙ 2011 г. Н. А. Муромцев Почвенный институт им. В.В. Докучаева Россельхозакадемии, , Москва, Пыжевкий пер., 7 Установлены закономерности поведения влаги в системе приземный воздух растительный покров почва с использованием потенциала влаги. Показано, что потенциал влаги в почве, листьях растений, перепады потенциала влаги в системе почва-растение, и относительная транспирация связаны между собой функциональными зависимостями. Достоверно обосновано, что каждая группа растений (гигрофиты, мезофиты и ксерофиты) характеризуется определенным узким интервалом потенциала почвенной влаги, при котором значения относительной транспирации не опускаются ниже оптимального уровня ( ). Этот интервал практически не зависит от свойств почв и метеорологических условий и может быть использован в качестве оптимального критерия влагообеспеченности растений. Ключевые слова: потенциал почвенной влаги, перепад потенциала влаги, верхняя и нижняя границы оптимального увлажнения почвы, испаряемость, наименьшая влагоемкость почвы, влажность завядания растений, абсолютная транспирация, потенциальная транспирация, относительная транспирация, влагообеспеченность почв и растений. Проблеме водного режима почв и влагообеспеченности растений посвятили свои труды многие выдающиеся ученые почвоведы и физиологи. Укажем лишь только на некоторых из них: Н.А. Максимов (1941), С.И. Долгов (1948), Н.А. Гусев (1949), А.А. Роде (1965), А.Д. Воронин (1966), Н.А. Качинский (1970), Б.Н. Мичурин (1975), И.И. Судницын (1979), Х. Пенман (1982), Н.А. Семенов и др. (2005). Водный режим почв и влагообеспеченность растений неразрывно связаны между собой, в связи с чем ее оценивают категориями и понятиями влагообеспеченности почв. В соответствии с определением (Толковый словарь, 1972; Мелиоративная энциклопедия, 2003) влагообеспеченность растений уподобляется влагообеспеченности почв. Последняя представляет собой отношение запаса продуктивной влаги в почве к запасу, соответствующему наименьшей влагоемкости почвы и диапазону активной влаги (по Н.А. Качинскому) или интервалу оптимального увлажнения (интервал оптимальной влажности, оптимальных запасов влаги и др.) почв. Под верхним пределом оптимального содержания влаги в почве принимается наименьшая влагоемкость (НВ), а нижним интервал влаги, равный НВ (Качинский, 1970; Воронин, 1985; Судницын, 1990; Муромцев, 1991; Роде, 2008). Однако возможно ли оценивать влагообеспеченность растений, исходя из понятий влагообеспеченности почв? Можем ли мы в полной мере переносить это понятие с почвы на растение? В основе большинства «действующих» методов оценки влагообеспеченности растений, так или иначе, используется информация о верхнем и нижнем пределах оптимального интервала влажности почв. В качестве критерия оптимальности водного режима почв обычно служит урожайность возделываемых культур. Однако урожай культур показатель интегральный, конечный, и его невозможно использовать для оценки влагообеспеченности растений в процессе их роста и формирования урожая. Казалось бы, что поддержание запасов влаги в почве на оптимальном уровне (например, на уровне 0.7 НВ) должно обеспечивать получение высоких и устойчивых урожаев. В действительности все обстоит гораздо сложнее, хотя бы потому, что даже запасов влаги (ЗВ), равных наименьшей влагоемкости, нередко оказывается недостаточно для покрытия расходов их на транспирацию (Т), абсолютное значение которой очень сильно зависит от испаряемости (Е 0 ). Например, при высокой испаряемости (3 5 мм/сут), когда влажность воздуха опускается до 30 25%, а температура воздуха поднимается до 25 30ºС, растению для поддержания нормальной жизнедеятельности необходим уровень абсолютной транспирации (АТ), соответствующий испаряемости, т.е. АТ=Е 0. Иными словами, поток влаги из почвы в растение должен удовлетворять потенциально возможной транспирации, соответствующей (равной) испаряемости, т.е. поток влаги (I) =АТ= Т 0. = Е 0. Однако из-за несоответствия скорости потока влаги через границу почва корень 20 21

2 растения скорости потока ее на границе лист растения атмосфера часто в природных условиях имеем ситуацию: поток влаги из почвы в растение (I) I agree.

Влияние внешних условий на урожайность сельскохозяйственных культур и эффективность удобрений

Значительная протяженность территории Российской Федерации, большое разнообразие климатических условий, почвенного покрова и возделываемых культур исключает шаблонный подход к разработке системы удобрения, требует при решении вопросов оптимизации минерального растений и повышения продуктивности пашни, учета региональных особенностей внутрипочвенной трансформации элементов питания и агротехники.

Урожайность сельскохозяйственных культур и качество продукции формируются под влиянием абиотических и биотических факторов жизни. К абиотическим факторам относятся тепло, свет, влага, режим минерального питания, к биотическим — вид и сорт растений, микробиологические процессы трансформации питательных веществ в почве и др. Максимальная продуктивность растений проявляется лишь при гармоничном сочетании всех факторов жизни. Абиотические факторы в настоящее время довольно легко контролируются, однако в полевых условиях лишь некоторые из них регулируются агротехническими приемами.

Ни один из факторов жизни растений не может быть заменен другим, все они играют определенную роль в жизни растений. Еще Ю. Либихом (1840) было показано, что продуктивность сельскохозяйственных культур определяется элементом (фактором), находящимся в минимуме. В то же время оптимизация условий произрастания позволяет несколько снизить негативное действие отдельных лимитирующих факторов. Так, например, улучшение условий минерального питания растений значительно снижает отрицательное действие кислотности почвы на их рост, повышает их устойчивость к болезням и т. д.

Действуя на интенсивность проявления факторов внешней среды, можно в определенной мере регулировать рост и развитие растений. В то же время, на каждом этапе развития растений их требования к условиям среды и роль отдельных факторов постоянно изменяются. Интенсивность воздействия внешних факторов на растения может быть слабым (недостаточным, минимальным), наиболее благоприятным для роста и развития растений (оптимальным) и экстремально высоким (максимальным). Минимум и максимум проявления факторов следует представлять как крайне негативные значения условий, при которых еще возможна жизнь растения. Реакция растений на условия произрастания и их устойчивость к изменению действия отдельных факторов жизни количественно оценивается по интенсивности фотосинтеза и дыхания.

Устойчивость (толерантность) растений к действию неблагоприятных факторам жизни характеризуется их способностью переносить экстремальные для жизни условия. Толерантность растений определяется продолжительностью жизни при экстремальных (минимальных или максимальных) проявлениях отдельных незаменимых факторов жизни. При оптимизации минерального питания диапазон толерантности растений к неблагоприятным условиям значительно увеличивается. Отзывчивость растений на интенсивность действия фактора количественно характеризуется повышением или понижением их продуктивности.

Характер реакции сельскохозяйственных культур на факторы внешней среды необходимо учитывать при разработке технологических приемов получения планируемых урожаев хорошего качества.

Урожайность сельскохозяйственных культур, наряду с интенсивностью фотосинтеза, в значительной мере зависит от активности потребления корневой системой элементов питания, которая в значительной мере контролируется обеспеченностью корней продуктами фотосинтеза, содержанием элементов питания в почве и агрофизическими свойствами почвы (плотность, условия аэрации, водного и температурного режимов), оказывающих непосредственное влияние на развитие и активность корней.

Способность корневой системы обеспечивать растения водой и элементами питания в значительной степени зависит от ее мощности и морфологического строения. Чем больше масса и более разветвленная корневая система растений, тем выше доступность им элементов питания. Растения с мощной корневой системой лучше обеспечены водой и питательными веществами, устойчивее к неблагоприятным внешним условиям. Примером являются дикие формы растений, у которых масса корневой системы значительно преобладает над надземной вегетативной массой. Интенсивность поглощения элементов питания корневой системой в значительной мере зависит от ее удельной поверхности. Основное количество элементов питания поступает в растения в зоне корневых волосков (зоне поглощения) растущих кончиков корня, благодаря высокой активности и большой поверхности.

Поскольку поглощение элементов питания растениями связано с затратами энергии, то поглотительная деятельность корней может осуществляться только в аэробных условиях, при хорошем обеспечении корней продуктами фотосинтеза и кислородом. Аэрация почвы играет важную роль не только в поглотительной деятельности корней, она оказывает также большое влияние на биологические и химические процессы внутрипочвенной трансформации элементов питания.

К числу наиболее актуальных задач агрохимии относится разработка методов контроля и управления продукционным процессом сельскохозяйственных культур. Использование для разработки системы удобрения только агрохимических показателей (свойств) почвы явно недостаточно. В современных условиях требуется комплексная характеристика функционального состояния почв и их пригодности для определенных сельскохозяйственных культур. Такая оценка почвы имеют важное значение для агронома, основной производственной задачей которого является получение возможно большего количества продукции растениеводства и прибыли с единицы площади.

В европейской части Нечерноземной зоны преобладают дерново-подзолистые суглинистые почвы (68%), супесчаные и песчаные занимают 17%, глинистые — 15%. Наиболее благоприятными агрофизическими свойствами для сельскохозяйственных культур обладают легко- и среднесуглинистые почвы. Глинистые, супесчаные и песчаные дерново-подзолистые почвы, как правило, менее плодородны по сравнению с суглинистыми.

В свое время Д. И. Прянишников (1965) писал, что почвы в Нечерноземной зоне, не знающие сильных засух, при известковании и внесении необходимого количества минеральных и органических удобрений могут давать высокие устойчивые урожаи, а гарантированный сбор зерна позволит застраховать страну от последствий засух, часто наблюдаемых в южных районах.

При систематическом внесении 1,2-1,5 ц/га действующих веществ с минеральными удобрениями и 5-6 т/га органических на фоне известкования и хорошей агротехники, в Нечерноземной зоне можно получать устойчивые урожаи зерновых культур 22-25 ц/га, сена многолетних трав — 40-50, зеленой массы кукурузы — 350-400 и картофеля — 220-250 ц/га. Естественное плодородие дерново-подзолистых суглинистых почв позволяет получать зерна лишь 10-14 ц/га, а песчаных и супесчаных — 7-8 ц/га. Поэтому поддержание и повышение плодородия почв, является одной из важнейших государственных социально-экономических задач. В РФ государство возлагает на землепользователей полную ответственность за агрономическое и экологическое состояние почв.

Плодородие почвы — совокупность свойств почвы, обеспечивающих необходимые условия для жизни растений — создание для них благоприятного водного, воздушного, теплового режимов и, прежде всего, ее способность удовлетворять потребность растений в элементах питания в течение всего периода вегетации. В агрономическом аспекте плодородие почвы определяется ее способностью к производству растениеводческой продукции, производить урожаи («родить плоды») в условиях присущего ей климата и измеряется продуктивностью (урожайностью) сельскохозяйственных культур. Наиболее важным показателем плодородия почвы является уровень содержание в ней необходимых растениям элементов питания, которые могут быть использованы ими на формирование урожая. Различают потенциальное (скрытое, запасное) и эффективное (реальное) плодородие почвы. Между потенциальным и реальным плодородием почвы часто не наблюдается прямой зависимости. Известны случаи, когда почва, хорошо обеспеченная основными элементами питания является недостаточно плодородной, например, мощный чернозем при плохой, несвоевременной обработке или длительной засухе. И, напротив, почва сравнительно менее богатая запасами элементов питания может быть более плодородной.

Потенциальное плодородие почвы определяется валовым (общим) содержанием (запасом) в почве элементов питания (макро — и микроэлементов), зависящим от минералогического состава почвообразующих пород, гумуса, а также климатических условий — водного и теплового режимов. Общее содержание элементов питания в почве во много раз превышает годовую потребность культур, но не может служить надежным показателем обеспеченности ими растений, так как лишь незначительная часть общего количества элементов питания переходит в растворимые формы и может быть использована растениями.

Эффективное плодородие почвы обусловливается содержанием в ней подвижных, доступных растениям форм элементов питания и рядом других факторов, оказывающих непосредственное влияние на состояние, рост и развитие растений. Эффективное плодородие почвы реализуется на базе потенциального плодородия и в определенной мере поддается регулированию с помощью агротехнических приемов. Уровень эффективного плодородия оценивается по урожайности сельскохозяйственных культур и качеству продукции.

Максимальная урожайность сельскохозяйственных культур достигается лишь при полном гармоничном соответствии внешних факторов и уровня содержания элементов питания в почве с внутренней физиологической потребностью в них растений.

Потенциальное и эффективное плодородие почв может быть естественным (природным) и искусственным (антропогенным), обусловленным совокупным воздействием на почвообразующую породу или грунт агротехнических приемов — внесения органических и минеральных удобрений, проведение химической мелиорации и т. д.

Уровень эффективного плодородия почвы обусловливается многими ее свойствами, которые определяются совокупным действием природных и агротехнических факторов. Совокупность показателей свойств почвы, характеризующих эффективное плодородие почвы можно условно разделить на:

  1. Агрохимические — содержание гумуса, реакция почвенной среды, емкость поглощения, состав поглощенных оснований, содержание доступных растениям подвижных форм макро- и микроэлементов в почве.
  2. Биологические свойства почвы характеризуются видовым составом, численностью и активностью почвенной фауны и микроорганизмов, фитосанитарным состоянием почвы.
  3. Агрофизические — плотность почвы, скважность, гранулометрический и агрегатный состав, влагоёмкость, мощность пахотного слоя и др.
  4. Внешние факторы — продолжительность вегетационного периода, интенсивность солнечной радиации, водный, температурный и воздушный режимы и другие природные условия.

Факторы плодородия взаимозависимы и взаимообусловлены. В агрономическом аспекте плодородие почвы следует рассматривать, как способность почвы обеспечивать определенный режим усвоения растениями солнечной энергии и элементов питания.

Потенциальное плодородие почв оказывает опосредованное влияние на продуктивность сельскохозяйственных культур, через улучшение технологических условий их возделывания и стабилизацию внешних факторов (гомеостаз почв и растений). Основным критерием эффективного плодородия почвы является урожайность и качество продукции, контролируемые содержанием в ней подвижных форм элементов питания.

В то же время уровень плодородия почвы обусловливается не только естественными свойствами и состоянием. Оно в значительной мере зависит от уровня развития производительных сил и, прежде всего, от степени участия человека в управлении продукционным процессом. Следовательно, плодородие почвы не является стабильным ее свойством, а постоянно изменяется в зависимости от характера и интенсивности антропогенного воздействия. Чем шире и глубже наши научные познания о почве, чем выше уровень химизации и совершеннее техника земледелия, тем выше будет почвенное плодородие.

В то же время некоторые параметры почвы оптимальные для одних культур не являются лучшими для других. Отдельные параметры почвы, например, содержание гумуса или емкость катионного обмена (ЕКО) почвы, в целом, не имеют какого-либо верхнего предела. В агрохимическом, экологическом аспектах для значительного большинства факторов (например, содержание макро — и микроэлементов), обусловливающих плодородие почвы, важно контролировать и поддерживать такой их минимальный уровень, который еще не ограничивают продуктивность культур севооборота и не снижают качество урожая.

Оптимальное плодородие почвы характеризуется минимальным уровнем агрохимических и биологических свойств почвы, обеспечивающих заданную урожайность и качество продукции. Когда мы говорим о естественном плодородии почв, то, несомненно, желаем, чтобы они отличалась высоким содержанием гумуса, азота, фосфора, калия и других элементов питания. Однако, если планируется повышение почвенного плодородия за счет применения удобрений и агротехнических мероприятий по окультуриванию почв, то вопросы максимального повышения агрохимических и других свойств почвы ставить некорректно, поскольку это связано с большими, длительно не окупаемыми затратами.

Уровень создаваемого или поддерживаемого плодородия почвы должен соответствовать уровню продуктивности сельскохозяйственных культур. При низкой урожайности нет необходимости в агрономическом, экономическом и экологическом аспектах поддерживать высокое плодородие почв. Без установления требуемой продуктивности растений и их биологических особенностей рассматривать вопросы почвенного плодородия некорректно, поскольку для каждого уровня урожайности и вида растений следует поддерживать соответствующее плодородие почвы. Так, высокая продуктивность картофеля, моркови и льна наблюдается лишь на хорошоокультуренных легкосуглинистых почвах, а овес и подсолнечник дает высокие урожаи и на среднеокультуренных почвах.

В агрохимическом аспекте повышение плодородия почвы обусловливается не столько односторонним увеличением доз минеральных удобрений, сколько их гармоничным сочетанием с органическими и микроудобрениями, а также рациональными агротехническими приемами мобилизации элементов питания почвы без ее истощения.

Наиболее устойчивыми агрохимическими показателями плодородия почвы является содержание гумуса, общего азота, фосфора и калия. Поддержание определенного уровня гумусированности почвы возможно лишь при возделывании в севообороте многолетних трав, а создание требуемого уровня содержания фосфора, калия и других элементов питания в почвах достигается систематическим внесением соответствующих удобрений.

Поскольку процессы внутрипочвенной трансформации фосфора растворимых удобрений в нерастворимые фосфаты протекают довольно быстро, то для снижения затрат на их внесение целесообразно запасное внесение.

К наиболее мобильным элементам питания относятся азот, кальций и магний. Уровень их содержания в почве определяется почвенно-климатическими и агротехническими условиями возделывания сельскохозяйственных культур. Для снижения потерь нитратов, кальция и магния в результате вымывания осадками важное значение имеет разработка адаптивной к условиям агроландшафта системы удобрения, обеспечивающей в течение вегетационного периода на полях хорошо развитый травостой. Важно отметить, что в летний период под хорошо развитыми растениями вымывания элементов питания, в том числе нитратов, практически не наблюдается. Инфильтрация азота, кальция и магния за пределы корнеобитаемого слоя почвы происходит в осенний и в весенний периоды, когда почва переувлажнена и лишена растительного покрова.

Неизбежным результатом земледелия без применения удобрений является снижение естественного плодородия и постепенная деградация почв, вследствие постоянного отчуждения элементов питания с растениеводческой продукцией. Вынос питательных веществ растениями далеко не всегда пропорционален содержанию их в почве, поэтому, прежде всего, важно знать какие элементы ограничивают урожайность в настоящее время или могут лимитировать её в ближайшее годы. Чтобы корректировать свойства почвы в нужном направлении, необходимы знания процессов, обусловленных природными факторами и производственной деятельностью человека.

Все агротехнические мероприятия, связанные с применением минеральных, органических удобрений и мелиорантов, направлены на сохранение и повышение плодородия почв — улучшение состояния комплекса основных факторов, обусловливающих продуктивность сельскохозяйственных культур. Плодородие почвы нельзя охарактеризовать, учитывая лишь ее химический состав или агрофизические свойства. Оно является интегральным показателем соответствия климатических, агрохимических, агрофизических и биологических факторов оптимальным условиям роста и развития растений, а также наглядной характеристикой уровня знаний и умений технолога регулировать протекающие в ней процессы.

Воздействие на почву в результате её хозяйственного использования (обработка почвы, водная мелиорация, применение удобрений и других средств химизации земледелия), наряду с положительным действием, в отдельных случаях может оказывать отрицательное влияние на почвенное плодородие, проявляющееся в усилении водной и ветровой эрозии, потере гумуса, уплотнении почв или загрязнении нехарактерными для почвы веществами. Поэтому реальное и потенциальное плодородие почвы зависит не только от ее генезиса, но и от хозяйственной деятельности человека.

Для обеспечения стабильного роста урожайности сельскохозяйственных культур важнейшей задачей землепользователей должно быть поддержание уровня эффективного плодородия почв. Некоторое время вполне удовлетворительная обеспеченность растений элементами питания может быть достигнута за счет увеличения минерализации почвы при частом ее рыхлении. Если требуемая продуктивность посевов достигается путем интенсификации агротехнических приемов, приводящих к мобилизации элементов питания естественного плодородия почвы, то необходим постоянный контроль за ее состоянием, чтобы не допустить чрезмерного истощения.

В целом, формирование урожая протекает под совокупным влиянием широкого спектра внешних факторов: климатических (водного, температурного и воздушного режимов), свойств почвы (агрохимических, биологических и физических), а также агротехнических приемов возделывания сельскохозяйственных культур, каждый из которых оказывает определенное непосредственное или косвенное действие на продуктивность посевов.

В этой связи при разработке технологий получения высоких урожаев с заданным качеством продукции необходимо учитывать, и по возможности регулировать участие в формировании урожая каждого фактора роста и развития растений, и в первую очередь тех, которые больше всего лимитируют продуктивность — это влагообеспеченность, рН, содержание элементов питания в почве и др.

Агрофизические свойства почвы (плотность, скважность, влагоёмкость, воздухопроницаемости и др.), обусловленные в значительной мере ее гранулометрическим составом и содержанием гумуса, оказывает большое влияние на продуктивность посевов и эффективность удобрений. Ухудшение физических свойств почв при уплотнении почвы под воздействием ходовых систем сельскохозяйственных машин приводит к существенному снижению урожайности и, прежде всего, овощных культур, корне-, клубнеплодов. Значительное снижение урожайности картофеля, сахарной свеклы, моркови и других корнеплодов обусловлено большой затратой растениями энергии на механическую работу по деформации уплотненных почв во время роста и увеличения объема сильно погруженные в почву корнеплодов (сахарная свекла, морковь) и клубней.

Похожие статьи:

  • Двойное гражданство выгоды и трудности по праву В чём плюсы и минусы двойного гражданства: мнения ИА REX: В чём плюсы и минусы двойного гражданства. Что можно сказать на основании опыта других стран? Юрий Юрьев, политконструктор: Спустя […]
  • Требования к навозохранилищам Навозохранилища. Типы навозохранилищ. Способы хранения навоза Различают навозохранилища двух типов: наземные и котлованные (углубленные). Наземные навозохранилища устраивают в том случае, […]
  • Получили право выезжать за границу За первые полгода запрет на выезд за границу получили 126 тысяч жителей Москвы Как отметили в ведомстве, это на 100% больше, чем в первом полугодии 2017 года, когда было вынесено 62 тыс. […]
  • Расчет неустойки по гк формула Расчет неустойки по гк формула Автострахование Жилищные споры Земельные споры Административное право Участие в долевом строительстве Семейные споры […]
  • Штраф продавца за продажу алкоголя несовершеннолетним Как не получить штраф за продажу алкоголя несовершеннолетним? В Российской Федерации продажа алкоголя является особым видом деятельности. Под «особенностью» подразумевается обязательное […]
  • Взять кредит под материнский капитал в россельхозбанке Как получить кредит под материнский капитал в Россельхозбанке? Добавление материнского капитала в число вариантов возможной финансовой помощи молодым семьям России позволило сегодня […]
Смотрите еще:  Приказ по пограничным войскам
Перспектива. 2019. Все права защищены.