БИОЛОГИЧЕСКИЕ И ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ РАСТЕНИЕВОДСТВА

Формирование урожая — сложный динамический процесс. Продукционный процесс и его динамические характеристики определяются генетической программой вида, сорта, требованиями растений к теплу, влаге, свету, почве, питательным веществам. Отклонение этих факторов от оптимального уровня оказывает отрицательное влияние на формирование элементов продуктивности.

ФАКТОРЫ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИЕ РОСТ И РАЗВИТИЕ РАСТЕНИЙ

Факторы, оказывающие влияние на рост, развитие растений, урожай и его качество делят на регулируемые, частично регулируемые и нерегулируемые.

  • 1. Регулируемые факторы:
    • • культура, сорт, технологические приемы с учетом особенностей роста и развития растений (использование адаптированных сортов, обоснование сроков посева, применения регуляторов роста, нормы высева, глубины посева, ухода и способов уборки);
    • • засоренность посевов (агротехнические меры борьбы с сорняками, применение гербицидов);
    • • поражение растений вредителями и болезнями (агротехнические меры и применение инсектицидов, препаратов по борьбе с болезнями).
  • 2. Частично регулируемые факторы:
    • • влажность почв;
    • • распределение снега по полю, снегозадержание;
    • • водная и ветровая эрозия (ландшафтное земледелие, система обработки почв);
    • • почвенное плодородие;
    • • содержание гумуса в почве;
    • • реакция почвенного раствора;
    • • емкость поглощения почвенного поглощающего комплекса;
    • • микробиологическая активность почвы;
    • • уровень обеспеченности элементами питания.
  • 3. Нерегулируемые факторы:
    • • природно-климатические (теплообеспеченность, среднесуточные температуры, сумма активных температур, сумма и распределение осадков и т.п.), тип и гранулометрический состав почв, рельеф;
    • • климат — основной фактор, определяющий, подходит ли культура

для возделывания в данных условиях.

Факторы, воздействующие на рост, развитие растений и формирование урожая, могут быть разделены на биотические (сорняки, вредители, болезни) и абиотические. Абиотические факторы определяют условия, в которых выращивается культура (температура, состав и свойства почв, например, кислотность, засоленность). Эти условия могут изменяться в зависимости от места (района возделывания, поля) и времени. К абиотическим факторам относятся также источники жизни растений, т.е. те, что поглощаются растениями: свет, кислород, углекислый газ, влага, минеральные питательные вещества. Воздух снабжает растения не только углекислым газом, необходимым им для фотосинтеза, но и кислородом, используемым ими в процессах дыхания. Эти соединения также нужны для химических и биологических процессов, происходящих в почве.

Источники жизни растений в отличие от условий могут быть объектами конкуренции. Каждый вид растений находится под влиянием каждого фактора. Различия видов и сортов по отношению к разным факторам среды определяют, может ли данный вид или сорт выращиваться в данном регионе. Одни виды могут быть влаголюбивыми, другие — адаптированными (приспособленными) к засушливым условиям.

Значение факторов, оказывающих влияние на рост, развитие растений и формирование урожая отражено в законах земледелия.

Закон равнозначности и незаменимости факторов: ни один из факторов не может быть заменен другим.

Закон оптимума. Для каждого вида и фактора действует закон оптимума, это определенные пределы фактора, при которых растение развивается наилучшим образом. Уменьшение или увеличение уровня фактора влияет отрицательно на рост и развитие, усиливая стресс до определенных пределов. За этими пределами устойчивости начинается гибель растения. Между оптимальным уровнем и предельными значениями устойчивости к максимальному и минимальному уровням фактора находится зона стресса.

Совместно действующие факторы должны соответствовать потребностям растений. Каждый вид имеет свои оптимальные пределы, зоны стресса и лимиты устойчивости к каждому абиотическому фактору.

Экспериментальные данные показывают, что разные виды различаются по характеристикам в отношении оптимума и лимитов (границ) выносливости. Некоторые растения совсем не выдерживают отрицательных температур, другие выдерживают непродолжительные заморозки, на третьи продолжительные морозы в определенных пределах не оказывают отрицательного влияния. Следовательно, экосистема (агроценоз) развивается наилучшим образом там, где все условия оптимальны, и ухудшается, когда один фактор (условие) или несколько отклоняются от оптимума.

Закон ограничивающих (лимитирующих) факторов, или закон минимума. Развитие растений и урожайность ограничиваются фактором, находящимся в минимуме. В 1840 г. Ю. Либих изучал действие минеральных питательных веществ на рост растений. Он наблюдал, что ограничение только одного из многих питательных элементов в любое данное время вызывает один и тот же эффект угнетения роста. Таким образом, один из любых факторов, находясь вне зоны оптимума, будет вызывать стресс и лимитировать рост, развитие и даже выживаемость растений в агроценозе.

Лимитирующий фактор может изменяться со временем. Например, в один и тот же сезон — весной лимитирующим фактором может быть недостаток тепла, позже — минеральное питание, затем — водный стресс во время случившейся засухи. Поэтому, если корректируется один лимитирующий фактор, рост восстанавливается только до начала действия второго и т.д. Генетический потенциал культуры и сорта — основной (окончательный) лимитирующий фактор.

Закон возврата — поддержания и повышения почвенного плодородия.

Закон плодосмена: обоснованное чередование культур обеспечивает хорошее фитосанитарное состояние почв и высокую урожайность культур.