Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow Агропромышленность arrow Растениеводство

ТРЕБОВАНИЯ РАСТЕНИЙ К ЭКОЛОГИЧЕСКИМ ФАКТОРАМ

Каждая полевая культура предъявляет определенные требования к факторам среды: к теплу, влаге, свету, длине дня, почвам, питательным веществам.

Требования к теплу. Температура — один из факторов, ограничивающих рост растений. Температура выше 40°С может вызывать гибель растений. Изотерма 10°С в летние месяцы отмечает предел роста для большинства культур. Активной температурой принято считать нижний порог температуры, при которой все физиологические процессы в растении проходят нормально. Условно за такой порог принята температура 10°С. Для прохождения периодов онтогенеза каждого вида и сорта растений требуется своя сумма активных температур. Зная сумму активных температур сорта за каждый межфазный период, можно прогнозировать наступление определенной фазы развития, а также определить возможность возделывания культуры, сорта и надежность вызревания семян в конкретных условиях.

Для обоснования срока посева нужно знать минимальную температуру прорастания семян культуры, а также устойчивость всходов к заморозкам. Например, яровые зерновые культуры, относящиеся к хлебам I группы (пшеница, ячмень, овес), начинают прорастать при температуре 2—3°С, а их всходы выдерживают заморозки от —4 до —5°С. Эти культуры относятся к ранним срокам посева. Минимальная температура прорастания семян кукурузы — 8— 10°С. Поэтому кукурузу сеют, когда почва на глубине заделки семян прогреется до нужной температуры.

Требования к свету. Солнечный свет — необходимое условие для фотосинтеза растений, выращиваемых в поле. Продолжительность дня зависит от времени года и широты. На экваторе постоянно день равен ночи, продолжительность дня —12 ч. Для северных широт характерны длинные летние дни.

Виды и сорта культурных растений по отношению к длине дня делят на длиннодневные, короткодневные и нейтральные. Экотипы, сформировавшиеся в условиях короткого дня, при длинном дне долго не зацветают и в целом увеличивают продолжительность вегетации. Это наблюдается с продвижением таких культур (например, кукурузы, сои) в более северные районы. При возделывании культур и сортов в полевых условиях конкретного региона необходимо учитывать их реакцию на длину дня. Отношение к фотопериодизму у культур связано с рядом других биологических особенностей, которые необходимо учитывать при их возделывании. Культуры короткого дня по сравнению с длиннодневными менее холодостойки, медленно растут в начале вегетации и поэтому очень чувствительны к вредному воздействию сорняков, обгоняющих их в росте. Эти культуры более засухоустойчивы и требуют за вегетацию большей суммы активных температур по сравнению с растениями длинного дня. Разные виды неодинаково относятся к интенсивности солнечного освещения. Например, лен-долгунец (культура длинного дня) может выращиваться только при умеренном освещении, для формирования хорошего урожая волокна благоприятна облачная погода.

Рост и развитие растений можно регулировать, используя разные сроки посева в зависимости от биологических особенностей культуры и цели ее возделывания. При разных сроках посева отдельные межфазные периоды растений оказываются в разных условиях длины дня, температуры, распределения осадков. В северных широтах при позднем посеве может сокращаться продолжительность отдельных межфазных периодов. Однако растения могут не вызреть из-за неблагоприятной холодной и дождливой погоды осенью.

Требования к влаге. Урожайность культур зависит от влагообеспе-ченности растений в течение вегетации. Влагоемкость почвы — величина, характеризующая способность почвы к удержанию влаги. Ряд показателей характеризует способность почвы удерживать влагу и способность растений использовать ее.

Полная влагоемкость (ПВ) — наибольшее количество воды, содержащееся в почве при заполнении влагой всех пор и пустот.

Предельная полевая влагоемкость (ППВ; синоним НВ — наименьшая влагоемкость) — это влагоемкость, установившаяся после стекания избытка воды. Это наибольшее количество воды, которое почва способна удержать в неподвижном состоянии после обильного дождя или искусственного увлажнения (на 2—3-й день).

Капиллярная влагоемкость (КВ) — количество влаги в почве, удерживаемое капиллярными силами.

Влажность разрыва капилляров (ВРК) находится в интервале между ППВ (НВ) и влажностью устойчивого завядания растений (ВЗ).

Влажность завядания растений (ВЗ) — влажность почвы, при которой растения не могут брать влагу из почвы и необратимо завядают.

Диапазон доступной влаги: ДДВ = ППВ — ВРК.

Для реализации потенциальной продуктивности растений влажность почвы в течение вегетации должна составлять 100—60% ППВ при ВРК - 55-60% ППВ, ВЗ - 35-45% ППВ.

Отметим, что ППВ можно выразить в % влаги к абсолютно сухой почве. Почвы разного гранулометрического состава и гумусирован-ности удерживают влагу (ППВ) в разной степени (табл. 2.3).

Таблица 2.3

Влажность почвы разного гранулометрического состава, % в сухом

веществе

Почва

ППВ

ВРК

ВЗ

Песчаная

8-12

5-7

3—6

Суглинистая

12-26

7-15

6-12

Глинистая

26-34

16-20

12-24

Для среднесуглинистых почв с содержанием гумуса около 2% ППВ может составлять около 25—26% на абсолютно сухую почву. Для супесчаных слабогумусированных почв этот показатель снижается до 20—22%, а для тяжелых суглинков с содержанием гумуса

4—5% увеличивается до 30—34%. Чтобы в любой период вегетации определить влажность почвы в процентах ППВ, необходимо знать, какой влажности почвы в % на абсолютно сухое вещество соответствует ППВ и какова влажность почвы на абсолютно сухое вещество в данный момент. Например, ППВ соответствует 25% влажности на абсолютно сухую почву, а влажность почвы во время анализа составила 15%, т.е. она равна 60% ППВ. Причем ВРК является нижним пределом оптимальной влажности почвы.

Влажность воздуха определяют в % от полной насыщенности воздуха парами воды (туман, дождь). Испарение с поверхности почвы и транспирация усиливаются с повышением температуры и с уменьшением влажности воздуха. Это увеличивает потребность растений в доступной влаге. Общее потребление влаги с поля через испарение и транспирацию зависит от величины урожая, продолжительности его формирования каждой конкретной культурой. Виды и сорта с короткой вегетацией и выращиваемые в холодный период требуют меньше влаги. Отношение осадков к испарению используют как ин-деке: 100%, если осадки равны испарению. В засушливых условиях индекс может составить 20%, а во влажных — более 100%.

Гидротермический коэффициент (ГТК) позволяет оценить условия увлажнения в конкретном месте с учетом прихода влаги с осадками и температурного режима, влияющего на испарение влаги. По Селя-нинову ГТК рассчитывается как отношение суммы осадков за период с температурой выше 10°С (обычно июнь — август) к сумме температур выше 10°С за тот же период.

Транспирационный коэффициент отражает потребность растений во влаге, учитываемой через транспирацию растений, для создания единицы сухой биомассы. Этот показатель изменяется в широких пределах в зависимости от вида и сорта растений, а также почвенноклиматических условий и погоды. Транспирационный коэффициент возрастает в условиях водного стресса и при повышенной температуре. У озимой пшеницы он составляет 350—450, у гороха — 400—550, у кукурузы — 250—300. При определении эффективности использования влаги растениями применяют показатель продуктивности транспирации, обратный транспирационному коэффициенту и определяемый как сухая биомасса, сформированная на единицу транспи-рируемой растением влаги.

Посев как агрофитоценоз представляет собой совокупность растений на единице поверхности почвы. Коэффициент водопотребления характеризует расход влаги на создание единицы сухой биомассы через транспирацию растений и через испарение с поверхности почвы.

Коэффициент водопотребления позволяет оценить эффективность использования влаги при сравнении разных культур, их сортов, приемов возделывания, агротехнологий. Для этого учитывается запас влаги в метровом слое почвы перед посевом культуры и после ее уборки. Указанная разница плюс осадки за этот же период составят суммарное водопотребление (в т/га). Поделив этот расход на урожайность сухой биомассы или хозяйственно ценную часть урожая (т/га), получим коэффициент водопотребления.

Потребность в воде изменяется по фазам развития растений. Периоды наибольшей потребности во влаге, обычно связанные с формированием в это время элементов продуктивности, называют критическими. Для хлебов I группы (пшеницы, ржи, ячменя, овса) критический период — выход в трубку — колошение, для кукурузы — цветение — молочное состояние зерна, для зерновых бобовых — цветение — образование плодов, для подсолнечника — образование корзинки — цветение, для картофеля — клубнеобразование.

Требования к почвам. Почва — сложная система. Ее свойства определяются многими показателями, которые оказывают влияние на рост, развитие растений, урожай и его качество. Почвы делятся на типы: подзолистые, дерново-подзолистые, серые лесные, каштановые, черноземные и др. Классификация и некоторые характеристики почв разного гранулометрического состава представлены в табл. 2.4 и 2.5.

Таблица 2.4

Классификация почв по гранулометрическому составу (по Качинскому)

Название почвы по гранулометрическому составу

Содержание физической глины (частиц > 0,01 мм), %

Содержание физического песка (частиц > 0,01 мм), %

Песок рыхлый

0-5

100-95

Песок связный

5-10

95-90

Супесь

10-20

90-80

Суглинок легкий

20-30

80-70

Суглинок средний

30-40

70-60

Суглинок тяжелый

40-50

60-50

Глина легкая

50-65

50-35

Глина средняя

65-80

35-20

Глина тяжелая

> 80

>20

Таблица 2.5

Некоторые характеристики почв разного гранулометрического состава

Показатель

Почвы

легкие

тяжелые

Порозность, %

37-43

47-53

Плотность, г/см3

1,5-1,7

1,2-1,4

Полная полевая влагоемкость (ППВ), %

4-14

22-35

Влажность разрыва капилляров (ВРК), %

3-8

12-25

Влажность завядания (ВЗ), %

2-7

10-20

Диапазон доступной влаги (ДДВ), %

2-8

12-15

Примечание. ППВ (НВ), ВРК, ВЗ, ДДВ измеряются в % от абсолютно сухой почвы.

При возделывании видов и сортов растений нужно учитывать их отношение к реакции почвенной среды (pH), засоленности почвы, ее фитосанитарному состоянию, загрязнению тяжелыми металлами и другими токсическими веществами. Такие культуры, как рожь, овес, картофель, лядвенец рогатый, хорошо растут и могут формировать высокий урожай на кислых почвах pH 5,0—5,5 (кислототерпимые культуры), а люпин желтый даже при pH 4,5—5,0. В то же время такие культуры, как люцерна, сахарная свекла, требовательны к реакции почвенной среды, близкой к нейтральной.

Растения, в свою очередь, оказывают влияние на многие свойства почв. Многолетние бобовые травы накапливают биомассу и азот в корневой системе. Они улучшают структуру и повышают плодородие почв. Зерновые бобовые культуры накопленные питательные вещества к концу вегетации сосредоточивают в семенах. Они не обогащают почву азотом, но и не истощают ее, как другие культуры, благодаря азотфиксации.

При повторном посеве культуры на одном и том же поле или ее высоком насыщении в структуре посевных площадей возникают проблемы, связанные с фитосанитарным состоянием почвы. В почве накапливаются патогенные организмы, причем в таких количествах, что становится невозможно выращивать культуру на этом поле. Это неоднократно отмечалось при возделывании льна, подсолнечника, люпина. Поэтому чередование культур с учетом их биологии является одним из условий устойчивого земледелия («рационального» по терминологии ФАО — Продовольственной и сельскохозяйственной организации Организации Объединенных Наций; ФАО — сокращение от FAO — Food and Agriculture Organization of the United Nations).

Требования к элементам питания. Различные культуры предъявляют неодинаковые требования к потреблению макро- и микроэлементов в расчете на единицу урожая, а также к уровню обеспеченности почвы этими элементами. Чтобы судить об обеспеченности растений необходимыми элементами питания, надо знать уровень их потребления в расчете на единицу сухой биомассы или на единицу хозяйственно ценной части урожая (например, зерна у зерновых культур). Это позволяет определить потребление и вынос элементов питания с планируемым урожаем, а также источники поступления этих элементов (из почвы, удобрений, за счет азотфиксации у бобовых культур).

Г.С. Посыпанов обобщил данные о максимальном потреблении и выносе элементов питания для разных культур (табл. 2.6).

Максимальное потребление отражает реальное потребление элементов питания растениями в процессе их роста, развития и формирования урожая в течение вегетации. На последних этапах вегетации отмечается постепенное пожелтение и опадение листьев. После уборки культуры часть поглощенных растением элементов питания возвращается в почву с корневыми и пожнивными остатками. Вынос

Вынос и максимальное потребление элементов питания на 1 т основной продукции и соответствующее количество

биомассы других органов, кг

Культура

Вид про-дукции

Максимальное потребление

Вынос

N

Р205

К20

N

Р205

К20

Зерновые мятликовые

Ячмень

Зерно

30

11

20

26

9

15

Рожь озимая

Зерно

31

14

26

21

11

20

Овес

Зерно

33

14

29

27

11

22

Кукуруза

Зерно

34

12

37

28

10

26

Пшеница озимая

Зерно

35

13

23

30

9

15

Пшеница яровая

Зерно

42

12

30

35

10

17

В среднем

Зерно

34

13

27

29

10

19

Зерновые бобовые

Горох полевой

Семена

53

23

26

45

20

17

Горох посевной

Семена

64

21

29

50

16

24

Вика посевная

Семена

74

20

28

62

14

16

Чина

Семена

70

19

39

58

16

30

Фасоль

Семена

66

25

40

53

22

29

Чечевица

Семена

70

23

38

59

20

28

Кормовые бобы

Семена

65

26

55

52

20

44

оо

оо

Культура

Вид про-дукции

Максимальное потребление

Вынос

N

Р205

К20

N

Р205

К20

Нут

Семена

64

25

60

52

21

49

Люпин узколистный

Семена

78

20

51

67

19

43

Люпин желтый

Семена

80

22

50

68

19

42

Соя

Семена

82

26

47

72

23

38

В среднем

Семена

69

23

42

58

19

33

Бобовые травы

Клевер луговой

Сено

31

9

22

22

5

16

Лядвенец рогатый

Сено

32

13

28

21

8

17

Люцерна средняя

Сено

39

10

24

26

5

14

В среднем

Сено

34

11

24

23

6

16

Мятликовые травы

Овсяница

Сено

19

7

20

15

5

17

Тимофеевка

Сено

19

9

28

15

7

22

Кострец безостый

Сено

22

10

25

17

6

18

Житняк

Сено

21

11

33

16

6

27

В среднем

Сено

20

9

26

16

6

21

Прочие полевые культуры

Картофель

Клубни

6,2

2,0

8,0

5,0

1,5

6,0

Культура

Вид про-дукции

Максимальное потребление

Вынос

N

Р205

К20

N

Р205

К20

Кукуруза

Силос

3,6

1,0

3,8

3,2

0,8

3,0

Подсолнечник

Силос

2,8

0,7

6,0

2,4

0,6

6,0

Подсолнечник

Семена

60

26

186

50

22

160

Сахарная свекла

Корне

плоды

5,9

1,8

7,5

5,1

1,6

13,7

Морковь

Корне

плоды

3,2

1,0

5,0

2,4

0,7

6,4

Лен долгунец

Семена

107

53

92

90

49

87

Лен долгунец

Волокно

80

40

70

72

34

61

и>

СП

питательных веществ равен их максимальному потреблению за вычетом их количества в тех органах растений или их частях, которые остаются в почве или на ее поверхности после уборки культуры.

Показатели выноса и максимального потребления питательных веществ зависят от особенностей культуры, ее сорта, а также от почвенно-климатических и погодных условий. Различия культур в потреблении элементов питания на формирование 1 т семян можно проследить, сравнивая потребление калия яровой пшеницей — 30 кг, люпином желтым — 50 кг и подсолнечником — 186 кг.

В среднем зерновые хлеба на формирование 1 т семян и соответствующего количества других органов потребляют 34 кг N1, 13 кг Р205 и 27 кг К20. Потребление этих элементов у зерновых бобовых культур в 2 раза больше. Культуры, относящиеся к семейству бобовых (РаЬасеае), в симбиозе с клубеньковыми бактериями могут фиксировать азот атмосферы. Они затрачивают на этот энергоемкий процесс продукты, созданные в процессе фотосинтеза.

При питании минеральным азотом у зернобобовых культур потребление этого элемента на создание единицы продукции увеличивается иногда в 1,5 раза из-за чрезмерного развития вегетативных органов. При недостатке влаги потребление азота единицей урожая уменьшается, во влажные годы — возрастает. На потребление калия растениями влияет содержание обменного калия в почве: чем его больше, тем выше потребление.

Недостаток микроэлементов может лимитировать рост и развитие растений, если в почве их содержание ниже среднего уровня (табл. 2.7).

Таблица 2.7

Классификация почв по содержанию в них микроэлементов (мг/кг почвы)

Уровень содержания

в почве

Бор

Молибден

Кобальт

Медь

Цинк

Марганец

Очень низкое

0,1

0,05

0,2

0,3

0,2

1,0

Низкое

0,2

0,15

1,0

1,5

1,0

10,0

Среднее

0,5

0,30

3,0

3,0

3,0

50,0

Высокое

1,0

0,50

5,0

7,0

5,0

100,0

Очень высокое

>1,1

>0,60

>5,1

>7,1

>5,1

> 101,0

Примечание. Бор — водная вытяжка, молибден — оксалатная вытяжка, кобальт — він НЬЮз, медь — він НС1, цинк — він НС1, марганец — він Н2Б04

Значение отдельных микроэлементов связано с их физиологической ролью в развитии растений определенных видов. При недостатке бора на слабокислых (после известкования) и нейтральных почвах у растений плохо развивается сосудисто-проводящая система. В этом случае снижаются урожайность и качество продукции. Прежде всего это наблюдается у корнеплодов, зернобобовых культур, льна-долгунца.

Для бобовых культур молибден имеет особое значение, так как он входит в состав ферментного комплекса (нитрогеназы), необходимого для азотфиксации. При недостатке молибдена снижается азотфиксация и, как следствие, урожай бобовых культур.

В потреблении элементов питания растениями в онтогенезе отмечают критические периоды. Обычно это периоды наибольшей потребности в элементах питания, связанные с усилением ростовых процессов и формированием в это время элементов продуктивности. Например, у зернобобовых культур это период цветения и образования плодов. Среднесуточное потребление азота и других элементов питания в этот период в 3 раза выше, чем до цветения.

Вредители и болезни во многом определяют успех или провал выращивания культуры в данном регионе. Важно выращивать сорта, устойчивые к патогенам, адаптированные к условиям региона, и применять интегрированную защиту растений.

Экономические факторы при выборе культур. Центры производства культуры определяются многими экономическими факторами, такими как население, спрос, конкуренция с другими культурами, транспорт, материальная база, возможная поддержка государства, уровень производительности труда и себестоимости продукции. Высокоинтенсивные (точные) технологии предполагают использование качественно новых сортов растений с заданными параметрами продуктивности и качества, программированное внесение удобрений, а также регулирование продукционного процесса с помощью биологических и химических средств. Особое значение приобретают учет требований культур и сортов к условиям произрастания и, в свою очередь, их средообразующее влияние.

 
Если Вы заметили ошибку в тексте выделите слово и нажмите Shift + Enter
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   След >
 

Популярные страницы