Лекция 1. Факторы жизни растений и законы земледелия.
1. Факторы жизни растений
2. Законы земледелия
Для того, чтобы получать максимальные урожаи, нужно обеспечить возделываемые растения всеми условиями для их роста и развития, т. е. факторами жизни. В связи с этим перед земледельцем стоят две основные задачи:
1 – изучение потребностей растений в факторах их жизни и разработка агротехнических приемов, обеспечивающих эти требования;
2 – изучение воздействия самих растений на изменение окружающей среды, на почву и ее плодородие.
Известно пять основных факторов жизнедеятельности растений:
Свет
Космические
Тепло
Воздух
Вода земные
Питательные вещества
Для построения органического вещества из минеральных элементов растению необходима энергия, единственным источником которой является солнечная радиация, дающая свет и тепло.
Кроме основных, немаловажное значение для жизни растения имеют и косвенные факторы: строение, биологическая активность почвы, а также болезни, вредители и сорняки.
Возникает вопрос: можно ли современными техническими средствами влиять на факторы жизни растений, такие как свет, тепло и влага?
Углубленное изучение этих вопросов показывает, что задача заключается не в изменении космических факторов, а в повышении эффективности их использования.
Невозможно, например, изменить количество поступающей на землю солнечной радиации, но путем рационального возделывания культуры (густота, способы посева, направление рядков посева, применение промежуточных культур, уплотненных и смешанных посевов и т. д.) можно повысить коэффициент ее использования.
Тепло необходимо с начала роста, особенно сильно. Они нуждаются а нем на первых этапах роста.
Важной характеристикой является теплообеспеченность.
По теплообеспеченности, которая выражается в сумме активных температур наш край подразделяется на 5 районов.
Сумма активных температур – активные температуры > 100С
1. район сумма активных температур > 36000С
2. ------«С
3. ------«С
4. -----«С
5. ------»С
6. ------«С
Воздействие температуры почвы на растения начинается с самых первых стадий его роста и развития. Причем отдельные растения предъявляют различные требования к температурному режиму почвы. Таблица 1 стр. 54 учебник земледелия.
Приемы регулирования тепла:
1. Посев культур в оптимальные сроки.
2. Использование снегозадержания при возделывании озимых культур.
Можно воздействовать также на тепловой режим почвы. Например, изменяя ее влажность – при этом резко изменяются и тепловые свойства – теплоемкость, теплопроводность. Значит, от одного и того же источника тепла можно получать различный тепловой эффект.
Приемы регулирования использования световой энергии:
1. Применение органических и минеральных удобрений, также повышает температуру почвы.
2. Правильное размещение направления рядков. Их целесообразно размещать с севера на юг.
3. Борьба с вредителями, болезнями и сорными растенями.
В воде растения нуждаются достаточно сильно. При прорастании семян культурных растений озимая пшеница требует 50% влаги от массы семени, горох – 100%, сахарная свекла – 100%.
Критический период водопотребления у пшеницы является период от выхода в трубку до колошения, у кукурузы – в период молочной спелости, подсолнуха – формирования корзинки.
Потребность растений в воде характеризуется транспирационный на почву и ее плодородие.
ТК – количество воды, которое необходимо для образования единицы сухого вещества.
У пшеницы – 450-500;
Многолетних трав – 700-900;
КВ – отшение суммарного водопотребления к урожайности;
СВ = W0 – Wk + ЕО;
W0 – запас влаги в нач. период вегетации;
Wk - ---“ конечн. “
ЕО – сумма осадков;
КВ озимой пшеницы – 600-700;
Люцерны – .
Приемы регулирования поступления и расхода влаги в почву:
1. Орошение
2. Рациональная обработка почвы
В Шпаковском районе: отвальная нулевая
Содержание влаги в 1,5 м слое 449 мм 486 мм
3. Снегозадержание (лесные полосы, кулисы)
4. Использование мульчирующих веществ (измельченная солома)
5. Внесение минеральных и органических удобрений
6. Чередование культур с различной потребности в воде
Питательные вещества
В состав растений входит около 80 питательных элементов и подразделяются на:
1. Органогены – С2, Н2, О2, n2 при сжигании улетучиваются
2. Зольные элементы – при сжигании растений остаются в золе: К, Са, Р, Fе и др.
Макро - и микроэлементы
К, Р,Са, n Со, Си, Мg, Мn
Весь необходимый С растения получают из воздуха, Н - из воды, О - из воздуха и воды, Азот и др. элементы минеральной пищи - из почвы.
Если растению требуется > 0,02% - то это будет макроэлемент, если меньше то микро.
Регулирование содержания питательных веществ в почве:
1. Внесение органических и минеральных удобрений
2. Посев бобовых, которые способны фиксировать азот из атмосферы воздуха и накапливать его в клубеньках
3. Посев многолетних трав
4. Чередование культур на полях, которые выносят основные питательные элементы в разном соотношении.
Разработаны приемы, улучшающие обеспеченность растений и водой. Даже в районах с годовым количеством осадков 300мм можно получать урожай зерна до 30 ц/га, применяя приемы сохранения и рационального использования влаги. В районах, где выпадает осадков больше 300мм, вопрос о борьбе с засухой решается исключительно приемами агротехники.
Гораздо проще обстоит дело с воздействием на другие факторы – воздух и питательные вещества, т. к. атмосфера – неисчерпаемый источник О2 и СО2, а почва содержит колоссальные запасы элементов пищи. Приемами агротехники можно полностью обеспечить потребность растений в воздухе и пище. Основной путь воздействия на эти факторы – создание благоприятного пахотного слоя, внесение органических и минеральных удобрений.
Воздействие на косвенные факторы еще более доступно и широко применяется на практике.
Взаимодействие факторов жизни растений в процессе их роста и развития, необычайно сложное и многообразное, в течение длительного времени является предметом изучения биологических и агрономических наук. Результаты большого количества опытов, их анализ позволили сформулировать ряд закономерностей действия факторов жизни растений в процессе создания урожая. Эти закономерности в агрономической науке известны как законы земледелия.
2. Законы земледелия.
1.Закон равнозначимости и незаменимости факторов жизни растений.
Он звучит так: «Все факторы жизни растений равнозначимы и незаменимы».
Согласно этому закону для роста и развития растений должен быть обеспечен приток всех факторов жизни растений – космических и земных.
Растение может нуждаться как в больших, так и в ничтожно малых количествах какого-либо из факторов, однако отсутствие любого из них ведет к резкому снижению урожая и даже гибели растения.
Например: растение, лишенное Fе, потребного в ничтожно малом количестве, погибает, также как и растение лишенное воды и света.
Ни один из факторов нельзя заменить другим.
Например: недостаток фосфора нельзя заменить избытком азота, а ограниченное поступление света восполнить лучшим обеспечением растений водой.
На практике получить максимально высокий урожай можно только при бесперебойном снабжении всеми факторами в оптимальном количестве.
Закон равнозначности и незаменимости факторов жизни растений подчеркивает материальность земледельческого производства, то есть получение максимального урожая без материальных затрат невозможно.
Закон минимума, оптимума и максимума гласит:
«Величина урожая определяется фактором, находящимся в минимуме. Наибольший урожай осуществим при оптимальном наличии фактора. При минимальном и максимальном наличии фактора урожай невозможен».
Этот закон состоит из трех положений.
ПЕРВОЕ ПОЛОЖЕНИЕ: величина урожая зависит от того фактора или элемента, роста растений, который находится в минимуме. Если в почве усвояемого азота имеется только на 10 ц/га зерна, а раствора и калия хватает на 30ц, то урожай все равно будет в пределах 10ц. Урожай лимитирует тот элемент, который находится в минимуме. Часто в почве недостает воды – урожай лимитирует влага, хотя питательных веществ в почве достаточно. Чтобы устранить этот лимит нужно орошение или такая агротехника, которая обеспечила бы максимальное накопление и сохранение влаги в почве.
Лимит влаги наблюдается в засушливых районах нашего края, а на каштановых почвах – в лимите некоторые питательные элементы. Для повышения урожаев в этих условиях следует воздействовать на фактор – минимум.
ВТОРОЕ ПОЛОЖЕНИЕ: максимальный урожай можно достичь только при оптимальном количестве факторов и элементов питания. Отклонение в сторону увеличения или уменьшения от оптимума ведет к ослаблению жизнедеятельности растений.
Наглядный пример проявления этого положения проявляется по отношению растения к теплу.
Большинство из них при 00 не развиваются, при 1-30 – развиваются слабо, при 35-400 – темпы развития быстро возрастают, выше 400 развитие замедляется, а при 500 – растения угнетаются и гибнут. Т. о. – 1-30 – теп., 35-400 – орt, 500 – mаx.
Аналогичная картина наблюдается по отношению растений к влаге, свету и др. факторам.
В Ставропольском крае немало хозяйств, которые научились создавать оптимальные условия для роста и развития растений и на их основе получать высокие и устойчивые урожаи.
Технологии возделывания культуры рассчитаны на использование закона оптимума в производстве, когда сортовая агротехника культуры доводится до совершенства: тщательно устанавливаются сроки и нормы высева, точная глубина заделки семян, рассчитываются дозы удобрений и соотношение в них питательных веществ с учетом программированного урожая.
ТРЕТЬЕ ПОЛОЖЕНИЕ: невозможно получить высокий урожай с.-х. культур при максимальном наличии фактора жизни растений и питательных веществ.
Именно при избытке увлажнения, при чрезвычайно высоких tº, а также избытке удобрения нередко страдают растения или гибнут совсем.
Хозяйства нашего края с его разнообразными климатическими условиями чаще всего страдают от минимального и максимального наличия факторов: засуха, град, обильные дожди.
Закон совокупного действия факторов жизни растений.
Все факторы жизни растений действуют совокупно, т. е. взаимодействуют в процессе роста и развития растений.
В гг. на основании обработки данных многочисленных опытов с удобрениями доказал, что высота урожая определяется всей совокупностью факторов роста растений.
В связи с этим закон формулируется так: «Для получения высоких и увеличивающихся урожаев необходимо одновременное наличие всех факторов жизни растений в оптимально потребных количествах.
Совместное действие факторов проявляется не только в лучшем использовании растениями каждого из них, но и косвенно – путем воздействия друг на друга. Например, как установлено Д. Н,Прянишниковым, минеральные удобрения сами по себе не оказывают прямого воздействия на количество воды в почве, доступной растениям, но снижая транспирационный коэффициент они уменьшают потребность в воде и тем самым снижают вредное действие засухи. На удобренном фоне растения продуктивнее используют воду.
ЗАКОН ВОЗВРАТА.
Вещество и энергия, отчужденные из почвы с урожаем, должны быть компенсированы (возвращены в почву) с определенной степенью превышения. Сформулировал его немецкий ученый Ю. Либих в середине 19 века.
При систематическом отчуждении урожая с поля без компенсации использованных урожаем составных частей почвы и энергии почва теряет свое плодородие.
При компенсации веществ и энергии с определенной степенью превышения происходит улучшение почвы, расширенное воспроизводство ее плодородия.
Закон возврата – научная основа воспроизводства почвенного плодородия.
Учитывая действие закона возврата, Хозяин земли должен не только возвращать в почву взятое, но и беспокоиться о том, чтобы уровень плодородия возрастал. Практика свидетельствует о том, что при сравнительно низком плодородии почвы можно вырастить относительно высокий урожай.
Законы земледелия существуют в природе независимо от нас, однако, если знать их характер и закономерности действия, то можно использовать в интересах с.-х. производства.
