Факторы жизни растений

Для растений необходимы свет, тепло, воздух, вода и питательные вещества.Свет и тепло растения получают от солнца, воду, питательные вещества и воздух из атмосферы и почвы.

Используя знания земледельческой науки человек, в той или иной мере, способен регулировать эти факторы применительно к требованиям сельскохозяйственных культур.

Свет. Из всех организмов, только зеленые растения способны создавать из неорганических веществ органические (исключая хемосинтез). В процессе фотосинтеза из воздуха поглощается СО₂ и образуются сахара.

6СО₂+6Н₂О+2822кДж(674ккал) ^{свет + хлорофилл} С₆Н₁₂О₆+6О₂

Растения способны усваивать от 2 до 5% падающей на лист солнечной энергии. Подсчеты показывают, что в 1кг сухого органического вещества аккумулируется 16752кДж (4 тыс. ккал). Сахара затем могут превращаться в крахмал и другие органические вещества.

При недостатке света растения вытягиваются, ослабевают, не зацветают и не плодоносят. Свет существенно влияет на качество продукции, содержание крахмала, жира, белка, сахара и др.

Существенную роль свет играет при образовании узла кущения злаков, а глубина залегания узла кущения играет важную роль во всей последующей жизни растений.

Не менее важную роль играет свет в процессе кущения, обуславливая длину междоузлий, особенно первых, от крепости которых зависит устойчивость посевов к полеганию. При хорошем освещении растений при кущении образуются короткие прочные первые междоузлия, хорошо противостоящие внешним влияниям (ветру, дождю и пр.). Затенение всходов способствует разрастанию и удлинению первых междоузлий, которые склонны к полеганию.

Свет оказывает влияние на прорастание картофеля. При прорастании клубней в темноте получаются длинные плети, затрудняющие использование такого картофеля для посадки. При прорастании на свету ростки получаются толстыми, короткими. Проращенный на свету картофель быстрее развивается и созревает (Дояренко, 1966).

В земледельческой зоне Красноярского края света достаточно много и свет здесь не лимитирует урожай. Тем не менее, имеются сведения, что целесообразно ориентировать посевы сельскохозяйственных культур относительно сторон света. В лесостепи наилучшим считается направление посевов с севера-запада на юго-восток.

Тепло.Для нормального роста и развития большинства сельскохозяйственных культур сумма среднесуточных активных температур воздуха свыше 10^оС должна составлять не менее 1660^оС в год. Чем выше температура, тем быстрее развиваются растения и наоборот. В данном случае работает правило Вант Гоффа. При увеличении температуры на каждые 10^о, скорость химических реакций возрастает в 2-4 раза. Таким образом, поступление тепла определяет, как быстро сформируется урожай сельскохозяйственных культур.

В условиях земледельческой части Красноярского края тепла часто бывает недостаточно, поэтому весной и осенью многие растения страдают от заморозков. Короткое лето приводит к тому, что растения созревают поздно осенью, что ухудшает качество урожая.

Тепло необходимо также и микроорганизмам. Наиболее благоприятная для них температура лежит в пределах 20-25^оС.

Регулировать теплообеспеченность растений в определенной мере можно путем орошения и осушения, устройством гряд и гребней, снегозадержанием, созданием лесных полос, обработкой и мульчированием почвы, устройством прудов и лиманов.

Воздух. Как всякий живой организм растение дышит, потребляя кислород и выделяя углекислый газ. Семена растений также нуждаются в кислороде. В кислороде воздуха нуждаются и микроорганизмы, кроме этого некоторым микроорганизмам нужен азот (азотфиксация). Оптимальные условия для растений создаются при содержании О₂ в почвенном воздухе около 20%. Высокая концентрация СО₂ в почвенном воздухе (более 2-3%) угнетает развитие растений.

Регулировать газообмен в почве можно созданием ценной зернисто-комковатой структуры почвы и всевозможными обработками.

Вода. Растения в большей мере состоят из воды. В семенах ее содержится 10-20%, в одревесневших частях растений до 50%, в листьях, зеленых частях и клубнях до 90-95%.

Вода определяет продуктивность растений, и урожайность сельскохозяйственных культур в первую очередь зависит от влагообеспеченности. Дело в том, что растения могут использовать питательные вещества только в растворенном виде, причем раствор минеральных веществ должен быть очень малой концентрации (0,02-0,2%). Для получения таких растворов требуется очень много воды.

Установлено, что на образование одной части сухого вещества требуется частей воды: у проса – 250; у пшеницы, ячменя, овса – 500-600; у многолетних трав –700-800.

На отдельных этапах развития растениям требуется особенно много воды (критические фазы развития растений). Для зерновых культур критической фазой считается выход в трубку – колошение, для кукурузы – цветение – молочная спелость, для бобовых – цветение, для подсолнечника – образование корзинки – цветение.

В воде нуждаются и микроорганизмы. Оптимальная влажность для растений и микроорганизмов одинакова и составляет 60-80% от НВ для суглинистых и глинистых почв.

В земледельческой зоне Красноярского края очень часто влаги бывает недостаточно. В лесостепных районах Красноярского края ГТК меньше 1,0 отмечается в 20-30% лет. Часто влага лимитирует урожайность сельскохозяйственных культур, особенно зерновых. По приблизительным подсчетам в условиях края 10мм влаги обеспечивают 1ц зерна яровой пшеницы.

Регулировать водный режим почв можно путем орошения, осушения, снегозадержанием, устройством лесных полос, посевом высокостебельных кулисных растений, сохранением стерни и мульчированием почвы, обработкой почвы и формированием лунок и гряд. В зонах с недостаточным увлажнением рекомендуется шире использовать новые засухоустойчивые сорта растений с низким транспирационным коэффициентом.

Питательные вещества. В состав растительного организма входит свыше 74 химических элемента, из которых 16, а по некоторым данным 20, абсолютно необходимы для роста и развития растений. Остальные элементы очень часто присутствуют в растениях, но их необходимость не установлена или не строго обязательна.

Большая часть химических элементов входит в состав различных соединений, в основном органических и до их разложения недоступна для растений. Лишь незначительная часть элементов находится в почве в поглощенном состоянии и в виде растворов солей. Растворенные соли наиболее подвижны и в первую очередь используются для питания растений, однако они легко вымываются из почвы и становятся недоступными. Микроорганизмы потребляют те же элементы, что и растения.

Регулировать питательный режим можно путем внесением органических и минеральных удобрений, введением рациональных севооборотов и чистых паров, обработкой почв, проведением известкования и гипсования и регулированием влажности почвы.