Требования сельскохозяйственных растений к теплообеспеченности и температурному режиму

Тепло – необходимое условие существования растений. Рост и развитие разных видов растений происходит при определенных температурных режимах, отвечающих экологическим потребностям организмов. Агроэкологическая оценка сельскохозяйственных культур начинается с установления длительности вегетационного периода, которая дается по сумме активных температур (выше 10⁰С) за период вегетации. Эта характеристика может довольно значительно различаться не только в зависимости от вида, но и у разных сортов одной и той же культуры (таблица).

1. Потребность культур в тепле за вегетационный период

Потребность в тепле рассчитана практически для всех сельскохозяйственных растений, сортов и гибридов

Другим показателем оценки отношения культур к термическим условиям является диапазон минимальных температур при прорастании семян, появлении всходов, формирования вегетативных и генеративных органов, плодоношения и перезимовки растений.

Для каждого вида растений существуют определенные температурные границы, в пределах которых происходит прорастание семян. Классификация сельскохозяйственных растений по требованию к температуре прорастания семян и появления всходов представлены в таблице 2.

2. Минимальная температура, необходимая для прорастания семян

и появления всходов различных культур, ⁰С. (по Кирюшину)

По характеру реакции на низкие температуры растения подразделяются на холодостойкие и морозостойкие.

Холодоустойчивость – способность растений длительное время переносить низкие положительные температуры (от 1 до 10⁰С) без необходимого повреждения. К группе холодостойких относят растения умеренной зоны, в отличие от большинства субтропических и тропических растений, которые при температуре близкой к 0⁰С повреждаются.

Холодоустойчивость определяется способностью растений сохранять нормальную структуру цитоплазмы и изменять обмен веществ в период охлаждения и последующего повышения температуры.

Морозоустойчивость – способность растений переносить температуру ниже 0⁰С. Морозоустойчивость обусловлена способностью растений замедлять замерзание путем экранирования от охлаждения, понижения точки замерзания и устойчивости протоплазмы к дегидрации при замерзании.

Замедление образования льда в тканях обусловлено понижением точки замерзания растворов. Клеточный сок замерзает в зависимости от его концентрации при температурах от –1 до –5⁰С. Клетки, соединенные в ткани, замерзают при более низко температуре, чем клеточный сок. Кроме того, вода в клетках способна к переохлаждению, т.е. она может охлаждаться ниже точки замерзания без немедленного образования льда. Однако переохлажденное состояние неустойчиво, оно редко сохраняется дольше нескольких часов.

Понижение точки замерзания дает единственную, хотя и ограниченную, защиту растений от мороза в период вегетации. По устойчивости к заморозкам полевые культуры разделяются на три группы (табл.3).

Морозоустойчивость многолетних растений – более сложное явление, связанное с закаливанием и морозоустойчивостью самой протоплазмы. В условиях сезонного климата растения приобретают осенью «льдоустойчивость», т.е. способность переносить образование льда в тканях. Процесс закаливания состоит из нескольких фаз, каждая из которых подготавливает переход к следующей. Закаливание к морозу начинается многодневным (до нескольких недель) воздействием положительных температур, близких с 0⁰С. На этой фазе в протоплазме накапливаются сахара, клетки становятся беднее водой, а центральная вакуоль распадается на множество мелких вакуолей. Благодаря этому протоплазма оказывается подготовленной к следующей фазе, проходящей при регулярных морозах от –3 до –5⁰С. При этом ферменты протоплазмы перестраиваются таким образом, что клетки переносят обезвоживание, связанное с образованием льда. После этого растения могут, не подвергаясь опасности, вступать в заключительную стадию процесса закаливания, которая при непрерывном морозе, по меньшей мере, от –10 до –15⁰С делает протоплазму морозоустойчивой.

3. Устойчивость сельскохозяйственных культур к заморозкам

в разные фазы развития, ⁰С (по Кирюшину)

Оттепель, особенно в конце зимы, вызывает быстрое снижение устойчивости растений. После окончания зимнего покоя способность растений к закаливанию и вместе с тем высокая степень закалки быстро утрачиваются.

Повышение холодо - и морозоустойчивых культивируемых растений – одна из актуальных проблем сельскохозяйственной экологии. Для повышения растений к низким температурам проводят различные мероприятия. Большое внимание уделяется выведению холодоустойчивых и морозоустойчивых сортов растений. В первую очередь это касается овощных и плодовых культур. Технологии возделывания также могут в значительной степени повысить устойчивость растений к низким температурам.