димыми для их роста и развития в многолетнем цикле. Оно может осуществ­ляться как постоянно на фоне высокой агротехники, ведения земледелия с ин­тенсивностью баланса питательных веществ выше 100 %, оптимизации агрофи­зических, агрохимических и биологических свойств почвы, так и в короткие сроки при коренном изменении свойств почв за счет мелиорации.

Обеспечение расширенного воспроизводства почвенного плодородия - главная задача рационального использования почв в условиях интенсивного земледелия.

Воспроизводство плодородия почвы начинается с определения оптимальных параметров плодородия почвы. Исходя из значений оптимальных и текущих па­раметров, последние необходимо довести до уровня первых различными мето­дами.

Лекция № 4 Факторы жизни растений и законы земледелия

1. Требования культурных растений к условиям жизни. Факторы жизни рас­тений.

2. Законы земледелия и их использование в сельскохозяйственном произ­водстве.

1). Жизнь растений тесным образом связана с окружающей средой. Если ус­ловия среды не соответствуют потребностям растений, то происходит наруше­ние его функционирования, что может привести к гибели. Если же присутству­ют все условия и они полностью удовлетворяют потребность растений, то в полной мере реализуются их биологические особенности. Эти требования оп­ределяются биологической особенностью не только каждого конкретного вида растений, но и сортовыми различиями одной и той же культуры.

Познание этих требований составляет основу научного земледелия. Знание биологических особенностей и факторов жизни растений является обязатель­ным условием для их возделывания.

Факторы жизни растений, без которых невозможна их жизнедеятельность, подразделяются на космические и земные.

К космическим факторам относятся: свет и тепло; к земным: вода, воздух и питательные вещества. Космические факторы имеют существенные особенно­сти, так как они практически не регулируются в земледелии.

Свет. Это, один из важнейших, фактор существования растений, обеспечи­вает необходимую энергию, которую они используют в процессе фотосинтеза для создания органического вещества.

6СО2 + 6Н2О —► С6Н12О6 + 602!

Однако, растения используют не все лучи солнечного света, а лишь с опре­деленной длиной волн. Для фотосинтеза растениям необходима лишь фотосин­

тетически активная радиация (ФАР). ФАР - это участок оптического излучения с длиной волн 380-710 нм, а видимая часть солнечного спектра составляет 380­760 нм.

Продуктивность же растений определяется притоком ФАР и коэффициентом его использования. КПД ФАР у культурных растений составляет 0,5-2 %, а тео­ретически возможный 6-8 %.

Культурные растения предъявляют различные требования к продолжитель­ности и интенсивности освещения. Одни растения требуют более длительного освещения и относятся к культурам длинного дня (пшеница, рожь, овес, яч­мень), другие - к культурам короткого дня (просо, кукуруза, гречиха, бахчевые).

По отношению к интенсивности освещения различают культуры светолю­бивые, менее светолюбивые и теневыносливые. Для светолюбивых культур важным условием является интенсивное, но менее продолжительное освеще­ние, чем для менее светолюбивых. К теневыносливым относятся культуры, ко­торые могут некоторое могут некоторое время без последствий находится в за­тенении (многолетние травы).

Сам свет регулировать нельзя, но освещенность растений можно регулиро­вать:

- ориентация рядков посева с севера на юг;

- оптимальная густота посева растений и размещение их на поле;

- борьба с сорной растительностью, вредителями и болезнями.

Тепло. Важным условием для проявления жизнедеятельности растений яв­ляется тепло. Главным источником тепла для растений является солнечная ра­диация. Все процессы происходящие в растении - прорастание, рост, плодооб­разование, фотосинтез и т. д. происходят при определенных оптимальных тем­пературах. Отклонение в ту или иную сторону ведет к угнетению растений. Для каждой фазы развития растений существует свой предел минимальных и мак­симальных температур, ниже и выше которых физиологические процессы зату­хают. Для большинства сельскохозяйственных культур Беларуси оптимальной температурой является 20-23 ⁰С.

Сельскохозяйственные растения предъявляют различные требования к теп­лу. По этому показателю их делят на теплолюбивые, семена которых прораста­ют при температуре почвы 8-12 ⁰С, и нуждаются в сумме активных температур воздуха (свыше 10 ⁰С) 3000-4000 ⁰ (огурцы, томаты, бахчевые, кукуруза, гречи­ха, картофель) и холодостойкие, семена которых прорастают при температуре почвы 2-5 ⁰С и требуют за вегетационный период сумму активных температур 1200-1800° (овес, ячмень, рожь, свекла, капуста). Среди холодостойких - выде­ляются морозоустйчивые культуры способные переносить относительно низкие температуры (от - 18 до - 24 ⁰С и ниже). К ним относятся озимые зерновые культуры и многолетние травы.

Тепло, как и свет, почти не регулируется в естественных условиях, незначи­тельному регулированию подлежит лишь тепловой режим почвы.

Вода. Вода в жизни растений играет важную роль: 1 участвует в фотосинте­зе;

2 в воде растворяются питательные вещества, потребляемые растениями; 3 вода способствует сохранению формы растений, создавая внутриклеточное дав­ление (тургор); 4 вода - терморегулятор растения; 5 является средой, в которой идут реакции биохимического обмена.

Растения нуждаются в воде с момента посева семян до окончания формиро­вания урожая. В растительном организме содержится от 70 до 95 % воды, больше в стеблях и листьях, меньше в корнях. Содержание воды в семенах мо­жет составлять 10-14 %. За период вегетации растения расходуют большое ко­личество воды. В жаркие дни в течение одного часа растения расходуют воды больше, чем содержат в себе. Поступающая вода в основном расходуется на транспирацию и только 0,15-0,2 % ее усваивается в процессе фотосинтеза.

Транспирация - это процесс испарения воды с поверхности растений. Ин­тенсивность транспирации зависит от вида растений (влаголюбивые растения испаряют воду интенсивнее), погодных условий, влажности почвы, строения листа и состояния его клеток и тканей.

Соотношение между поступлением воды в растение и расходом ее на транс­пирацию и синтез органического вещества называется водным балансом.

Когда поступление воды в растение меньше, чем ее расход, растения увяда­ют. Недостаток водоснабжения в тот или иной период развития растений сни­жает их продуктивность. При этом выделяют критические периоды по отноше­нию к недостатку влаги. Недостаток воды в это время резко снижает продук­тивность растений. Избыток влаги в последующие периоды не может компен­сировать дефицит ее в это время. Такие периоды есть у всех растений. Напри­мер, у зерновых - это фаза выхода в трубку - колошение, у картофеля - цвете­ние - клубнеобразование, у кукурузы - 10 дней до выметывания метелки и две недели после ее выметывания.

Кроме того, растения по отношению к воде можно разделить на: гигрофиты - растения требующие высокой влагообеспеченности (рис), мезофиты - расте­ния наших широт (большинство растений возделываемых в РБ), ксерофиты - засухоустойчивые растения.

Регулировать водный режим можно с помощью агромелиоративных меро­приятий (осушение, орошение, рациональная обработка почвы, снегозадержа­ние и т. д.).

Воздух. Воздух необходим как источник кислорода для дыхания растений, а также как источник углекислого газа, усваиваемого в процессе фотосинтеза. Он также необходим и для микробиологических процессов, происходящих в почве. Растения используют воздух из приземных слоев атмосферы, состав которого изменить довольно трудно. Но растения используют также и почвенный воздух. Особенно они чувствительны к составу почвенного воздуха, в частности к со­держанию в нем кислорода. Он прежде всего необходим для прорастания семян и потребляется корнями растений. Особенно требовательны к кислороду корне­плоды, клубнеплоды и бобовые культуры, менее требовательны - зерновые, злаковые многолетние травы и кукуруза.

Количество и состав почвенного воздуха можно регулировать: осушением и орошением; обработкой почвы - рыхлением и прикатыванием; внесением орга­нических удобрений (как источника СО₂).

Оптимальный водно-воздушный режим для большинства сельскохозяйст­венных растений складывается когда в почве 25 % от ее объема влаги и 25 % воздуха.

Питательные вещества. В обмене веществ между растениями и окружаю­щей средой важнейшим условием является корневое питание. В процессе его растения потребляют из почвы различные элементы питания, которые по коли­честву потребления подразделяются на макро- и микроэлементы. К макроэле­ментам относятся: углерод, кислород, водород, азот, фосфор, калий, кальций, магний, железо и сера. К микроэлементам: бор, марганец, медь, цинк, молиб­ден, кобальт и др. Все макроэлементы требуются растениями в больших коли­чествах, а микроэлементы в незначительных. Хотя каждый из них имеет опре­деленное значение в жизни растений и отсутствие одного из элементов снижает их продуктивность.

Первые четыре макроэлемента (С, О₂, Н, N) входят в состав органического вещества растений и называются органическими (при сжигании разрушаются), остальные при сжигании переходят в золу и называются зольными.

Использование элементов питания растениями зависит от целого ряда усло­вий: доступности их растениям, влажности почвы, температуры, освещенности, реакции почвенного раствора, возраста, биологических особенностей культуры. У большинства сельскохозяйственных культур выделяют критические периоды и периоды максимума потребления элементов питания. (Примеры)

Обеспечение растений элементами питания осуществляется путем внесения органических и минеральных удобрений, оптимизации почвенных условий.

2). Законы земледелия есть ни что иное, как выражение законов природы, проявляющихся в результате деятельности человека по возделыванию сельско­хозяйственных культур. Они раскрывают существующие связи растений с усло­виями внешней среды, а также определяют пути развития земледелия.

К основным законам земледелия относятся следующие:

Закон равнозначимости и незаменимости факторов жизни растений. Его сущность: «все факторы жизни растений абсолютно равнозначимы и незамени­мы». Для нормального функционирования растительного организма должен быть обеспечен приток всех факторов жизни растений как земных, так и косми­ческих, причем в оптимальных количествах. Этот закон дает четкое представ­ление о том, что нет главных и второстепенных факторов.

Закон минимума. Гласит - продуктивность поля находится в прямой зави­симости от необходимой составной части пищи растения, содержащейся в поч­ве в самом минимальном количестве. Наглядно этот закон изображается в виде «бочки Добенека», клепки которой означают различные факторы жизни расте­ний.

Закон минимума, оптимума, максимума. Величина урожая определяется фактором, находящимся в минимуме. Наибольший урожай осуществим при оп­тимальном наличии фактора. При минимальном и максимальном наличии фак­тора урожай невозможен. Его смысл: наибольший урожай получается при оп­тимальном количестве фактора; уменьшение или увеличение его ведет к сниже­нию урожая. Это хорошо прослеживается на примере любого фактора (темпера­туры, элементов питания, влажности и т. д.) и показывается в виде графика.

Закон совокупного действия факторов жизни растений. Все факторы жизни растений действуют не изолированно друг от друга, а в тесном взаимо­действии. Исследованиями ряда ученых установлено, что действие отдельного фактора, находящегося в минимуме, тем интенсивнее, чем больше других фак­торов находится в оптимуме. Исходя из этого закона все мероприятия, направ­ленные на повышение эффективности использования земли, необходимо осу­ществлять комплексно. Комплекс условий должен представлять единое целое, так как воздействие на один из элементов непрерывно повлечет за собой необ­ходимость воздействия и на все остальные.

Закон плодосмена. Сущность - более высокие урожаи получаются при че­редовании культур в пространстве и во времени, чем при бессменных посевах. В основе этого закона лежит общебиологический закон единства и взаимосвязи растительных организмов и условий среды. Чередование культур обуславлива­ется тем. Что различные культуры по-разному оказывают влияние на свойства почвы и на окружающую среду.

Закон возврата питательных веществ. «Основное начало земледелия со­стоит в том, чтобы почва получала обратно все у нее взятое. Это неизменный закон природы». При систематическом отчуждении урожая с поля и без возвра­та использованных урожаем элементов питания и энергии теряется почвенное плодородие. Если же вынос веществ и энергии компенсируется и происходит с определенной степенью превышения, то почва не только сохраняет свое плодо­родие, но и повышает его.

Закон прогрессивного роста эффективного плодородия почв по мере интенсификации земледелия. Этот закон работает если работают все осталь­ные законы. В противном случае ни о каком росте эффективного плодородия не может идти речи. Тогда оно либо не изменяется, либо значительно ухудшается (чаще всего).

Но знание законов позволяет рационально использовать имеющиеся в рас­поряжении ресурсы.

Лекция № 5

Сорные растения и меры борьбы с ними.

1. Понятие о сорняках и вред приносимый ими.

2. Биологические особенности сорных растений.

3. Агробиологическая классификация сорных растений.

4. Меры борьбы с сорняками.