В настоящее время, несмотря на предпринимаемые государством и общественными организациями активные меры по сохранению и улучшению окружающей среды, преждевременно утверждать о приостановке вредного влияния хозяйственной деятельности на экологическое состояние территории, так как качество его продолжает ухудшаться, а нагрузка на природные ресурсы возрастает. При этом экологические факторы влияют на параметры и перспективы развития аграрного производства как непосредственно, через совокупность природных условий осуществления хозяйственной деятельности, так и опосредованно, создавая определенный уровень комфортности для проживания на той или иной территории людей и таким образом определяя трудовой ресурс. Условно разделим экологические факторы прямого влияния на сельскохозяйственное производство на три группы.
1 Естественные природные факторы, от которых непосредственно зависят организационно-экономические аспекты хозяйственной деятельности, такие как выбор направлений деятельности, особенности организации технологического процесса, экономические параметры и результативность производства. Группу этих факторов в первую очередь определяет климат территории (температурный режим, продолжительность светового периода, влажность и наличие осадков и др.) и географическое расположение относительно источников возможных природных катаклизмов и катастроф.
2 Экологические факторы, сформировавшиеся в результате отрицательного влияния деятельности человека по использованию природных объектов. Это, например, наличие земель и водных источников, загрязнённых опасными веществами (радиоактивными, химическими), не позволяющими использовать природные ресурсы в сельскохозяйственной деятельности, заболоченные или опустыненные территории, засолённые почвы и другие.
3 Ограниченность или недостаточность отдельных природных ресурсов для осуществления сельскохозяйственной деятельности. Как правило, природный фактор, оказывающий ограничивающее действие для дальнейшего развития сельскохозяйственной деятельности, называют граничным или экстремальным.
Для сельскохозяйственных земель наиболее значимыми отрицательными характеристиками выступают деградация почв, разное культуртехническое состояние угодий, загрязнение, засорение и засоление земель. Под деградацией почв понимаются процессы и результаты изменения комплекса их свойств и естественных режимов, приводящие к совокупному разрушению почвы как элемента экологической системы и к снижению ее почвенного плодородия. Деградация почв может быть обусловлена множеством различных природных, техногенных и антропогенных факторов.
Эрозия является одним из основных факторов деградации почв. Негативное влияние эрозии проявляется, как правило, в снижении плодородии почв, разрушении земельных участков, снижении содержания в почвах гумуса, азота, фосфора, калия и как следствие в снижении урожайности сельскохозяйственных культур, недоборе продукции. Выделяют три степени эродированности и смытости почвы: слабоэродированные (слабосмытые), среднеэродированные (среднесмытые), сильноэродированные (сильносмытые).
С эрозией почв связана и другая не менее важная проблема – водный режим территории. Плодородие почвы зависит как от количества выпадающих осадков, так и от упорядоченности круговорота влаги. В эродированных землях наблюдается прогрессирующее иссушение местности, так как неурегулированный поверхностный сток талых и дождевых вод приводит к ежегодной потере более чем 50% влаги.
Солнечная радиация
Основной задачей земледелия во все периоды его существования является повышение использования растениями энергии солнечной радиации.
Продуктивность растений неразрывно связана с приходом солнечной радиации.
Поступает она в виде прямой и рассеянной радиации.
С точки зрения участия солнечного излучения в процессах фотосинтеза ключевая роль принадлежит видимому спектру излучения 400-740 нм, получившему название физиологически (фотосинтетически) активной радиации (ФАР).
Температурный режим
Тепло наряду со светом представляет основной фактор жизни растений и необходимое условие для биологических, химических и физических процессов в почве. По требовательности к теплу среди культур выделяют следующие группы.
· Морозостойкие и зимостойкие. Рост у этих растений начинается при температуре 1 градус, они переносят заморозки до -10 градусов. Оптимальная температура для роста и развития - 15-20 градусов тепла.
· Холодостойкие. Семена этих культур прорастают при 2-5 градусов тепла. Температура выше 25 градусов угнетает растения.
· Теплолюбивые. Семена этих культур прорастают при 12-15 градусов. Температуры ниже 15 градусов и выше 30 градусов угнетают растения. При 0 градусов они погибают.
· Жаростойкие выдерживают температуры выше 40 градусов.
Недостаток тепла задерживает рост растений. Низкие температуры могут вызвать не только повреждение их наземной части, но и подмерзание корней. Особенно сильно при этом страдают молодые растения, они развиваются слабыми и нередко погибают.
При температурах выше оптимальных возможна гниль верхушки.
Потребность в тепле может изменяться даже в течение суток. Так, ночью растения не расходуют энергию на фотосинтез, следовательно, потребность в тепле низкая.
На морозоустойчивость существенное влияние оказывают условия почвенного питания, особенно в осенний период. Устойчивость растений к морозу возрастает на постоянно известкуемых почвах при внесении под посев озимых калийно-фосфорных удобрений, тогда как избыточные азотные удобрения, способствуя процессам роста, делают растения озимых более чувствительными к морозам. На морозоустойчивость, как и на холодостойкость растений, положительное влияние оказывают микроэлементы (кобальт, цинк, молибден, медь, ванадий и др.).
Влажность
Дефицит влаги часто является лимитирующим фактором повышения урожайности. Он сопровождается отставанием в росте, обрывом корней вследствие появления трещин, потерей тургора листьев и нарушением физиологических реакций. В условиях водного дефицита отмечаются увеличение биосинтеза и выделения этилена (гормона старости).
На засухоустойчивость влияют удобрения: калийные и фосфорные повышают, а азотные, особенно в больших дозах, - снижают. Засухоустойчивость зерновых культур повышают микроэлементы (бор, цинк, медь и др.).
Влияние избытка влаги на урожайность
Переувлажнение почвы приводит к снижению всхожести семян, уменьшению количества корневых волосков и вторичной корневой системы. Как правило, наблюдается в мелких западинах и блюдцах. При переувлажнении растение может испытывать необходимость к отмиранию. Оно торопится закончить процесс образования семян, даже если этого едва ли хватит для выживаемости следующего поколения растений.
Солевой баланс
Действие засоления приводит к снижению полевой всхожести, торможению роста, уменьшению площади ассимилирующей поверхности, снижению чистой продуктивности фотосинтеза.
Засоление почвы становится проблемой, когда уровень солей (в основном натрия) достаточно высок и сокращает потребление воды корневыми волосками и/или токсичен для растений.
Состав почвы
Повышенная кислотность и повышенная щелочность почв во всем мире ограничивают продуктивность пшеницы. Степень кислотности или щелочности — это относительное количество в почве ионов водорода Н+, выраженное в единицах рН по шкале теоретических значений от 1 до 14. Поскольку шкала логарифмическая, изменение рН всего на одну единицу означает десятикратное изменение кислотности или щелочности.
Почвы со значением рН = 7 считаются нейтральными, а те, в которых это значение ниже, - кислыми, выше - щелочными. Почвы с рН ниже 6,6 в сельскохозяйственном производстве считаются кислыми. Для пшеницы значение рН между 5,5 и 7,5 является самым благоприятным для роста пшеницы и формирования высокого урожая.
Кислотность и щелочность также влияют на многие биологические процессы, протекающие в почве, а также на болезнетворные организмы, причиняющие вред пшенице, клубеньковые бактерии, которые развиваются на корнях бобовых растений и способны поглощать азот из атмосферы. Азот хорошо связывается клубеньковыми бактериями в нейтральных или щелочных почвах, а в кислых почвах этот процесс угнетается.
Биотические факторы
Биотические факторы среды — это совокупность воздействий, оказываемых на растения другими организмами.
Соответственно, выделяют фитогенные, микробиогенные, микогенные и зоогенные биотические экологические факторы.
Отличие биотических факторов от абиотических состоит в том, что их воздействие проявляется в виде взаимного влияния живых организмов разных видов друг на друга. Классификация биотических факторов: топические (в зависимости от изменения среды), трофические (по пищевым отношениям между организмами), форические (согласно возможности транспортировки одного организма другим), фабрические (по месту жительства, к примеру, паразита в организме хозяина).
Влияние биотических факторов окружающей среды проявляется в виде воздействия разных живых организмов на растения и всех вместе - на окружающее пространство. Взаимодействия между организмами могут быть прямыми и косвенными.
Примерами действия биотических факторов на растения, являются нейтрализм, паразитизм, комменсализм, аменсализм, симбиоз, конкуренция, поедание. Комменсализм — это совместное проживание разных организмов, когда один организм, поселяясь внутри тела другого и питаясь за его счет, не причиняет вреда носителю. При аменсализме один из сосуществующих организмов несет ущерб, а другому воздействие первого безразлично.
Симбиоз — это все формы сожительства организмов разных видов. А взаимовыгодное сосуществование организмов, относящихся к различным видам, называется мутуализм. Конкуренция — это тип взаимодействия, при котором растения одного либо разных видов могут соперничать между собой за ресурсы окружающего пространства - воду, освещение, питательные вещества, местоположение, т.д.