***I. 11. Законы земледелия. Суть законов: минимума, максимума, оптимума; взаимодействия факторов.

Действие и взаимодействие факторов жизни растений в процессе роста и развития сложны и многообразны. Результаты изучения биологических и агрономических наук, обработка и анализ опытов

позволили сформулировать законы земледелия. Эти законы являются теоретической и практической основой растениеводства.

Закон минимума, оптимума, максимума. Для демонстрации зако­на минимума, оптимума и максимума широко используют данные опыта, проведенного Гельригелем. Опыт основан на выращивании растений ячменя в стеклянных сосудах, заполненных одной и той же плодородной почвой.

Все ус­ловия выращивания растений, кроме влажности почвы в 8 сосу­дах, были одинаковыми. Влажность почвы определяли по пол­ной влагоемкости, которая соот­ветствовала уровню влажности 100%. Как следует из данных, полученных в опыте Гельригеля макси­мальный урожай ячменя соответствует оптимальной влажности почвы в сосуде 60 % ПВ. Минимум и максимум фактора (количества влаги) не обеспечили получение урожая. Если рассчитать разницу в увеличении урожая на каждую последующую градацию влажности и отнести ее к единице влажности, то в опыте получается прогрессив­ное уменьшение прибавки урожая от каждой последовательной прибавки влажности при соблюдении в неизменности всех других условий опыта. Указанное относительное снижение данного эффекта принято за закон (закон Тюнена), которому якобы подчиняются все мероприятия в с/х производстве.

Анализ данных опыта Гельригеля, проведенный В. Р. Вильямсом, показал, что приведенная закономерность отражает лишь частный случай. В опыте Гельригеля не соблюдено условие единственного логического различия - важнейшего требования агрономи­ческого эксперимента. При разной влажности почвы условия питания растении, накопление и потребление из почвы минеральных веществ были неодинаковыми. Условия влажности неразрывно связаны с состоянием окислительно-восстановительных условий в почве, следовательно, существенно влияют на биохимические процессы в почве.

Опыт Гельригеля не достоверен по существу, а выводы из него ошибочны - подтверждают данные и другого известного опыта Э. Вольни. В нем условия такие же, как и в опыте Гельригеля, с той лишь разницей, что почва получала удобрение, не поддающееся восстановлению в условиях анаэробиозиса. Результаты опыта пред­ставлены следующими показателями: влажность почвы, % ; урожайность; разница между последующим и предыдущим показателями; разница на градац. влажности (%).

Полученные экспериментальные данные отражают иное направление кривой урожаев в опыте по сравнению с кривой Гельригеля. Увеличение влажности почвы в опыте вызывает не про­грессивное уменьшение прибавки урожая, а, наоборот, прогрессив­ное увеличение на единицу увеличивающейся влажности.

Э. Вольни в новом, многофакторном опыте яровую рожь выращивал в трех рядах стеклянных сосудов. В ряду было четыре сосуда, в трех сосудах каждого ряда находилась не удобренная почва с изменяющейся влажностью — 20, 40 и 60 % ПВ. В четвертом сосуде в почву (влажность 60 % ПВ) добавляли полное удобрение, по количеству и формам достаточное для получения очень высокого урожая. Осве­щение каждого из трех рядов сосудов было различным. По мере введения в опыт нового фактора — освеще­ния — эффективность удобрения прогрессивно возрас­тает. Если соединить на гра­фике урожайность всех вариантов с удобрениями при разном освещении, то общая кривая при взаимодействии трех факторов (влажности, удобрения и освещенности) отражает значительное уве­личение урожайности по мере включения в систему новых факторов. Закон Тюнена в данном опыте не получил подтверждения.

Здесь действует закон равнозначности и незаменимости факторов жизни растений Вильямса – растения для своей жизни требуют единовременного совместного наличия всех факторов жизни и не один фактор не может быть заменен другим. Закон минимума (ограничивающего фактора) – Либих – величина урожая определяется тем фактором, который находится в минимуме, он считал, что рост урожая прямо пропорционален увеличению количества фактора, находящегося в минимуме. Закон минимума, оптимума, максимума – Сакс – пост и развитие растений прекращается при экстремальных (мин. и макс.) значениях интенсивности факторов среды.

Закон совокупного действия факторов жизни - все факторы жизни растений действуют совокупно, т.е. взаимодействуют в процессе роста и развития растений. Люндегорд установил «интерференцию» факторов, нахо­дящихся в минимуме, совмещение их отрицательного действия на рост и развитие растений. Ряд исследователей, руководствуясь законом совокупного действия факторов, пытались в математической форме установить зависимость урожая от факторов жизни расте­ний. Наибольших успехов в этом направлении достиг Э. Митчерлих.

Закон действия факторов жизни растений, по Э. Митчрлиху, гласит, что прибавка урожая зависит от каждого фактора роста и его интенсивности, она пропорциональна разнице между возможным максимальным и действительно полученным урожаем. Он попытался математически выразить зависимость прибавки урожая от удобрения почвы. Э. Митчерлих экспериментально вывел коэффици­енты использования отдельных факторов жизни: N — 0,2, Р₂О₅ — 0,6, К₂О — 0,4, Mg — 2,0 на 1 мм осадков.

Последующими исследованиями было установлено, что форму­ла Э. Митчерлиха не универсальна, так как сложные биологические процессы создания урожая не описываются математическими фор­мулами. Тренель вскоре показал, что она, кроме того, неверна и ма­тематически. Несмотря на трудности математического выражения закона совокупного действия факторов, закон этот имеет огромное зна­чение для практики земледелия. В этой связи В. Р. Вильяме указывал, что прогресс возможен лишь, когда наше воздействие на условия, в которых протекает это сложное производство, направ­лено одновременно на весь их комплекс. Этот комплекс усло­вий представляет одно органи­ческое целое, все элементы кото­рого неразрывно связаны. Воз­действие на один из этих элемен­тов неминуемо влечет за собой необходимость воздействия и на все остальное.

Действие законов основано на методологии использования системного метода. Законы земледелия проявляются в условиях производства во всеобщем законе сохранения вещества и энергии, в системе человек-природа.