Фактори життя рослин

Рослини вимогливі до умов росту та розвитку. У сільськогосподарському виробництві людина повинна утворювати умови середовища, щоб вода, елементи живлення, світло, тепло та інші фактори життя знаходились у доступному виді і поглиналися рослинами у оптимальних для них кількостях.

Фактори життя рослин проявляються та взаємодіють із рослинами через повітряне та ґрунтове середовище. Людина може впливати на ґрунтові процеси (обробкою, внесенням добрив, проведенням різного роду меліорацій).

Поділ факторів життя рослин на космічні і земні оснований на космічні і земні оснований на їх походженні і можливості регулювання.

Світло і тепло рослини одержують від Сонця. Ці фактори життя в кількісному вираженні в землеробстві не регулюються.

Поживні речовини, повітря і вода – фактори земного походження і їх кількість у рослинництві можна регулювати залежно від потреб рослин.

Вимоги до кількості і якості кожного фактора життя та їх співвідношення залежить від біологічних особливостей рослин і виражаються їх спадковістю.

Світло. Всі зелені рослини можуть розвиватися тільки за наявністю світла, під впливом якого відбувається фотосинтез, в процесі якого утворюються органічні речовини. При недостатньому освітленні порушується нормальний ріст рослин – формуються видовжені, тонкі і слабкі стебла. Недостатня інтенсивність світла позначається на якості врожаю – знижується вміст білка у зернових, цукру у цукрових буряків, крохмалю у картоплі, олії в насінні соняшника.

За вимогами до інтенсивності світла розрізняють світлолюбиві та тіні витривалі, які успішно розвиваються при незначному затіненні. Це дає можливість вирощувати капусту, картоплю і моркву у міжрядді молодих садів, а конюшину, люцерну, еспарцет на першому році життя під покривом зернових колосових та інших культур.

Рослини використовують лише незначну кількість сонячної енергії, що досягає поверхні листків (1-2%, максимально 5%). Підвищення ККД зеленої рослини за допомогою забезпечення іншими факторами життя, а також виведення більш продуктивних інтенсивних сортів – одне з важливіших завдань агрономічної науки та практики.

Агроприйоми регулювання використання світла: норма висіву насіння, густота рослин в посівах, способи сівби (широкорядний, пунктирний, вузькорядний, стрічковий), зміна напрямку рядків, знищення бур‘янів, формування крон плодових дерев. У деяких випадках посіви затінюють кулісами (при вирощуванні огірків).

Культурні рослини по різному реагують як на загальну кількість світла протягом вегетації, так і на тривалість світлового дня. Це означає що одні рослини швидше достигають при довгому світловому дні (жито, пшениця, овес, ячмінь, горох, віка, льон, картопля, капуста), а інші – при короткому (просо, сорго, соняшник, кукурудза, соя, квасоля та ін.).

ТЕПЛО. Усі біологічні і фізіологічні процеси в рослинних організмах активно відбуваються при плюсових температурах. Межі життєвий функцій рослин – від –30⁰ до +40⁰С. Але в кожній рослині своя межа низьких температур: у озимого ячменю – 12⁰, озимої пшениці –16⁰, озимого жита –26⁰С.

Верхня межа температур, від якої терпить більшість рослин, понад 40-45⁰С. Це призводить до зниження фотосинтезу і навіть до загибелі. Тепло потрібно рослинам для проростання насіння, яке проростає при температурі 1-7⁰С. Різні рослини мають свої особливості, які треба враховувати при вирощуванні їх в різних зонах землеробства, а також строках сівби. Основні польові культури за вимогами до тепла при проростанні та появі сходів діляться на холодостійкі, середньохолодостійки і теплолюбиві.

Температура ґрунту впливає на швидкість появи сходів.

Інтенсифікація сільськогосподарського виробництва потребує знання та застосування на практиці основних законів наукового землеробства - сукупної дії факторів; незамінності і рівнозначності факторів життя рослин; оптимуму, мінімуму, максимуму; повернення; плодозмін та ін.

За цими законами необхідно творчо застосовувати систему агротехнічних заходів з врахуванням вимог рослин та конкретних умов середовища. Потрібно пам'ятати, що у різних природнокліматичних зонах найбільшу увагу слід приділяти забезпеченню рослин тими факторами життя, які знаходяться у мінімумі (у Поліссі — живлення, у Степу — вологою т.п.).

Для отримання максимально високих врожаїв сільськогосподарських культур необхідна одночасна присутність або надходження всіх факторів життя у оптимальному співвідношенні.

ПОВІТРЯ. Рослини, як і всі живі організми дихають засвоюючи кисень повітря. А так як вони дихають всією поверхнею, то для них однаково потрібний кисень атмосферного і ґрунтового повітря. Крім кисню їм необхідний вуглекислий газ, до складу якого входить один з елементів живлення рослин – вуглець. Вищі рослини по–різному реагують на наявність СО₂ в атмосферному й ґрунтовому повітрі. При концентрації СО₂ в ґрунтовому повітрі понад 1% деякі культурні рослини виявляють ознаки отруєння. Водночас підвищення концентрації СО₂ в атмосферному повітрі понад 1% сприяє збільшенню врожаю.

На нестачу кисню в ґрунті рослини реагують неоднаково – злакові, гречка, рис менш чутливі; бобові, картопля, ячмінь, люпин – більш чутливі.

Значна кількість кисню потрібна для життєдіяльності окремих ґрунтових мікроорганізмів. Зокрема , процес нітрифікації особливо активно протікає при вільному доступі кисню, що відбувається під час розпушування ґрунту.

Велику роль у житті рослин відіграє азот повітря. Зелені рослини не можуть самі його засвоювати, тому засвоєння азоту йде за допомогою бульбочкових бактерій, які живуть на коренях бобових рослин при доступі кисню.

Для поліпшення повітряного режиму ґрунту проводять глибоку оранку плугами з передплужниками, внесення органічних добрив, проведення комплексної меліорації солонцюватих ґрунтів, або вапнування кислих.

ВОДА. У рослинному організмі води міститься від 75 до 90 %, вона є складовою частиною кожної клітини. З її надходженням і рухом пов‘язані всі життєві процеси рослин. Вода також бере участь у процесах, які відбуваються у грунті. Розвиток рослин з самого початку життя, тобто з проростання насіння, тісно пов‘язаний з водою. Різні рослини проростають за різного водопоглинання – просо – 25 – 28% від загальної маси, пшениця – 45%, горох – 105 – 115%.

З водою у рослини поступають поживні речовини та виводяться непотрібні.

Рослини потребують воду з моменту посіву насіння до закінчення формування врожаю. В різні періоди життя рослини потребують неоднакову кількість води: меншу – в початковий період, більшу – у період формування міцної надземної та підземної маси, генеративних органів, плодів, коренеплодів і бульбоплодів; у кінці життя потреба в воді зменшується. Час найбільш гострої потреби рослин у воді, коли нестача її різко знижує врожайність, називається критичним періодом. Для озимого жита, озимої і ярої пшениці, ячменю і вівса це період виходу в трубку – колосіння, для сорго і проса – вимітування – налив, для кукурудзи – цвітіння – молочна стиглість, для зернобобових і гречки – цвітіння, для соняшника утворення кошику – цвітіння, для картоплі цвітіння – бульбоутворення, бахчових – цвітіння, утворення і дозрівання плодів.

Маса води в грамах, яку використовує рослина на утворення 1граму сухої речовини називається транспіраційним коефіцієнтом. Величина його залежить від виду рослин і умов їх вирощування. У багаторічних трав конюшина (клевер), люцерна – 600–800, однорічних злакових – 400–500 , просовидних – 200 –350. В той час одна і та сама культура у сухе літо випаровує в 2–2,5 рази більше води ніж у вологе.

Випаровування (транспірація) знижує температуру у тканинах рослин і захищає їх від перегріву. Вода підтримує тургор клітин та розносить продукти асиміляції до окремих органів.

Оптимізація вологоємкості ґрунту досягається внесенням органічних добрив, раціональним обробітком ґрунту, вирощуванням багаторічних трав та іншими заходами утворення потужного, пухкого, структурного кореневмісного шару ґрунту.

ПОЖИВНИЙ РЕЖИМ. Поживними речовинами рослин є продукти життєдіяльності різних ґрунтових мікроорганізмів і хімічні елементи, що містяться у ґрунті.

Хімічні аналізи показали, що в рослинах знаходяться до 85 різних хімічних елементів.

У сухої речовині рослин доля вуглецю (С) складає 45 %, кисню (О) – 42%, водню (Н) – 7%. До складу рослин входять азот, фосфор, калій, кальцій, магній, сірка, залізо – це макроелементи. Їх вміст в різних рослинах коливається від сотих часток відсотку до декількох відсотків.

Крім цих десяти основних елементів рослини потребують в дуже незначних кількостях бор, молібден, мідь, манган (марганець), цинк та інші, які називаються мікроелементами.

При спалюванні рослин фосфор, калій, кальцій, магній, сірка, залізо і мікроелементи залишаються у золі, тому їх називають зольними елементами, на частку яких приходиться 5% сухої речовини рослин.