Факторы жизни растений и законы земледелия

Раздел: Сельское хозяйство, как отрасль производства   Лекция №  Основы земледелия и агрохимии План лекции: Факторы жизни растений и законы земледелия Зелёные   растения   ­   непременное   условие   существования   человека   и   животных   на земле.   Они   активно   участвуют   в   круговороте   веществ   природы,   поглощая   из   воздуха углекислый газ и выделяя кислород, которым дышат все живые существа. За счёт энергии солнечного луча растения создают нужные человеку и животным белки, жиры, углеводы, витамины и многие другие полезные растительные продукты. Растения тесно связаны с окружающей средой. Для нормального роста и развития растений необходимый свет, тепло, вода, воздух, питательные вещества. Свет.  С   помощью   энергии   солнечного   луча   растение   превращает   углекислый   газ воздуха в продукцию растениеводства. В клетках зелёного растения непрерывно совершает синтез простых элементов в сложные органические химические соединения. Некоторые   сельскохозяйственные   культуры   (пшеница,   рожь)   быстрее   растут   в условиях более продолжительного дневного освещения, другие (просо, хлопчатник) ­ при коротком   дне   и   длинной   ночи.   Одни   растения   предпочитают   интенсивное   освещение, другие теневыносливы. Всем культурам в посевах должна быть обеспечена определённая световая площадь. Фотосинтетическая   активная   радиация   (ФАР),   поступающая   на   землю   в   средних широтах, измеряется 1­3 млрд. ккал на 1 га. Из этого количества энергии при обычных урожаях порядка 15 ц зерновых с 1 га в течение 80­90 дней вегетации используется не больше 1% ФАР. Однако при более длительном периоде вегетации, когда получают урожаи порядка 50 ц зерна с 1 га, а также при использовании пожнивных культур и на многолетних травах можно довести использование ФАР до 3­4% и выше. Таким образом, возможности использования солнечной энергии ещё очень далеки до предела (12­15%). Тепло   необходимо   растениям   для   прорастания   семян,   синтеза   соединений, передвижения пластических веществ по растению и формирования урожая. Полевые   культуры   предъявляют   неодинаковые   требования   к   теплу.   Так,   яровой пшенице,   ячменю,   овсу   за   период   вегетации   необходима   сумма   средних   суточных температур от 1500 до 2000 град. С; кукурузе, рису ­ от 3000 до 4500 град.; хлопчатнику ­ 5000 град. и больше. Для роста и развития растений губительны как низкие, так и высокие температуры. Вода.  В большинстве зелёных и свежеубранных растений содержится 75­90% воды. Растительная клетка должна быть постоянно насыщена водой. С током воды поступают в растение и передвигаются в нём питательные вещества. Вода участвует в фотосинтезе и других процессах, происходящих в растениях, благодаря ей поддерживается устойчивая температура   в   растении,   предупреждается   перегрев   его   солнцем.   Благодаря   испарению происходит непрерывный ток воды через растение. Количество воды ( в г ), расходуемой растением   на   образование   1   г   сухого   вещества,   называется  транспирационным 1 коэффициентом. Величина транспирационного коэффициента зависит от вида растений и условий из возделывания. У большинства сельскохозяйственных культур он колеблется от 300 до 500 (зерновые), у некоторых возрастает до 800 и 1000 (овощные, травы). Источников воды в неполивных условиях являются прежде всего осадки, а также грунтовые воды. Воздух  необходим   растениям   как   источник   углекислого   газа   для   фотосинтеза   и кислорода для дыхания. В целях лучшей обеспеченности углекислым газом надпочвенного слоя воздуха вносят навоз или искусственно обогащают этот слой СО (2), что возможно в теплицах, оранжереях. Воздух   служит   для   растений   и   источником   азота.   Все   растения   используют   азот, попадающий в почву с осадками. Бобовые растения благодаря симбиозу с клубеньковыми бактериями   могут   использовать   азот   воздуха.   Значительная   группа   свободноживущих микроорганизмов     (азотфиксаторов)   ­   бактерий,   грибов   и   водорослей   непосредственно усваивает азот воздуха, оставляя его в дальнейшем высшим растениям. Установлены   определённые   закономерности   во   взаимоотношениях   растений   с окружающей их средой, получившие название законов земледелия. Закон   минимума  ­   наиболее   важный   закон,   впервые   сформулирован   немецким учёным Ю. Либихом (1803 ­ 1873) по отношению к питательным веществам почвы, но он появляется   и   по   отношению   ко   всем   факторам   жизни   растений.   По   этому   закону продуктивность поля находится в прямой зависимости от необходимой составной части пищи растений, содержащейся в почве в самом минимальном количестве. Закон минимума может подтверждаться многочисленными примерами: при отсутствии снега (воды, воздуха, тепла) растения не могут нормально развиваться или же урожай их будет обусловлен тем фактором, который находится в минимуме (например, вода, питательные вещества), хотя бы все остальные факторы были в достаточном количестве. Закон равнозначности и незаменимости факторов жизни растений также имеет весьма существенное значение. Все факторы жизни растений равнозначны, и ни один из них не может   быть   заменен   другим.   Свет   нельзя   заменить   теплом,   питательные   вещества   ­ воздухом, азот ­ фосфором и т.д. Знание законов земледелия, умение из использовать в практике дают возможность неограниченного   повышения   урожаев,   но   требуют   разработки   такой   агротехники,   при которой растения наилучшим образом были бы обеспечены факторами жизни. Создание оптимальных   условий   для   развития   сельскохозяйственных   культур   ­   задача   теории   и практики земледелия. Научные основы земледелия начали формироваться в  XVIII  в. Выдающаяся роль в истории отечественной агрономии принадлежит М.В. Ломоносову (1711­1765). Он впервые с   материалистических   позиций   объяснил   происхождение   почв   и   предвосхитил   будущие открытия о воздушном питании растений. М.В.   Ломоносов   был   одним   из   инициаторов   создания   в   России   Вольного экономического   общества,   которое   объединяло   прогрессивных   землевладельцев   на протяжении более 125 лет издавало свои труды. В развитии научных взглядов в земледелии много сделали первые русские агрономы А.Т. Болотов (1738­1833), И.М. Комов (1750­1792), а затем М.Г. Павлов (1793­1840) и И.А. Советов (1826­1901). Выдающаяся роль в развитии агрономии принадлежит Д.И. Менделееву (1834­1907), 2 П.А.   Костычёву   (1845­1895),   А.Н.   Энгельгардту   (1828­1893),   чьи   «Письма   из   деревни» высоко оценивал В.И. Ленин. Основоположником русского почвоведения был В.В. Докучаев (1846­1903). Биологическое направление в почвоведении развил В.Р. Вильямс (1863­1939). Крупнейшая заслуга в создании советской агрохимической науки принадлежит Д.Н. Прянишникову (1865­1948). Литература: 3