В этой статье мы рассмотрим основные факторы,
влияющие на рост и развитие растений и возможность получения
хорошего урожая! Если даже одного фактора будет недостаточно, урожай
будет снижен! Посмотрим, что это за факторы...
Что
нужно для
роста и развития растений?
Почему понимание
факторов жизни растений очень важно? Факторы жизни растений –
это то, что влияет на жизнь растений, и без чего невозможна
жизнедеятельность растений, их рост и развитие! Если правильно понимать
факторы жизни растений, знать что нужно и чего не хватает, то можно
значительно повысить урожайность! Знание факторов жизни растений
помогает правильно построить современные технологии выращивания
культурных растений! С факторами жизни
растений и их влиянием связаны и законы земледелия
и теория стрессов растений - основы всего современного земледелия!
Поэтому понимание факторов жизни растений очень важно!
Космические факторы, как более глобальные, определяются поступлением
световой энергии Солнца, что частично трансформируется в тепловую.
Именно она в решающей степени определяет климатические и зональные
зональные особенности местности, что обуславливает возможности
выращивания тех или иных видов растений
Оптимальное
соотношение всех перечисленных факторов
(и космических и материальных) позволяет полностью удовлетворить
потребности растений, что обеспечивает хороший рост, развитие и
плодоношение.
Регулирование космических факторов жизни растений в земледелии
открытого грунта очень трудно, однако, не является непреодолимой
задачей. Земные факторы, напротив, удается регулировать, создавая
оптимальные условия для развития растений.
В
растениеводстве открытого грунта –
материальные факторы (вода,
питательные вещества), можно регулировать! К примеру внести
удобрения, или сделать орошение! на фото - внесение удобрений
(удобрения снабжают растения элементами питания)
В современном растениеводстве закрытого грунта -
все
факторы можно регулировать! В
indoor фарминге и современных
теплицах можно регулировать все факторы жизни растений!
Факторы внешней среды – это все то, что находится вне
растений.
Обычно выделяют четыре группы факторов жизни растений:
1. Абиотические
– климатические: температура, свет
(уровень освещения, спектральный состав света, продолжительность
дня), воздух (уровень СО2, состав, движение
/ поток воздуха, влажность), магнитное
поле, механические воздействия (ветер, град, и т.д.); физические и
химические свойства почвы,
уплотнение,
почвенная влага и
воздух
2. Эдафические/ почвенные
- почвенные условия, то есть физические
и химические свойства почвы, почвенный воздух влага
3. Биотические
- взаимодействие культурных растений в
посеве (аллелопатия), сорняки, полезная и вредная микрофлора,
полезные и вредные организмы
4. Антропогенные (связанные с деятельностью человека)
– метод культуры тканей, обрезка и влияние на растения и их
биоценозы машинами, химическими веществами и физическими средствами.
Некоторые факторы жизни
растений мы не можем регулировать. Но многие факторы мы можем
регулировать и получать большую урожайность! На управлении факторами
жизни растений основаны законы
земледелия и
теория стрессов растений!
Свет –
самый главный фактор жизни растений. Свет в жизни растений имеет огромное
значение, так как основные процессы жизнедеятельности проходят с его
участием. На фото - поле
подсолнечника в свете заходящего солнца
Световая энергия нужна растениям для фотосинтеза.
Именно поэтому, количество и качество
освещения света
лимитирует и скорость процесса фотосинтеза, а также
сильно влияет на урожайность.
Световую энергию растения получают от Солнца, в некоторых случаях
используют искусственное освещение растений, например, при
выращивании растений в
теплицах, и
indoor фарминге.
Искусственною
подсветку растений (в дополнение к солнечному
освещению) используют в теплицах.
Теплицы строят таким образом, чтобы растения получали достаточно
света
В отличии от теплиц в
индор-фарминге растения выращивают без солнечного света. И чтобы
растения росли хорошо используют специальные лампы, которые дают
спектр света, похожий на солнечный
Photosource:
Marina Kalinka
Недостаток света приводит к замедлению фотосинтетических процессов,
что приводит к голоданию, задержке роста и гибели растений
Сильный
свет нагревает почву, приводит к быстрому высыханию почвы и гибели
растений
Избыток
света угнетает растения, приводит к сильному нагреванию и ожегам.
Что делать, чтоб снизить интенсивность света? Делают затенение, что
очень важно при выращивании, например овощей в южных регионах
Интенсивность и
спектральный состав света
сильно влияют на рост и развитие растений.
Солнечный свет включает в себя ультрафиолетовый спектр, который
также оказывает бактерицидное действие на микроорганизмы.
На фото -
освещение теплицы с томатами. Интенсивность и
спектральный состав света сильно влияют на
рост и развитие растений,
поэтому для подсветки растений в теплицах используют лампы со
специальным спектром, приближенным к солнечному
С
помощью света неорганические вещества преобразуются в органические.
Происходит это в растениях в результате аккумулирующей способности
солнечной энергии (фотосинтеза).
Интенсивность фотосинтеза зависит от интенсивности света, спектра и
продолжительности освещения. Чем больше хлорофилла содержит листья,
тем меньше требуется света для нормального протекания фотосинтеза.
Растения могут трогаться в рост и при недостатке света. Однако в
данном случае они утончаются, увеличивается длина междоузлий,
листовых черешков и пластинок, а листья светлеют.
Фотосинтез – это процесс образования зелеными
растениями органического вещества из воды и углекислого газа
вследствие поглощения энергии солнечного света.
Таким образом, качественный свет
нужен для получения высокого урожая!
Как
сахар попадает в свеклу и как происходит фотосинтез? Рецепт успеха в
выращивании сахарной свеклы – ее зеленые листья и здоровые корни, а
также оптимальное обеспечение всеми необходимыми факторами жизни –
светом, питанием, водой, воздухом, элементами питания! На видео вы
можете увидеть, как происходят фотосинтез и накопление сахаров у
сахарной свеклы. Таким же образом происходит накопление питательных
веществ и урожая и у других растений
Без
света растения гибнут. А из-за недостатка света, урожайность сильно
снижается!
Недостаток света вызывают
следующие причины:
- загущенные посевы и посадки
- посев на северных склонах
-
посев в тени
- неправильная конструкция теплиц
- и так далее
Фотоморфогенез – реакция растений на
спектральный состав света. Учет этого процесса особенно
важени при
выращивании растений
в
теплицах, и
indoor.
Фотопериодизм –
реакция растений на продолжительность светового дня. Эту реакцию
следует учитывать при выращивании в теплицах, а также при
определении сроков высева – например, редис, посеянный летом будет
формировать цветоносы, а не корнеплоды. Также это очень важно при
выращивании
земляники (клубники) и
конопли.
По чувствительности к
продолжительности светового дня, растения и сорта растений можно
распределить на три группы:
- растения короткого
светового дня (КСД)
- растения длинного светового дня (ДСД)
-
растения нейтрального светового дня (ремонтантные, НСД или day
neitral)
1.
Растения короткого светового дня (КСД)
К этой группе относятся: перец, баклажан, фасоль, бамия – у этих
культур цветение индуцируется коротким световым днем. Например, в
клубнике присутствуют сорта короткого светового дня.
Клубника короткого светового дня
(КСД) – это обычные сорта раннего и среднераннего плодоношения, дают
урожай в конце мая – начале июня один раз за сезон. Закладка и
дифференциация цветоносов в генеративных плодовых почках происходит
при коротком световом дне, в 10-12 часов, при снижающихся
температурах воздуха и почвы - с осени по весну - в период времени,
предшествующий плодоношению.
Климат, технология выращивания и
особенности сорта, оказывают непосредственное влияние на скорость
закладки цветочных почек и генеративных органов. Ранние сорта
заканчивают дифференциацию раньше поздних. Засуха, стрессы, высокие
температуры замедляют этот процесс, и наоборот, прохлада,
достаточный полив и внесение удобрений – ускоряют.
2. Растения длинного светового дня (ДСД)
К этой группе
относятся: астровые (кроме топинамбура) и капустные
культуры, морковь, свекла – у этих культур цветению способствует
длинный световой день. Например, в клубнике присутствуют сорта
длинного светового дня.
Клубника длинного светового дня
(ДСД) – это клубника, которая закладывает плодовые почки при
температуре от +15°С и продолжительности светового дня в 14-17
часов. Для формирования соцветий и цветения необходима
продолжительность светового дня – от 12 часов и более.
3. Растения нейтрального светового дня (ремонтантные)
К этой группе относится
подсолнечник, а также большинство сортов и гибридов овощей, которые
выращиваются в современных теплицах.
Большинство
современных сортов томатов, огурцов и клубники, выращиваемых
круглогодично в промышленных теплицах, на гидропонике – это именно
растения нейтрального светового дня!
На
плодоношение у таких растений продолжительность светового дня не
влияет. К примеру в клубнике присутствуют сорта нейтрального
светового дня.
Ремонтантная клубника нейтрального светового дня (клубника НСД) или
day neitral. Если обычные ремонтантные сорта/гибриды клубники,
формируют соцветия при длинном дне, то сорта нейтрального типа – и
при длинном и при коротком световом дне – круглогодично. Созданы
такие сорта для выращивания в теплице круглый год. Часто это самые
высокопроизводительные гибриды клубники для выращивания в
современных автоматизированных теплицах.
Клубника нейтрального светового дня – растения закладывают плодовые
почки каждые 5-6 недель, развиваются эти плодовые почки 14-16 дней. На закладки
генеративных почек и их дифференциацию (образование плодовых), не
влияет продолжительность дня и температуры, которые могут
быть от +2…+5°С до +30°С. Начиная с июня, растения клубники нейтрального дня формируют ягоду
– и так, до самых заморозков. А при выращивании в теплицах такие растения дают
урожай круглый год.
На рисунке:
слева – растения лука, выращенные в условиях короткого (слева)и длинного
дня (справа). У лука репчатого, при коротком
световом дне, луковицы
не формируются, а растет цветонос (слева), а длинный день способствует
формированию луковиц (справа)
Рассмотрим свет, как
фактор влияющий на урожайность в условиях Казахстана. Какие
возможности есть для повышения урожайности и прибыльности?
В Казахстане климат Bsk - холодный степной (семиаридный) климат.
Интенсивность солнечного света в Казахстане зимой небольшая, а летом
очень сильная.
Какие возможности есть для регулирования данного фактора и
повышения урожайности и прибыльности?
Мы не можем регулировать интесивность солнечного света, но можем
выращивать те сорта, которые наилучшим образом подходят для
такого климата. те сорта, которые будут давать большую
урожайность.
При выращивании овощей в теплицах, их можно подсвечивать. В
теплицах свет - это регулируемый фактор
В жизни растений ведущую роль играет
температура. Сельскохозяйственная наука накопила достаточно сведений
о потребности различных культурных растений в тепле
Условной единицей
измерения количества тепла является сумма активных температур, то
есть сумма средних суточных температур более
+10 С за период вегетации.
Потребность в тепле
колеблется в зависимости от вида и сорта, а также периода вегетации.
В одних фазах развития растений, потребность в тепле одна, в других
фазах - другая.
Определение
требований к теплу позволяет оценить условия выращивания культур в
конкретной зоне.
Как деревья выживают зимой? Как им удается
пережить даже сильные морозы?
Теплообеспеченность имеет особое значение в период
прорастания семян. Поэтому знание этих факторов позволяет определить
точные сроки посева, создать правильную
систему обработки почвы и правильно уничтожать
сорняки.
Требования
к теплу определяют устойчивость растений к заморозкам,
условиям зимовки и жаростойкость.
Нормальная
жизнедеятельность растений происходит только в определенных для
каждого вида растений температурных пределах.
Отношение растений к теплу состоит из следующих показателей:
требования к теплу – достаточного теплового
режима для нормального роста для
данного вида и сорта растений
(оптимальные температуры)
количества тепла в течение вегетационного периода
(суммы температур)
устойчивости (холодостойкость и жаростойкость)
– способности противостоять неблагоприятным температурам
За
пределами оптимальных температур интенсивность фотосинтеза и
физиологических процессов в растениях ослабевает.
При повышении
температуры сверх оптимальной – резко усиливается дыхание и
ослабевает фотосинтез, продуктивность растений существенно
снижается.
Холодостойкость – способность растений длительно переносить
низкие положительные температуры. Многие растения достаточно
холодостойкие, чтобы перенести кратковременные понижения температуры
до -3...-5°С (иногда до -10°С), и более длительные понижения до
-1...-2°С. Оптимальная температура для фотосинтеза у этих культур
около +17...+23°С.
Но часто холодостойкие культуры плохо переносят тепли.
Они отрицательно реагируют на температуру выше
30°С. Но в период цветения, мороз уничтожает генеративные органы
даже у холодостойких культур. Бывают однолетние, двухлетние и
многолетние холодостойкие культуры: клубника, малина, голубика,
облепиха, капустные, морковь, брюква, некоторые корнеплоды, салат,
шпинат, лук репчатый, лук - порей, горох, бобы и т.д.
Морозостойкость – способность растений переносить
отрицательные температуры.
Зимостойкость – способность растений переносить
неблагоприятные условия перезимовки.
Засухоустойчивость – способность растений переносить
низкое содержание влаги и очень
высокие температуры. Примеры засухоустойчивых культур -
подсолнечник, сафлор, нут, пшеница, ячмень, и т.д.
Устойчивость к жаре – способность растений переносить
тепловой стресс, или "запал" – сухую и жаркую погоду.
Засухоустойчивые и стойкие к жаре культуры:
подсолнечник, сафлор, рыжик, нут, пшеница, ячмень, оливки,
фисташки.
Теплолюбивые культуры - культуры, которые любят тепло и
дают хорошие урожаи в теплых условиях (арбуз, дыня, мускатная тыква,
перец, баклажан, бамия, батат, цуитрусовые, оливки, миндаль, персик,
кукуруза, соя, тропические культуры и др.).
Озимые культуры – это однолетние культуры, способные
перезимовать в поле. Жизненный цикл озимой культуры нуждается в
зимовке (от одного до нескольких месяцев) в условиях пониженных
температур.
Озимые культуры сеют осенью или в конце лета; до
наступления зимы они прорастают, а весной продолжают свой жизненный
цикл и созревают несколько раньше, чем яровые культуры - высеваемые весной
однолетние культуры.Озимые сорта обычно дают более высокий урожай
(за счет использования запасов влаги в почве весной), однако их
можно выращивать только в районах с мягкими зимами. Озимые культуры:
чеснок, пшеница, ячмень, рапс
Яровые культуры – это однолетние культуры, высеваемые
весной. Обычно это культуры, которые любят тепло.
Двуручки – это сорта разных культур (пшеница, ячмень),
которые можно сеять и как озимые культуры (осенью и зимой) и как
яровые (весной).
Озимые культуры
устойчивы к холоду, их сеют осенью, растения зимуют в поле всю зиму,
а урожай убирают уже следующим летом. На фото – посев озимой пшеницы
в Норвегии. В Норвегии, Швеции, Финляндии – в Северной Европе озимую
пшеницу сеют 5-15 сентября, а урожай собирают в августе следующего
года
Темопериодизм
– это реакция растений на суточные и
сезонные колебания температуры. Например: в практике овощеводства
было замечено, что холодные ночи в значительной степени ограничивают
возможность возделывания теплолюбивых культур (особенно дыни и огурца),
причем самая низкая ночная температура сильно влияет
на рост в
период цветения и плодоношения.
Яровизация – это биологический процесс качественных
изменений, связанный с необходимостью воздействия на растение
низкими положительными температурами в течение определенного
периода, что индуцирует переход к образованию генеративных органов.
Например, капуста при выращивании при температуре более 15°С
становится многолетней культурой, и каждый год формирует кочерыжку,
и не переходит к цветению.
Также есть культуры и сорта, которые имеют
определенные требования к
охлаждению, чтобы сформировать хороший урожай. Приведем пример такой
культуры как клубника:
Сорта с высокими требованиями к охлаждению (HC).
Сорта клубники с высокими требованиями к охлаждению (HC) требуют как
минимум 500 часов холода, чтобы вырасти и сформировать хороший
урожай. Эти сорта подходят для выращивания в умеренном и
континентальном климате с достаточно продолжительной зимой, чтобы
удовлетворить их потребности в холод.
Сорта
с низкими требованиями к охлаждению (LC). Для сортов
клубники с низкими требованиями к охлаждению (LC) требуется менее
500 часов холода и особенно подходят для производства в
субтропических и средиземноморских районах.
Рассмотрим тепло, как
фактор влияющий на урожайность в условиях Казахстана. Какие
возможности есть для повышения урожайности и прибыльности?
Какой климат в Казахстане?
BSk - засушливый холодный климат, степь
Dfb -
холодный климат,
нет засушливых сезонов, теплое лето
BWk –
засушливая
холодная
пустыня
Fuente: «Mapas de clasificación climática de Köppen-Geiger
presentes y futuros con una resolución de 1 km». Nature
Scientific Data. DOI:10.1038/sdata.2018.214 Autor: Beck,
H.E., Zimmermann, N.E., McVicar, T.R., Vergopolan, N., Berg,
A., y Wood, E.F.
Климат Казахстана (по современной
международной классификации).
Климатическая карта Казахстана. Большая часть сельского
хозяйства Казахстана расположена в зоне
BSk
(холодная степь). Количество осадков около
250-300 мм
в год, наибольшее количество из которых выпадет в зимний
период. За вегетационный период
выпадает около 100 мм осадков
Таким образом, в Казахстане климат Bsk - холодный степной
(семиаридный) климат.
---------------
Зима в Казахстане очень холодная
и ветренная.
Лето в Казахстане очень жаркое, с сильными сухими ветрами.
Также очень распространены заморозки - весной и осенью!
---------------
Мы не можем регулировать тепло при выращивании культур в открытом
грунте.
Какие возможности есть для регулирования тепла и повышения урожайности и прибыльности?
Выращивать холодостойкие культуры. Выращивание теплолюбивых
культур (соя, кукуруза на орошении, будет связано с рисками
повреждения заморозками)
Выращивать яровые культуры
Не выращивать озимые культуры, например озимую пшеницу и озимый
рапс, так как озимые в большинстве регионов погибают
Выращивать только те сорта, которые наилучшим образом подходят
для такого климата. Те сорта, которые будут давать большую
урожайность в условиях холодного степного климата
Вода очень важна для растений.
Без воды не начинаются ростовые процессы в семенах, она участвует в
синтезе органических веществ, является средой для превращения
питательных веществ и биохимических реакций. Все питательные
вещества усваиваются корнями растений
только в растворах. С водой в растение из почвы
поступают питательные вещества, испарение воды листвой обеспечивает
нормальные температурные условия жизнедеятельности растений
Почвообразование и формирование почвенного плодородия происходит
только при обеспечении почвы водой. Без воды невозможно развитие
почвенной фауны и микрофлоры.
По
отношению к влаге, растения делятся на следующие экологические типы:
гигрофиты (осока, ситник, камыш, рис) растут на
влажных лугах, болотах, побережьях рек, на специальных
затопляемых полях - чеках
ксерофиты (полынь, ковыль) – растут в условиях
недостатка влаги
мезофиты (тимофеевка луговая, люцерна, клевер,
большинство сельскохозяйственных растений) – в районах среднего
увлажнения.
Вода –
ключевой фактор жизни растений. Вода в жизни растений имеет огромное
значение, так как все процессы жизнедеятельности проходят с ее
участием. На фото - ирригация /
полив кукурузы. Полив - это метод регулирования этого фактора
Оптимальная влажность почвы в слое размещения основной массы корней,
при котором обеспечиваются наилучшие условия роста, находится в
пределах 65-90% наименьшей влагоемкости.
Вода очень важна для растений. Также важна доступность
почвенной влаги.
Следует обратить внимание на взаимосвязь влаги и удобрений!
-------
Если есть влага, и удобрения находятся в растворенном состоянии в
зоне корней, только тогда удобрения усваиваются! На этом основана
вся современная система применения удобрений! Вода нужна для
нормального протекания физиологических процессов в растении!
Часто задают вопрос - листья поникли, у растений стресс: Можно ли
внести удобрения или стимуляторы роста, чтобы улучшить состояние
растений? Или задают вопрос: колос уже не зеленый, можно ли сделать
опрыскивание карбамидом для повышения белка в зерне? Если растения
находятся в состоянии водного стресса или воды недостаточно, или уже
растения подсохли в связи с созреванием, и воды мало в тканях
растения, то физиологические процессы не работают нормально и,
следовательно - удобрения и стимуляторы роста не подействуют!
Для определения суммарной потребности растений в воде используют
транспирационный коэффициент.
Транспирационный коэффициент — это количество воды,
которое расходуется растением на создание единицы сухого вещества и
является одним из показателей употребления влаги растениями. Другими
словами, транспирационный коэффициент, это отношение массы
выделенной растениями воды к массе сухого вещества урожая.
Транспирационный коэффициент зависит от вида растений, стадии их
развития, почвенных и погодных условий, наличия в почве влаги и
элементов питания, отсутствия болезней и т.д. В разных регионах для
растений транспирационных коэффициент может быть от 200 до 1000.
Только небольшая часть воды (менее 1%) идет на создание урожая, а
остальная часть воды, тратится на испарение.
Потребность во влаге может колебаться в зависимости от фаз
развития растения. Критическая фаза роста у растений – фаза
развития, во время которой потребность в воде является максимальной.
Обычно это фаза активного роста биомассы. Также есть фазы, когда
закладываются генеративные органы, эти фазы также очень важны.
Суммарное водопотребление – количество воды,
расходуемой растениями на 1 гектаре, выражено в м3.
Коэффициент
водопотребления – расход воды растениями на создание 1 т урожая.
Имеет важное значение для расчета возможной урожайности.
Требования с/х культур к обеспечению влагой
(коэффициенты водопотребления) для условий нечерноземной зоны
(северные регионы умеренного климатического пояса), м3/т сухой
биомассы
Рассмотрим воду / наличие влаги,
как фактор влияющий на урожайность в условиях Казахстана.
BSk - засушливый холодный климат, степь
Dfb -
холодный климат,
нет засушливых сезонов, теплое лето
BWk –
засушливая
холодная
пустыня
Fuente: «Mapas de clasificación
climática de Köppen-Geiger presentes y futuros con una
resolución de 1 km». Nature Scientific Data.
DOI:10.1038/sdata.2018.214 Autor: Beck, H.E., Zimmermann,
N.E., McVicar, T.R., Vergopolan, N., Berg, A., y Wood, E.F.
Большая часть сельского хозяйства Казахстана расположена в
зоне
BSk
(холодная степь). Количество осадков около
250-300 мм
в год, наибольшее количество из которых выпадет в зимний
период. За вегетационный период
выпадает около 100 мм осадков.
Количество осадков сильно меняется в зависимости от региона
и может даже отличаться на двух соседних полях
Осадки в г. Семей. В Семее засушливый период бывает в
январе, феврале, марте, апреле, мае, августе, сентябре,
октябре и декабре. В среднем июль является самым влажным
месяцем с 32,0 мм осадков. В среднем январь самый сухой
месяц с 14,0 мм осадков. Среднегодовое количество осадков
составляет: 264,0 мм. Количество осадков за вегетационный
период (апрель – август) 100-130 мм
Осадки в г. Астана. В Астане засушливый период бывает в
январе, феврале, марте, апреле, мае, августе, сентябре,
октябре и декабре. В среднем июль является самым влажным
месяцем с 64,9 мм осадков. В среднем январь самый сухой
месяц с 13,7 мм осадков. Среднегодовое количество осадков
составляет: 356,3 мм. Количество осадков за вегетационный
период (апрель – август) 194,9 мм
В Казахстане, уровень влаги,
ограничивает сельскохозяйственное производство:
в зоне BSk, количество осадков около
250-300 мм
в год, наибольшее количество из которых выпадет в зимний
период. За вегетационный период
выпадает около 100 мм осадков.
сухой климат, влаги недостаточно
весенние засухи
дожди летом,
в среднем июль является самым влажным месяцем
Как повысить урожайность в Казахстане? Мы не можем регулировать воду
в растениеводстве открытого грунта без организации орошения. Но
можем увеличить запасы влаги, благодаря правильной системе
земледелия
Какие возможности есть для регулирования уровня влаги
и повышения урожайности и прибыльности? Вся система земледелия
должна быть направлена на сохранение и увеличение влаги в почве:
Выращивать только те засухоустойчивые сорта,
которые наилучшим образом подходят для сухого климата. Те сорта,
которые будут давать большую урожайность в услових сухого
степного климата
Сеять в оптимальные сроки
Правильный посев - далее мы рассмотрим посев в
сухую почву и как правильно сеять, чтоб сохранить влагу
Уменьшить затраты времени на проведение полевых работ,
значит уменьшить потери влаги. Большее количество
техники и оптимизация ее работы. Широкозахватная техника
Не вносить удобрения, когда нет влаги, так как
они не усвоятся
Щелевание почвы осенью. Это позволяет накопить
зимнюю влагу в почве
Почвозащитная система земледелия (Strip-Till),
позволяющая накопить зимнюю влагу в почве
Вполне возможно увеличить урожайность в условиях сухого климата,
например в Украине хорошей урожайностью подсолнечника раньше
считалась урожайность в 2 т/га, сейчас это 3-4 т/га. Хотя климат
стал более сухой и количество влаги уменьшилось. Таким же образом
можно увеличить урожайность и в Казахстане.
Почва
очень важна для растений. Растения сеют в почву. В почве развивается
корневая система. Растения берут воду и питательные вещества из
почвы. В состав почвы входит гумус, который состоит из отмерших
растений. От качества и характеристик почвы зависит возможность
выращивания того или иного вида растний и уровень урожайности
растений
Почва представляет собой гомогенную систему, состоящую из трех
фаз: твердой, жидкой и газообразной.
Твердая фаза состоит из
минеральной и органической части и представляет основание почвы. Она
включает твердые частицы, между которыми находятся свободные пустоты
– поры, заполненные водой или воздухом.
Соотношение жесткой, жидкой и газообразной фаз определяет режим
обеспеченности растений земными факторами жизни. Для разных типов
почв соотношение разное. Оптимальным принято считать соотношение
2:1:1, то есть твердой фазы – 50%, жидкой и газообразной – по 25%.
Создание и поддержание оптимального соотношения фаз почвы
достигается рядом приемов обработки, мелиорацией, внесением
удобрений, благодаря чему улучшается водный, тепловой, воздушный,
питательный режимы, создавая тем самым благоприятные условия роста и
развития растений.
В
экстенсивном земледелии единственным источником минеральных веществ
для питания растений был их
естественный запас в почве. При истощении
природного плодородия люди исключали эти земли из обработки и
осваивали новые. Оставшиеся участки восстанавливали плодородие за
счет естественных процессов длительное время. Наиболее яркими
примерами такого подхода является
подсечная и
переложная системы земледелия.
Способность почвы обеспечивать активное развитие корневой системы и
снабжать растения элементами питания и водой, в интенсивных системах
земледелия играет важную роль.
К
почве предъявляются повышенные требования к фитосанитарному
состоянию и агротехнологическим свойствам. В результате чего
требуется улучшение всего комплекса качеств почвы, за счет
использования
инновационных технологий для расширенного воспроизводства
гумуса и плодородия почв. Неправильная обработка почвы приводит
к
эрозии почвы и к потере плодородия.
Создание оптимальных условий для роста и развития растений в
почвенных условиях связано:
с
изменением физических, химических и биологических свойств почвы
наличием в нем достаточного количества питательных веществ в
доступной для растений форме
интенсивностью процессов трансформации элементов питания из
труднодоступных для легкодоступных для растений формы, то есть
процессов мобилизации и иммобилизации.
Кроме того, климат является одним из факторов почвообразования, то
есть тоже влияет на рост растений.
Почвенно-климатические условия определяют специализацию земледелия и
агроклиматическое районирование, местный характер производства.
В любом климате и условиях есть
те технологии и те сельскохозяйственные культуры, биологические
свойства которых наиболее полно соответствуют почвенно-климатическим условиям и
обеспечивают получение высоких стабильных урожаев необходимого
качества и высокую прибыльность.
Климат в Казахстане благоприятен для выращивания только
определенных сельскохозяйственных культур.
Рассмотрим почву, как
фактор влияющий на урожайность в условиях Казахстана. Какие
возможности есть для повышения урожайности и прибыльности?
Согласно современной международной
классификации
(USDA),
в Казахстане два основных типа почв:
Mollisiols (молисоилс)
Aridsoils (аридсоилс)
Также много переходных типов, между этими двумя почвами.
Большинство почв в Казахстане подверженны сильной
ветровой эрозии, сильно
уплотнены из-за выпаса скота и работы
техники, а также от использования минимальной обработки
почвы.
Большинство полей в Казахстане никогда не обрабатывались
глубже 20-25 см или вообще не обрабатывались. Поэтому они очень
сильно уплотнены.
Также практически все почвы в Казахстане
щелочные и
засолены сульфатными солями.
Многие поля бесплодные из-за использования сильных
гербицидов. Растения угнетены из-за фитокосичности остаточных количеств гербицидов
в почве и из-за последействия гербицидов.
С элементов питания обычно недостаточно азота и
серы, а также фосфора и микроэлементов. На некоторых полях
не хватает и других элементов питания.
На многих полях в Казахстане слой гумуса небольшой,
поэтому нельзя проводить обработку почвы, при которой разные слои
почвы смешиваются. Например вспашку. Чизелевание также надо делать
так, чтобы не уничтожать гумус.
---------------
Таким образом, вторым по важности фактором,
ограничивающим урожайность в Казахстане - является
уплотнение почвы и недостаток почвенного плодородия!
Эти факторы мы можем регулировать и значительно
повысить урожайность!
---------------
Какие возможности есть для регулирования почвенных
факторов и повышения урожайности и прибыльности в условиях
Казахстана? Вся система земледелия должна быть направлена на
увеличение содержания влаги в почве и увеличение плодородия:
Отказ от IMI гербицидов и других сильных гербицидов,
учет
последействия гербицидов на каждую культуру
Соблюдение севооборота, заначительно улучшает
плодородие и сокращает затраты
Анализ почвы, расчет системы удобрений под
каждую культуру
Правильная система удобрения почвы и правильная
система защиты растений для каждой культуры
Щелевание почвы осенью. Это позволяет накопить
зимнюю влагу в почве
Растения для роста, развития и формирования урожая используют
органические и минеральные вещества, которые в процессе фотосинтеза
трансформируются в сложные органические соединения.
Химический состав растений – растения содержат углерод,
кислород, водород, азот и многие другие элементы. На углерод,
кислород и водород суммарно приходится 94% сухого вещества, по
элементам: доля углерода – 45%, кислорода – 42%, водорода – 7%.
Остальные 6% сухой массы состоят из азота и минеральных элементов.
Воздух очень важен для растений. Из воздуха растения усваивают кислород
(ночью) и углекислый газ (днем, когда идет фотосинтез). Также за
счет симбиотической азотфиксации бобовые растения усваивают азот из
воздуха
Основным питательным веществом для роослина является углекислый
газ CO2. Ежегодно растения поглощают из атмосферного воздуха около
20 млрд. т углерода.
На сегодняшний день накоплены обширные знания о питании
растений. Практически все химические элементы были обнаружены в
различных растительных частях.
Доказано участие 27 элементов в биохимических процессах, 15 из
них необходимы для роста и развития растений.
Из почвы
растения получают все необходимые элементы минерального питания:
калий, кальций, железо, магний, серу, фосфор и азот. Калий необходим
росту растения, кальций – для развития их корневой системы. Магний и
железо принимают участие в образовании хлорофилла. Без азота, серы и
фосфора не образуются белки, входящие в состав цитоплазмы и ядра
растений
Для нормального развития растения требуются очень небольшие
количества многих других химических элементов, называемых
микроэлементами. К важнейшим в жизни растениям микроэлементам
относятся марганец, бор, медь, цинк, молибден, кобальт.
Человек,
вследствие применения удобрений, агротехнологий, мелиорации,
различных видов и сортов растений, оказывает значительное влияние на
состав почвы, гумус и почвенные процессы.
Как
контролировать элементы питания, систему удобрения и правильное
применение удобрений мы рассмотрим отдельно.
Биотические факторы – все живые организмы в поле. Это компоненты агробиоценоза,
состоящего из совокупности всех растений - культурных и сорняков и
представителей биоты (всех других живых организмов на
территории посева)
В
состав агробиоценозов входят или могут входить следующие компоненты:
выращиваемая
культура (культуры при смешанном выращивании), ведущая в посеве
сорняки и их
семена, находящиеся в почве
микроорганизмы, обитающие на поверхности листьев (филоплане),
корнях (ризоплане), в ризосфере, азотфиксаторы и
денитрификаторы, а также микробные популяции нектарников,
плодов. Среди корневых микроорганизмов выделяют полезные
микроорганизмы -находящиеся на
поверхности корня ризоплановые, клубеньковые бактерии
(Rhizobium), которые являются симбионтами бобовых культур, и
грибы - микоризообразователи.
патогены -
вредные организы, грибы, бактерии, вирусы, поражающие надземную часть растений и
корневую систему, и их антагонисты
представители микро, мезо- и макрофауны (простейшие, нематоды,
клещи, моллюски, насекомые и их личинки, земляные черви,
грызуны, млекопитающие, птицы).
Как
контролировать биологические факторы - сорняки, вредителей и болезни
и правильное применение средств защиты растений мы рассмотрим
отдельно.
Антропогенные, связанные с
деятельность человека факторы, также очень важны! Есть антропогенные
факторы, действующие положительно, например уход за растениями,
полив, удобрение. А есть и вызванные человеком факторы, действующие
отрицательно на растения и урожай - например уплотнение почвы
тяжелыми машинами, ошибки во внесении гербицидов, когда посевы
погибают или почва загрязняетя пестицидами и потом на жтом поле
ничего не растет...
Примеры таких факторов: обрезка
растений, влияние машинами (обработка почвы, уборка урожая...),
обработка растений химическими веществами (пестицидами, удобрениями, стимуляторами...),
метод культуры тканей, и т.д.
Благодаря накопленному опыту выращивания культурных растений человек
научился с помощью определенных действий - агротехнических приемов и других средств,
регулировать факторы жизни растений.
Растения также обладают способностью влиять на условия роста, как за
счет физиологических процессов, так и влияния на внешнюю среду.
Например, отмершие части растений накапливают в почве органическое
вещество,
гумус, который изменяет водный, питательный и другие почвенные
режимы и способствует улучшению плодородия!
Таким образом, основным фактором,
ограничивающим урожайность в Казахстане - является
недостаток влаги!
--------------------
В Казахстане, есть и определенные природные факторы,
ограничивающие сельскохозяйственное производство, которые
сложно или невозможно регулировать:
очень сухой
климат
холодная зима
недостаток
почвенного плодородия, быстрое высыхание почвы,
необходимость орошения
бывают
заморозки поздней весной и ранней осенью
В целом, климат и
почвенные уловия в
Казахстане благоприятны для сельского хозяйства!
--------------------
Основной задачей земледелия
является создание оптимальных условий жизнедеятельности растений за
счет регулирования тех факторов, на которые мы можем
повлиять: количества и качества тепла, света, питательных
веществ, воды и других поступающих в растение факторов!
--------------------
Факторы, которые можно регулировать:
почвенное плодородие
элементы питания растений
почвенная влага
уплотнение почвы
биотические факторы - сорта, культуры
биотические факторы -
вредители, болезни, сорняки
антропогенные факторы
Несоответствие факторов
и условий потребностям растений может
приводить к задержке в росте, снижению урожайности и
к гибели
растений.
Поле с плохим
подсолнечником в Казахстане. Несоответствие условий потребностям
растений
- низкий урожай или отсутствие урожая!
Оптимальное
соотношение факторов жизни растений,
позволяет полностью удовлетворить потребности растений, что
обеспечивает хороший рост, развитие и хороший
урожай,а следственно и хорошию прибыльность от выращивания той или
иной культуры.
