Что нужно растениям для
жизни? Факторы жизни растений. Какие факторы влияют на растения?
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? Факторы или факторы жизни растений –
это то, что влияет на жизнь растений, и без чего невозможна
жизнедеятельность растений, их рост и развитие! С факторами жизни
растений и их влиянием связаны и
законы земледелия. Для жизни растений нужно: тепло, свет,
почва, вода, элементы питания, пространство и уход человека. На
жизнь растений влияют также - биотические и абиотические факторы.
РРазличают
космические факторы жизни растений: свет, тепло- и земные жизни
растений: вода, воздух, элементы питания.
Оптимальное
соотношение перечисленных факторов позволяет полностью удовлетворить
потребности растений, что обеспечивает хороший рост, развитие и
плодоношение. Несоответствие условий потребностям растений может
приводить к задержке в росте, снижению урожайности и гибели
растений.
Чтобы
получить
высокий урожай, нужно учитывать действие всего комплекса
факторов на растения, а также учитывать
законы земледелия.
Условия для
жизни растений, видео: в этом видео показано - что влияет на жизнь
растений
Факторы жизни растений:
Космические или энергетические (т.е. получаемые
за счет солнечной энергии):
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:
Абиотические – климатические: температура, свет
(уровень освещения, спектральный состав света, продолжительность
дня), воздух (уровень СО2, состав, движение, влажность), магнитное
поле, механические воздействия (ветер, град, и т.д.); физические и
химические свойства почвы,
уплотнение,
почвенная влага и
воздух
Эдафические - почвенные условия, то есть физические
и химические свойства почвы, почвенный воздух влага
Биотические - взаимодействие культурных растений в
посеве (аллелопатия), сорняки, полезная и вредная микрофлора,
полезные и вредные организмы
Антропогенные (связанные с деятельностью человека)
– метод культуры тканей, обрезка и влияние на растения и их
биоценозы машинами, химическими веществами и физическими средствами.
Световая энергия нужна растениям для фотосинтеза, количество света,
лимитирует и скорость процесса фотосинтеза. Интенсивность и
спектральный состав света влияют на рост и развитие растений.
Недостаток света приводит к замедлению фотосинтетических процессов,
что приводит к голоданию, задержке роста и гибели растений.
Избыток световой энергии – к угнетению и ожогам растений.
Световую энергию растения получают от Солнца, в некоторых случаях
используют искусственное освещение растений, например, при
выращивании растений в
теплицах, и
indoor.
Солнечный свет включает в себя ультрафиолетовый спектр, который
также оказывает бактерицидное действие на микроорганизмы.
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, качественное освещение
нужно 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 его недостатка, урожайность сильно
снижается!
Недостаток света вызывают
следующие причины:
- загущенные посевы и посадки -
посев в тени - неправильная конструкция теплиц - и так далее
Фотоморфогенез – реакция растений на
спектральный состав света. Учет этого процесса особенно 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 мирового 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)
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.
Растения длинного светового дня (ДСД) К этой группе
относятся: подсолнечник, 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.
Растения нейтрального светового дня (ремонтантные).
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 они 14-16 дней. На закладки
генеративных почек и их дифференциации (образование плодовых), не
влияет продолжительность дня и температуры, которые могут
варьировать от +2…+5°С до +30°С. Начиная с июня, они формируют ягоду
– и так, до самых заморозков. А при выращивании в теплицах они дают
урожай круглый год.
На рисунке:
слева – растения лука, выращенные в условиях короткого и длинного
дня (справа). У лука репчатого, длинный день способствует
формированию луковиц (справа). А в условиях короткого светового дня,
луковицы не формируются, а растет цветонос (слева)
В жизни растений ведущую роль играет
температура. Сельскохозяйственная наука накопила достаточно сведений
о потребности различных культурных растений в тепле.
Как деревья выживают зимой? Как им удается
пережить даже сильные морозы?
Условной единицей
измерения количества тепла является сумма активных температур, то
есть более 10 С за период вегетации.
Потребность в тепле
колеблется в зависимости от вида и сорта, а также периода вегетации.
Определение
требований к теплу позволяет оценить условия выращивания культур в
конкретной зоне.
Теплообеспеченность имеет особое значение в период
прорастания семян. Поэтому знание этих факторов позволяет определить
точные сроки посева, создать
систему обработки почвы и истребительные меры по борьбе с
сорняками.
Требования
к теплу определяют устойчивость растений к заморозкам,
условиям зимовки и жаростойкость.
Нормальная
жизнедеятельность растений происходит только в определенных для
каждого вида температурных пределах.
Отношение растений к теплу состоит из следующих показателей:
требования к теплу – достаточного теплового
режима для нормального роста (оптимальные температуры) для
данного вида и сорта растений
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. Это 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. Они отрицательно реагируют на температуру выше
30°С. Но в период цветения, мороз уничтожает генеративные органы
даже в холодостойких культурах. 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 очень
высокие температуры. Примеры засухоустойчивіх 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, рыжий, нут, пшеница, ячмень, оливки,
фисташки).
Теплолюбивые культуры - культуры, которые любят тепло и
дают хорошие урожаи в теплых условиях (кавун, дыня, мускатная тыква,
перец, баклажан, бамия, батат, цуитрусовые, оливки, миндаль, персик,
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 овраги - 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
овраги (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 теплых культур (особенно дыни и огурца),
причем самая низкая ночная температура ориентировочно влияет в
период их 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 разные 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.
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. Важнее всего контролировать содержание
гумуса,
уплотнение и
водный режим почв.
В
экстенсивном земледелии единственным источником минеральных веществ
для растений был 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.
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. 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.
Элементы минерального питания. 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.
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.
Вода –
ключевой фактор жизни растений. Вода в жизни растений имеет огромное
значение, так как все процессы жизнедеятельности проходят с ее
участием.
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 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.
Оптимальная влажность почвы в слое размещения основной массы корней,
при котором обеспечиваются наилучшие условия роста, находится в
пределах 65-90% наименьшей влагоемкости.
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 влажных может колебаться в зависимости от фаз
развития растения. Критическая фаза роста у растений – фаза
развития, во время которой потребность в воде является максимальной.
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
Биотические факторы – все компоненты агробиоценоза,
состоящего из агрофитоценоза (совокупности культурных и сорняков) и
представителей гетеротрофной биоты (всех живых организмов на
территории посева).
В
состав агробиоценозов входят или могут входить следующие компоненты:
выращиваемая
культура (культуры при смешанном выращивании), ведущая в посеве
сорняки,
возникшие на основе имеющихся в почве банка семян и органов
вегетативного размножения сорняков
микроорганизмы, обитающие на поверхности листьев (филоплане),
корнях (ризоплане), в ризосфере, азотфиксаторы и
денитрификаторы, а также микробные популяции нектарников,
плодов. Среди корневых микроорганизмов выделяют находящиеся на
поверхности корня ризоплановые, клубеньковые бактерии
(Rhizobium), которые являются симбионтами бобовых культур, и
грибы - микоризообразователи.
патогены -
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, земляны е черви,
грызуны, млекопитающие, птицы).
Благодаря накопленному опыту выращивания культурных растений человек
научился с помощью 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, которое изменяет водный, питательный и другие почвенные
режимы и способствует накоплению гумуса и улучшению плодородия!
Основной задачей земледелия
является создание оптимальных условий жизнедеятельности растений за
счет регулирования количества и качества тепла, света, питательных
веществ, воды и других поступающих в растение факторов.
Для решения этих задач разработаны агротехнические приемы, а также
ведутся исследования по изучению потребностей растений, во многом
зависящих от разных условий.
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.
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.
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.
Кроме того, климат является одним из факторов почвообразования, то
есть косвенно влияет на рост растений.
Почвенно-климатические условия определяют специализацию земледелия и
агроклиматическое районирование, местный характер производства.
То
есть в любом месте есть сельскохозяйственные культуры, биологические
свойства которых наиболее полно соответствуют условиям и
обеспечивают получение высоких стабильных урожаев необходимого
качества и высокую прибыльность.
-----------------------
Обращайтесь к нам для агроконсалтинга и создания прибыльного
аграрного бизнеса!
Гарантируем
качество услуг наивысшего международного уровня!
