Лекція 1. Наукові основи сучасних агротехнологій
Страница 6 из 10
Транспірація І Фотосинтез. Змикання чечевичок при слабкому тургорі стримує транспірацію в більшій мірі, ніж фотосинтез. Причина цього - в різниці опорів, які повинні пройти вода і СО2.
Дефіцит вологи уповільнює ростові процеси, зменшує площу листків і як результат - низьке використання сонячної радіації посівами.
Тимчасовий дефіцит вологи не завжди призводить до зменшення врожаю. Наприклад, ріст зернівок озимої пшениці може проходити безперешкодно за рахунок запасів води верхньої частини стебла при відсутності фотосинтезу.
Тривала посуха, звичайно, спричиняє суттєві незворотні зміни: інтенсивно скорочується активна листкова поверхня, листки жовтіють і засихають. Послаблення фотосинтетичного апарату відповідно зменшує прирости сухої речовини.
Критичні періоди водоспоживання. Рослини чутливі до дефіциту води у певні періоди вегетації, які називаються Критичними. Продуктивність кукурудзи, наприклад, суттєво знижується в умовах нестачі вологи у фазі цвітіння, врожай пшениці - при дефіциті води за 10 днів до колосіння. В обох випадках характерна підвищена чутливість організму до посухи у певній фазі розвитку. Збільшення чутливості пов'язують з процесом запліднення, диференціацією квіток та їх редукцією. Фаза розвитку, у якій проявляється підвищена чутливість до води, називається Критичною.
Значний ріст біомаси більшості культур спостерігається при максимальному використанні сонячної енергії і достатньому забезпеченні поживними речовинами, зазвичай, за умови раціональних агротехнологій.
Використання даних водного режиму рослин
Вивчення водного режиму польових культур дає цінні дані для агрономів і селекціонерів. З'явилась тенденція до використання фізичних методів для управління режимом зрошення. Перспективні методи оцінки стану посівів за результатами широкомасштабного аерофотознімання з літаків та супутників.
Дані про погодні умови доступні, тому їх часто використовують при встановленні статистичної залежності врожаю від погоди. В зв'язку з тим, що опади є приходною частиною балансу ґрунтової вологи, виникає потреба визначення кількісного використання витратної частини балансу - евапотранспірації, тобто витрата води рослинами на транспірацію та випаровування із загальної поверхні посіву за певний відрізок часу або добовий баланс ґрунтової води.
При оптимальних умовах зволоження швидкість віддачі води посівом залежить від його енергетичного балансу. Потенційну евапотранспірацію, Тобто загальну витрату води ідеальним посівом, добре забезпеченим водою (включаючи випаровування води з ґрунту), розраховують з урахуванням показників швидкості вітру на висоті 2 м, тиску водяної пари, рівня освітлення сонця, температури повітря. Якщо нестача ґрунтової води матиме значення критичного дефіциту (розрахованого за водним балансом), надходження води до коренів зменшується, чечевички закриваються і дійсна ева-потранспірація знижується нижче рівня потенційної евапо-транспірації конкретної культури. Співвідношення дійсної і потенційної евапотранспірації вказує, в якій мірі нестача води здійснює вплив на формування врожаю в даний період.
1.2.3. Функції і ріст підземних органів рослин
Кореневі системи мають вирішальне значення в поглинанні рослинами поживних речовин і води. їх формування, як і утворення надземної частини, проходить під комплексним впливом середовища і генетичних факторів.
Корені здійснюють вплив на ріст і розвиток всієї рослини, особливо з точки зору стійкості до посухи, високих і низьких температур. Велике значення має утворення ауксинів, гіберелінів, цитокінінів, вітамінів та інших речовин, які внаслідок взаємодії надземної і підземної частини рослин впливають на метаболізм і ріст, на прискорення або гальмування цих процесів. Суттєве значення має рух асимілянтів і вітамінів від надземної частини до коренів або їх транспортування у зворотному напрямі.
Вплив зовнішніх факторів на кореневу систему
Світло Не здійснює прямої дії на корені, але їх формування гальмується при затіненні надземних органів.
Температура Зовнішнього середовища гальмує або прискорює ріст коренів. В умовах температурного максимуму ріст підземних органів зупиняється. Корені, як правило, ростуть при більш низьких температурах, ніж надземна частина.
Вода - вирішальний фактор у розвитку підземних органів. В умовах зрошення маса коренів у поверхневому шарі ґрунту збільшується, а їх проникнення у глибокі горизонти зменшується.
В посушливих умовах корені рослин проростають на більшу глибину, ніж у вологих. Ріст і галуження підземних органів має загальну закономірність - при високій вологості ґрунту довжина їх зменшується, а галуження збільшується. У рослин з добре розвиненим головним коренем при високому вмісті води розвивається густа сітка корінців, при висиханні ґрунту спостерігається ріст головного кореня в довжину.
Повітря На підземні органи впливає через кисень і вуглекислий газ. Висока концентрація СО2 в ґрунті стримує ріст коренів, але токсична концентрація вуглекислого газу в культурних ґрунтах зустрічається дуже рідко.
Поживні речовини, Особливо окремі елементи, суттєво впливають на ріст і загальну масу підземних органів рослин. Азот визначає ріст коренів більшості культур, але більш суттєвий вплив він здійснює на надземні органи. Фосфор впливає на морфологію кореня: стримує ріст більшості рослин в довжину і підсилює галуження. Дія калію ідентична дії фосфору. На ґрунтах недостатньо забезпечених калієм спостерігається дегенерація кореневої системи. Наприклад, у ярого ячменю нестача калію сприяє відмиранню кореневих тканин. Кальцій і магній посилює галуження коренів, а при їх нестачі гальмується ділення клітин кореня і ріст їх у довжину.
У світовій літературі мало опубліковано даних про вплив мікроелементів на кореневу систему. Але значення їх для підземних органів дуже велике: як абсолютний дефіцит, так і надлишкова їх кількість мають негативну дію.
Ріст коренів у польових умовах. У польових умовах на корені діє комплекс різних природних факторів, а також діяльність людини. Кількість коренів, їх загальна довжина і поверхня дуже великі, особливо у зернових культур, які мають величезну кількість кореневих волосків. У поверхневому шарі ґрунту на глибині до 10 см під озимою пшеницею на площі 0,5 м2 виявлено 26603 м коренів масою 69,7 кг. Кількість кореневих волосків у однієї рослини озимого жита через 4 місяці після сходів складало 14 млрд. шт., а їх поверхня - більше 400 м2.
Розміщення коренів у ґрунті обумовлено комплексом зовнішнього середовища - умовами онтогенезу та властивостями ґрунту. Основна маса кореневої системи культурних рослин розміщена в найбільш родючій частині ґрунтового профілю. Глибина проникнення та об'єм коріння змінюється залежно від глибини орного шару, в якому розміщується 70 -90% їх маси. Вміст у ґрунті гумусу позитивно впливає на розвиток кореневої системи. Реакція рН більшості ґрунтів, як правило, не здійснює впливу на корені рослин. Зміни кінчиків коренів і кореневих волосків проходять тільки при екстремальній кислотності або лужності.
Розвиток кореня залежить від щільності ґрунту.
Зустрічаючи на своєму шляху щільні шари ґрунту, корені проникають у глибину по щілинах, що залишилися після коренів попередників, або обумовленими структурою ґрунту. Негативний вплив чергування щільних і нещільних шарів ґрунту характерний для цукрових буряків: передпосівний обробіток ґрунту, проведений при високій вологості ґрунту, спричиняє галуження коренеплодів.
