1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Факторы роста и развития растений

_Факторы роста

Факторы роста перечисляю в порядке их важности: освещённость, влажность почвы, влажность воздуха, температура воздуха, температура почвы, плодородие почвы, микроклимат участка.

Все эти семь факторов, без сомнения, взаимосвязаны, ибо изменение одного из них влияет на другие.

Освещённость — самый важный из семи перечисленных факторов, ибо именно достаточная освещённость запускает процесс фотосинтеза, благодаря которому растения вырабатывают органические соединения из неорганических, то есть происходит преобразование солнечной энергии в запасы химической энергии органических соединений.

Большинству растений для фотосинтеза необходима освещённость в пределах от 8000-ч до 20000-ч люкс. Для измерения освещённости имеет смысл приобрести люксометр.

Влажность почвы, во-первых, влияет на все процессы, происходящие в почве с участием миллиардов почвенных обитателей, а во-вторых, обеспечивает формирование растворов питательных веществ, которыми и питаются растения, всасывая их своими корневыми волосками.

Потребность растений в воде — это количество воды, необходимое для формирования урожая.

Она может быть выражена коэффициентами водопотребления и транспирации.

Коэффициент транспирации — количество воды, необходимое для создания сухой массы урожая. В среднем на получение 1 кг сухого вещества овощные растения потребляют 300…800 кг воды, но только 0,2% от этого количества входит в состав их клеток.

Коэффициент водопотребления — количество воды (м3), испаряемое растениями и почвой для образования 1 т сырой массы товарного урожая. В среднем на 1 т товарного урожая овощей необходимо от 25 до 300 м3 воды.

Требовательность к воде — требования овощных растений к оптимальной влажности почвы (%) в связи с характером развития корневой системы и в прямой зависимости от количества потребляемой воды для формирования урожая.

Оптимальная влажность почвы 75…85% полной полевой влагоемкости (ППВ) и относительная влажность воздуха 80…90%. Она зависит от биологических особенностей, продолжительности выращивания овощных растений, а также строения листового аппарата.

Высокотребовательны к влажности почвы (80…90%) и воздуха (80…95%) салат, редис, шпинат, огурец, все виды капусты и сельдерей. Особую требовательность предъявляют лук и чеснок в 1-ю половину вегетации, но формирование луковиц у них проходит при низкой влажности почвы и воздуха.

Умеренны требования к влаге в почве у столовой свеклы. Морковь, томат, баклажан, фасоль не очень требовательны к влажности почвы (80…90%) и воздуха (50…60%).
Сравнительно засухоустойчивы и менее требовательны (влажность воздуха 40…45%) арбуз, дыня, тыква.

Транспирационный коэффициент тех растений, которые собираюсь выращивать в экопарке, пытаюсь выяснить и вношу в пункты 14 таблиц, созданных для каждого из этих растений и помещённых в раздел ЯОПП. Например, посмотрите на страницу Горох.

Сохранению влаги в почве способствуют посадки любых растений, притеняющих почву, и мульчирование поверхности почвы. Поэтому следует избегать открытой поверхности почвы, за исключением тех мест, где наблюдается избыточная влажность почвы.

Есть мнение, что за счёт выпадения Росы в почву попадает в два — три раза больше влаги, чем за счёт дождей!

Роса — мелкие капли воды, образующиеся на поверхности почвы, на растениях и на других предметах при температуре точ­ки росы выше 0 градусов С.

Роса образуется вследствие радиационного охлаждения деятельной поверхности в ясные тихие ночи, когда температура поверхности и прилегающего к ней воздуха опуска­ется до точки росы и сконденсировавшийся пар выделяется на поверхности в виде капелек воды.

Роса является некоторым ресурсом влаги для растений, осо­бенно важным в засушливых районах. В умеренных широтах за одну ночь может образоваться 0,1…0,5 мм (0,1…0,5 л/м2) осадков; годовое количество влаги, выделяемое росой, составляет 10…30 мм (100…300 м3/га).

Образование росы сопровождается вы­делением скрытой теплоты парообразования, в результате чего процесс выхолаживания замедляется и почва предохраняется от заморозков.

Влажность воздуха сильно влияет на рост и развитие растений, причём для каждого вида растений существует наиболее предпочтительный индивидуальный уровень влажности.

Для овощных культур, в основном, оптимальна влажность воздуха в пределах от 60-ти до 80-ти %%.

Температура воздуха сильно влияет на рост и развитие растений. Для большинства овощных культур оптимальна температура воздуха в пределах от 20-ти до 30-ти градусов.

Температура почвы влияет на произрастание растений из семян, на испарение влаги из почвы и на температуру воздуха, соприкасающегося с растениями.

Плодородие почвы создаётся миллиардами почвенных обитателей. Оно накапливается в чернозёме и гумусе почвы, но определяется насыщенностью растворов питательных веществ. Для определения плодородия почвы придумал _ИПП (Индекс Плодородия Почвы), который описан на соответствующей странице и доступен по ссылке.

Микроклимат участка зависит от очень многих причин: климата района расположения, рельефа местности, розы и силы ветров и так далее.

Считаю, что наилучшие условия для произрастания растений следует обеспечивать путём создания благоприятного микроклимата.

Для этого желательно выкопать по периметру участка ров, сделать высокую насыпь с внутренней стороны рва, с северной стороны посадить защитную полосу из лиственных и хвойных деревьев и кустарников, а также создать один или даже несколько прудов, которые позволят поднять влажность воздуха участка экопарка.

Приглашаю всех высказываться в Комментариях. Критику и обмен опытом одобряю и приветствую. В хороших комментариях сохраняю ссылку на сайт автора!

И не забывайте, пожалуйста, нажимать на кнопки социальных сетей, которые расположены под текстом каждой страницы сайта.
Продолжение тут…

Факторы, определяющие рост, развитие растений, урожай и его качество

Специальные термины растениеводства

Для того чтобы исключить различное понимание специальных терминов науки растениеводства, далее приведены пояснения некоторых из них.

Рост растений — увеличение размеров и массы растений.

Развитие растений — качественные изменения структуры и функций отдельных органов растения в онтогенезе, переход его из одного этапа органогенеза в другой, из одной фазы развития в другую.

Рост и развитие растений не всегда проходят синхронно. Например, культуры короткого дня при возделывании в северных широтах с низкой напряженностью температурного режима длительное время не могут набрать сумму активных температур для того, чтобы перейти в следующую фазу развития; в этом случае рост идет быстро, а развитие отстает.

Сорта сои северного экотипа, которым для прохождения онтогенеза необходима сумма активных температур всего 1800 *С, а за вегетативный период — лишь 600 °С, на юге России быстро набирают необходимую сумму, переходят в генеративный период, завершающийся созреванием семян. На ростовые процессы у них не хватает времени, растения остаются низкорослыми (20…30 см), с небольшим числом бобов и семян, хотя на территориях, расположенных на 55° с. ш., они достигают высоты 60…80 см и число бобов на растении превышает 30.

Онтогенез у однолетних культур — развитие растения от семени до семени, у многолетних — от прорастания семени до отмирания растения.

Вегетационный период у однолетних культур — период от посева семян до созревания, у многолетних — от весеннего пробуждения почек до осеннего прекращения роста вегетативных органов и перехода в состояние покоя.

Вегетативный период у однолетних культур — период от всходов до начала бутонизации, у многолетних — от начала весеннего отрастания до бутонизации.

Генеративный период — период от начала бутонизации до полной спелости семян.

При одинаковой продолжительности вегетационного периода у двух сортов одного вида семенная продуктивность выше у того сорта, у которого короче вегетативный и длиннее генеративный период. Вегетативная масса бывает больше у сорта с длинным вегетативным периодом.

Органогенез — последовательное образование и развитие отдельных органов растения в онтогенезе.

Фазы развития растений — условно выбранные периоды онтогенеза, в которые происходят наиболее важные физиологические и морфологические изменения в растении.

Условность фаз можно проиллюстрировать такими примерами: всходы зерновых мятликовых — это появление проростка над поверхностью почвы, однако фазу всходов принято отмечать, когда лопается колеоптиль, а высота листа достигает 3…5 см; фазу кущения отмечают при появлении над поверхностью почвы боковых побегов, хотя подземное ветвление начинается с ростовых процессов почек узла кущения; фазу выхода в трубку отмечают тогда, когда колос со сближенными междоузлиями находится во влагалище листа на высоте 5 см от почвы — так удобнее его прощупывать (фактически же выход в трубку совпадает с началом роста стебля, т. е. происходит на неделю раньше).

Фитоценоз (фито — растение, ценоз — сообщество) — растительное сообщество. Естественный фитоценоз — устойчивое многовидовое растительное сообщество. Агроценоз — одновидовое или многовидовое сообщество растений, искусственно создаваемое человеком (чаще всего это культуры, выращиваемые на пашне).

Урожай — продукция, полученная в результате выращивания сельскохозяйственных культур.

Урожайность — урожай сельскохозяйственной культуры с единицы площади посева. В одних и тех же условиях урожайность одного сорта бывает выше или ниже, чем другого.

Потенциальная урожайность — это наибольшая урожайность сорта, обусловленная генотипом, которая реализуется при удовлетворении всех требований биологии сорта.

Структура урожая — показатели компонентов, от которых зависит величина урожая. Например, при анализе структуры урожая зерновых культур учитывают густоту растений, продуктивную кустистость, число стеблей с колосом на 1 м2, число колосков и зерен в колосе, массу зерна с одного колоса, долю зерна в надземной биомассе (индекс урожая), биологический урожай зерна.

Биологический урожай — количество продукции, выращенной на единице площади. Хозяйственный урожай всегда меньше биологического урожая на величину потерь при уборке.

Норма удобрений — количество действующего вещества, используемое за год на 1 га.

Доза удобрений — часть нормы, применяемая за один прием. Например, норма азота под озимую пшеницу 150 кг/га, ее вносят в три приема: до посева в дозе 30 кг/га (для более дружных всходов и лучшего развития растений до наступления осенних холодов), весной после прекращения горизонтального и вертикального стока воды в дозе 90 кг/га (для активного нарастания вегетативной массы) и в фазе налива зерна в виде некорневой подкормки в дозе 30 кг/га (для повышения белковистости зерна).

Факторы внешней среды

На рост, развитие растений, урожай и его качество в той или иной степени влияет весь комплекс факторов внешней среды. При этом ни один фактор не может быть заменен другим, по своему физиологическому действию все они имеют равное значение для жизни растения. Например, недостаточная освещенность не может быть заменена повышенной температурой, избыток калия не компенсирует недостаток фосфора. Это закон физиологической равнозначности и незаменимости факторов.

Как следствие этого закона, рост, развитие растений, урожай и его качество ограничиваются фактором, находящимся в минимуме. Иногда это следствие интерпретируют как самостоятельный закон — закон минимума.

Из закона равнозначности и незаменимости факторов вытекает еще одно очень важное следствие — все физиологические процессы в растении будут идти активно, генотип может реализовать свою потенциальную продуктивность, если параметры каждого фактора среды будут оптимальными. Избыток каждого фактора так же вреден, как и его недостаток. Например, при избытке воды снижается аэрация почвы, и кислород становится ограничивающим фактором. Это следствие закона равнозначности и незаменимости факторов иногда формулируют как самостоятельный закон — закон оптимума.

Параметры некоторых из этих факторов человек пока не может регулировать, хотя они имеют очень важное, иногда решающее значение (табл. 3). Например, продолжительность безморозного периода ограничивает пределы вегетационного периода (как правило, чем дольше вегетационный период, тем выше продуктивность сорта).

При весенне-летнем возврате заморозков отодвигаются сроки посева культур короткодневного фотопериодизма, сокращается период их вегетации, а следовательно, снижается потенциальная урожайность. От напряженности инсоляции зависит скорость прохождения фаз развития: чем она выше, тем быстрее фазы развития сменяют одна другую. Это особенно существенно для теплолюбивых культур.

Исключительно важное значение суммы активных температур как нерегулируемого фактора показано ранее. От суммы осадков и распределения их по периодам вегетации чаще всего зависят величина и качество урожая. Имеет значение и интенсивность осадков. Ливни вызывают большой поверхностный сток, сопровождаемый водной эрозией и слабым смачиванием почвы. Параметры всех этих факторов определяются географической зоной.

По показателям агроклиматических ресурсов сельское хозяйство в России менее обеспечено, чем в странах Западной Европы и Северной Америки (табл. 4). Это значит, что продуктивность 1 га пашни, которая зависит от времени аккумуляции солнечной энергии и влагообеспеченности, потенциально в России в 1,5…2,0 раза ниже, чем в странах Западной Европы и Северной Америки. Для получения одного и того же урожая культуры в нашей стране необходимы большие капиталовложения.

4. Агроклиматические условия растениеводства России и других регионов мира

Важные нерегулируемые факторы — зимние температуры воздуха, продолжительность периода, когда земля покрыта снегом, толщина снежного покрова. Из-за низких зимних температур в Восточной Сибири невозможно возделывать озимые культуры, а в малоснежные холодные зимы на юге Сибири происходит вымерзание озимых.

Холмистый рельеф затрудняет выбор возделываемой культуры и сорта. На южном склоне больше солнечной радиации, здесь предпочтительнее размещать теплолюбивые культуры, а на северном склоне — холодостойкие. Следовательно, на холмистой местности желательно иметь набор культур и сортов с различными требованиями к напряженности инсоляции.

Вторую группу факторов можно оценить как частично регулируемые. Это те факторы, которые в принципе можно регулировать, но их регулирование осуществляют на малой площади из-за большой энергоемкости или низкой эффективности приема. Например, влажность почвы можно регулировать с помощью орошения и осушения, но этот прием дорогостоящий, энергоемкий. На больших площадях сельскохозяйственных угодий культуры возделывают при естественной влагообеспеченности, урожай зависит от количества осадков и их распределения по периодам вегетации. Частично регулируемый фактор переходит в ранг нерегулируемого.

Влажность воздуха в фитоценозе возможно регулировать с помощью мелкокапельного орошения, однако этот дорогостоящий прием применяют на ничтожно малых площадях чайных и цитрусовых плантаций.

Водная и ветровая эрозия уносит вместе с почвой много питательных веществ, иногда полностью исчезает пахотный слой почвы. Борьбу с эрозией в той или иной мере ведут повсеместно, однако эрозионные процессы не приостанавливаются и систематическая потеря почвы и питательных веществ продолжается.

Важнейший показатель качества почвы — гумусированность. На небольших площадях с помощью внесения органических удобрений в высоких нормах можно повысить гумусированность почвы с 1,0…1,5 до 3…4 %. Но на всей площади посева это невозможно, в лучшем случае при внесении органики и использовании сидератов можно стабилизировать гумусовый режим почвы. Это же относится и к емкости поглощения ППК и микробиологической активности почвы — показателям, тесно связанным с гумусированностью.

Изменению реакции почвенного раствора уделяют существенное внимание. Судя по статистическим отчетам, все кислые почвы России произвесткованы уже дважды. Однако существенного изменения реакции почвенного раствора не произошло. Дело в том, что при внесении 1 т СаСО3 рНсол среднесуглинистой почвы сдвигается на 0,1 единицы. Для того чтобы изменить реакцию почвенного раствора с 4,5 до 5,5, нужно внести на 1 га около 10 т СаСО3, а для успешного возделывания бобовых культур рНсол почвы должен быть не ниже 6. С учетом влажности и содержания примесей в известковых материалах необходимо внести около 20 т доломитовой муки на 1 га. Фактически же норма известковых материалов составляла 2…4 т/га. При такой норме можно сдвинуть рНсол почвы на 0,2…0,4 единицы, но из-за применения азотных и хлорсодержащих калийных удобрений рН восстанавливается до исходного состояния. Для оптимизации почвенного раствора необходимы большие энергетические и финансовые затраты (энергосодержание 1 т СаСО3 составляет в среднем около 8,5 ГДж, а 1 т зерна пшеницы — около 18 ГДж).

Третья группа факторов — это те, которые человек может регулировать на больших площадях. Главная задача агронома заключается в том, чтобы с помощью регулируемых факторов свести к минимуму негативное влияние нерегулируемых и частично регулируемых факторов на рост, развитие растений, урожай и его качество. Для возделывания в условиях короткого вегетационного периода с низкой суммой активных температур подбирают культуры и сорта с соответствующими требованиями биологии. Чтобы избежать повреждения теплолюбивых растений от возврата весенне-летних заморозков, эти культуры высевают в более поздние сроки.

Недостаточное содержание элементов питания в почве восполняют с помощью применения органических и минеральных макро- и микроудобрений. Для снижения засоренности посевов, предупреждения заражения растений болезнями и повреждения вредителями используют агротехнические, химические и биологические методы борьбы с вредными организмами.

Дайте определение понятию «развитие растений». Опишите этапы развития растений. Охарактеризуйте факторы, влияющие на рост и развитие растений.

Развитие — это качественное изменение компонентов организма, при котором имеющиеся формы или функции превращаются в другие.

Развитие растений или онтогенез характеризуется тем, что на переход растения из одной фазы онтогенеза в другую действуют очень большое количество факторов, причем часто необходимо их совокупное действие.

Различают следующие типы онтогенеза растений:

По продолжительностионтогенеза растения делят на:

Однолетние растения подразделяют на

· эфемеры — растения, онтогенез которых совершается в 3—6 недель;

· яровые — растения (зерновые, зернобобовые), вегетационный период которых начинается весной или летом и завершается в это же лето или осенью;

· озимые — растения, вегетация которых начинается осенью и завершается летом или осенью следующего года.

Двулетние растения в первый год жизни образуют вегетативные и зачатки генеративных органов, во второй год проходят цветение и плодоношение.

Многолетние растения (кормовые травы, плодовые и ягодные культуры) имеют продолжительность онтогенеза от 3. 10 до несколькихдесятковлет.

Однолетние и многие двулетние (морковь, свекла, капуста) растения относятся к группе монокарпических растений или однократно плодоносящих. После плодоношения они погибают.

У поликарпических растений плодоношение повторяется ряд лет (многолетние травы, ягодные кустарники, плодовые деревья). Деление растений на монокарпические и поликарпические условно. Так, в тропических странах хлопчатник, клещевина, томат и другие развиваются как многолетние поликарпические формы, а в умеренных широтах — как однолетние. Пшеница и рожь — однолетние растения, но среди них имеются и многолетние формы.

Основные возрастные периоды. Выделяют 5 возрастных периодов:

эмбриональный— образование зиготы;

ювенильный— прорастание зародыша и образование вегетативных органов;

зрелость — появление зачатков цветков, формирование репродуктивных органов;

размножение (плодоношение)— однократное или многократное образование плодов;

старение— преобладание процессов распада и малоактивности структур.

Свет определяет многие фотобиологические явления: фотопериодизм, фотоморфогенез, фототаксисы, фототропизмы, фотонастои и др. Наиболее активно регулируют рост красные и синефиолетовые лучи.

По отношению к фотопериоду растения делят на три группы:

· растения короткого дня (цветение при длине дня меньше 12 часов) (хризантема, георгин, топинамбур, просо, сорго, табак),

· растения длинного дня (цветение при длине дня больше 12 часов) (астра, клевер, лен, лук, морковь, свекла, шпинат),

· нейтральные растения (цветение не зависит от длины дня) (подсолнечник, гречиха, бобы, рапс, томат).

Требования растения к температуре меняются с возрастом, различны у отдельных органов растения (листья, корни, плодоэлементы и др.). Для роста большинства растений России нижняя температурная граница соответствует температуре замерзания клеточного сока (около -1. -3 °С), а верхняя — коагуляции белков протоплазмы (около 60 «С).

Различают растениятеплолюбивые— с минимальными температурами для роста более 10 «С и оптимальными 30-35 «С (кукуруза, огурец, дыня, тыква), холодостойкие — с минимальными температурами для роста в пределам 0-5 «С и оптимальными 25-31 «С.

При недостатке воды торможение роста наступает раньше всех других физиологическа, процессов и функции. Поэтому хорошее водоснабжение является обязательным условием интенсивного роста и продуктивности растений.

Содержание О2. Рост растений резко тормозится при снижении в воздухе содержания кислорода до 5 % (объемных), а в безкислородной среде прекращается.

Содержание СО2. Содержание СО2 в воздухе (0,03 %) недостаточно для оптимального фотосинтеза, а следовательно, и роста. Однако избыток СО2 в воздухе, снижая рН клеточных стенок, стимулирует кратковременный рост тканей, что наряду с затенением может быть причиной вытягивания нижних междоузлий хлебных злаков в загущенных посевах и их полегания.

Нормальный рост возможен лишь при достаточном сбалансированном снабжении растения необходимыми элементами минерального питания. Однако высокий уровень минерального (особенно азотного) питания приводит к росту вегетативных органов в ущербу генеративным, что полезно при возделывании многолетних трав на корм и зеленных овощных культур, однако снижает урожай семян и их качество.

Многие пестициды, используемые для борьбы с сорняками, болезнями и вредителями сельскохозяйственных культур, первоначально угнетают рост защищаемых растений. Поэтому особое значение имеет правильный выбор доз, способов и сроков внесения препаратов.

Дерево растёт неравномерно — наблюдается суточная периодичность роста. Наюге растёт преимущественно ночью, на севере — днём.Годичная периодичность зависит от внутренних и внешних причин.Наибольший прирост органической массы дерева в средней полосе происходитв июне. Дерево потребляет максимум воды и минеральных веществ. Рост побеганачинается весной и заканчивается летом, ещё задолго до наступления холодов.Период покоя имеет не только конус нарастания, но и камбий в стволе и ветвях.В августе — сентябре камбий замедляет свою деятельность, а затем прекращаетеё и больше не делится совсем до весны. Весной камбий просыпается при болеенизких температурах, чем засыпает. Начало периода покоя у конуса нарастанияи камбия совпадает с листопадом и закладкой почек на побегах.Различают глубокий покой— никакими внешними воздействиями вызвать ростне удаётся, заложено в генетике.

Вынужденный покой— рост сдерживается лишь внешними условиями,например низкой температурой.В глубоком покое деревья находятся в течениеосенних месяцев (август-ноябрь). Глубокий покой переходит в вынужденный.Из состояния вынужденного покоя растение можно вывести методом тёплыхванн на 9-12 часов в тёплую воду. Можно получить букет цветущей сирени иличерёмухи в январе.

Глубина и длительность покоя растения зависят от свойств, закреплённых в его наследственности. Осенние осадки, поливы, азотные удобрения задерживаютнаступление покоя. Засуха, летняя жара, фосфорные, калийные удобрения -ускоряют. Глубокий покой переживают почки годичных побегов и камбий. Неимеют глубокого покоя корни. Если есть влага, корни растут бесконечно. Корниели прекращают рост при температуре — 5,9 град, во второй декаде октября.Сосна — в первой декаде, когда почва имела температуру — 6-8 град.Наиболее продолжительный и глубокий покой имеют бук, клён остролистный,дуб.Разный покой у семян. Семена ивы, берёзы, ели, сосны прорастают сразу послесозревания, покоя нет. Период покоя имеют — пихта, бук, кедр, ясень, граб, клён,липа и даже при благоприятных условиях прорастают лишь на следующий год.Стратификацией можно нарушить глубокий покой у семян. Охлаждение длянормального роста и развития проростков. Воздействуя на семена веществами -Н-1, альфа-нафтилуксусной кислотой, метиловым эфиром можно продлитьпокой семян. Припудривая клубни картофеля раствором Н-1 можно хранить 2-3года.

Основные факторы, определяющие рост, развитие растений, урожай и его качество

Пути биологизации интенсификационных процессов в растениеводстве.

Растениеводство — возникло более 10 тыс. лет назад и уже содержало элементы биотехнологий (это производство вина, пива, хлеба и др.).

Общее для всех типов биотехнологий — это использование в них живых организмов и протекание в них биологических процессов (это микробы, бактерии, растения). Различия между ними заключается лишь в возможностях управлять биологическим процессом. Естественно они различные — в растениеводстве одна, в промышленности и генной инженерии другая.

Наиболее развита пока промышленная биотехнология.

Генная инженерия на современном этапе используется для синтеза наиболее важных и дефицитных соединений и их аналогов (антибиотики, ферменты, аминокислоты, гормоны роста, инсулин и т.д.).

В настоящее время появилось много биологически активных веществ используемых в растениводстве (Альбит, Лигногумат, Мастер С, Гумастин, Гумат калия, натрия, Активированная вода, Агат-25к и т.д.). Они позволяют при малых дозах применения повысить сопротивляемость растений к абиотическим и биотическим стрессам и как следствие увеличить урожайность.

Даже в странах с благоприятным климатом первостепенное внимание в селекции уделяется повышению устойчивости растений к стрессам. Такой подход обусловлен рядом причин:

1. Необходимостью повышения адаптивного потенциала посевов.

2. Освоением новых территорий, расположенных в неблагоприятных зонах.

3. Стремлением снизить затраты невосполнимой энергии.

Биологизация будет за счет: 1. Увеличения внесения навоза, сапропеля,

компост, соломы и т.д.

2. Увеличение площадей под многолетние травы и зернобобовые.

3. Широкого применения БАВ.

4. Ведущая роль в интенсификации биологических процессов отводится селекции с/х культур

Современные направления в селекции сельскохозяйственных культур.

Вклад селекции в повышении урожайности сельскохозяйственных культур оценивается в последние 30 лет — как 30-70%.

Не отрицая технологических факторов на рост урожайности сельскохозяйственных культур все же селекция выдвигается на первый план по следующим причинам:

1. Технологические факторы при их интенсификации увеличивают загрязнение и разрушение природной среды.

2. Устойчивый рост урожайности в зонах умеренного и сурового климата ограничивается лимитирующими факторами (вода, солнце, мороз, засуха). За счет селекции добиться их нивелирование значительно дешевле.

3. Благодаря современным достижениям в области генетики, возможности селекции значительно возросли.

Современные направления сведены к следующему:

1. Сорта должны быть адаптированы к местным условиям.

2. Высокая потенциальная урожайность должна сочетаться с устойчивостью к абиотическим и биотическим стрессам на основе межсортовой и межвидовой гибридизации.

3. Вовлечение в селекционный процесс новых диких видов растений для создания видового многообразия и устойчивости сортов к стрессам.

4. Создавать сорта, эффективно использующие удобрения в условиях дефицита влаги.

5. Уделять преимущественное внимание отдаленным скрещиваниям.

6. Уделить внимание к повышению устойчивости сортов к температурному стрессу.

Методы получения трансгенных растений

Перенос генов в растительные клетки и их встраивание в геном растения хозяина осуществляется благодаря специфическим структурам.

Имеется несколько методов:

Основные факторы, определяющие рост, развитие растений, урожай и его качество

Мы уже знаем, что все факторы влияющие на рост и развитие растений делятся на регулируемые, частично регулируемые и не регулируемые.

К нерегулируемым факторам относят: Приход солнечной радиации, продолжительность безморозного периода, весеннее-летний возврат холодов, толщина снежного покрова, сумма осадков по месяцам и за год, зимняя и летняя температура гранулометрический состав почвы итд.

К частично регулируемым факторам относят те факторы, которые возможно регулировать на незначительной площади из-за большой их энергоемкости или низкой эффективности: Распределение снега по полю, влажность почвы, гумусированность почвы, водная и ветровая эрозия, реакция почвенного раствора, микробиологическая активность почвы и тд.

К регулируемым факторам относят: выбор возделываемых культур и сортов,

Засоренность посевов,пораженность растений вредителями и болезнями, обеспеченность элементами минерального питания и тд. Такое деление факторов, естественно условно. Поскольку часто трудно разделить регулируемые и частично регулируемые факторы.

Большая часть факторов, определяющих рост и развитие расте­ний, урожай и его качество, в полевых условиях не подлежит регу­лированию. Это ограничивает возможность управления формиро­ванием величины и качества урожая.

Однако некоторые очень важные факторы, такие, как выбор культуры, сорта, обеспеченность макро- и микроэлементами, можно регулировать в широких масштабах. Следовательно, задача состоит в том, чтобы с помо­щью регулируемых факторов снизить отрицательное влияние не­регулируемых и частично регулируемых.

Для этого в первую очередь необходимо знать агроклиматичес­кие ресурсы зоны: сумму активных температур за безморозный период, напряженность температурного режима и количество ФАР по месяцам, сумму осадков и распределение их в течение года, толщину снежного покрова, процент вероятности засух и су­ховеев.

Необходимо иметь сведения о физических и агрохимических свойствах пахотного слоя почвы и нижележащих горизонтов: о гранулометрическом составе пахотного слоя почвы, равновесной плотности, физических свойствах нижележащих горизонтов; со­держании гумуса в почве и глубине гумусового слоя; реакции почвенного раствора и гидролитической кислотности почвы; со­держании легкогидролизуемого азота, подвижного фосфора, об­менного калия, подвижных форм бора, молибдена, меди, цинка в пахотном слое почвы.

Необходимо учитывать основные гидрологические показатели: глубину залегания грунтовых вод на конкретном поле, продолжи­тельность стояния талых вод, влажность почвы, соответствующую 100 % ППВ, и влажность разрыва капилляров (последние показа­тели особенно важны в орошаемом земледелии).

Нижнее Поволжье находится в зоне рискованного земледелия.

Почвы этой зоны характеризуются низкой гумусированностью и неудовлетворительными физическими свойствами. Для их улуч­шения необходимо предусмотреть внесение органических удобре­ний или возделывание сидеральных культур.

Из регулируемых факторов нередко уровень урожая лимитируют повышенная засо­ренность полей, развитие болезней и размножение вредителей выше порога вредоносности. Расчетный уровень планируемого урожая следует определять с учетом наличия соответствующих пе­стицидов и возможности их применения. Если преодоление этих лимитирующих факторов реально, то уровень урожая может быть определен потенциальной продуктивностью сорта, которую он может реализовать за вегетационный пери­од при сравнительно низкой напряженности температурного ре­жима. Наконец, с учетом плодородия почвы необходимо опреде­лить нормы минеральных удобрений, сроки и способы их внесе­ния.

Поскольку оптимизация каждого лимитирующего фактора тре­бует больших энергетических и финансовых затрат, то уровень планируемого урожая должен быть реально достижимым при оп­тимизации этих факторов имеющимися ресурсами. Завышение планируемого урожая без учета реальных возможностей приводит к бесполезным затратам, планируемый урожай не будет получен. Например, на кислых почвах с рНсол 4,5 планировали получить 4 т зерна ячменя с 1 га, внесли необходимое количество дорогостоя­щих минеральных удобрений, но получили урожай зерна 1,6 т/га. На кислых почвах коэффициенты использования элементов пита­ния из удобрений были минимальными, внесенные удобрения ос­тались неиспользованными.

Кроме того, поскольку многие важные факторы среды оста­ются нерегулируемыми (временные засухи, недостаток или избыток осадков, град, поздний или ранний заморозок), то даже при оптимиза­ции всех регулируемых факторов невозможно получать высокие урожаи ежегодно. Доля риска в разных зонах различна. Она оп­ределяется процентом лет с острым недостатком влаги или с из­быточным увлажнением, с поздневесенними и раннеосенними заморозками, губительным градом. Определить долю риска по­могут результаты многолетних наблюдений зональных метео­станций. Чем больше процент лет с неблагоприятными метеоро­логическими условиями года, тем выше доля риска неполучения максимально высокого урожая. Чем выше планируемый урожай без искусственного регулирования водного режима, тем меньше вероятность его получения.

Следовательно, уровень планируемого урожая необходимо оп­ределять, исходя из климатических условий зоны, агрофизических и агрохимических свойств почвы и возможности оптимизации ли­митирующих регулируемых факторов.

БИОЛОГИЧЕСКИЕ И ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ РАСТЕНИЕВОДСТВА

Формирование урожая — сложный динамический процесс. Продукционный процесс и его динамические характеристики определяются генетической программой вида, сорта, требованиями растений к теплу, влаге, свету, почве, питательным веществам. Отклонение этих факторов от оптимального уровня оказывает отрицательное влияние на формирование элементов продуктивности.

ФАКТОРЫ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИЕ РОСТ И РАЗВИТИЕ РАСТЕНИЙ

Факторы, оказывающие влияние на рост, развитие растений, урожай и его качество делят на регулируемые, частично регулируемые и нерегулируемые.

  • 1. Регулируемые факторы:
    • • культура, сорт, технологические приемы с учетом особенностей роста и развития растений (использование адаптированных сортов, обоснование сроков посева, применения регуляторов роста, нормы высева, глубины посева, ухода и способов уборки);
    • • засоренность посевов (агротехнические меры борьбы с сорняками, применение гербицидов);
    • • поражение растений вредителями и болезнями (агротехнические меры и применение инсектицидов, препаратов по борьбе с болезнями).
  • 2. Частично регулируемые факторы:
    • • влажность почв;
    • • распределение снега по полю, снегозадержание;
    • • водная и ветровая эрозия (ландшафтное земледелие, система обработки почв);
    • • почвенное плодородие;
    • • содержание гумуса в почве;
    • • реакция почвенного раствора;
    • • емкость поглощения почвенного поглощающего комплекса;
    • • микробиологическая активность почвы;
    • • уровень обеспеченности элементами питания.
  • 3. Нерегулируемые факторы:
    • • природно-климатические (теплообеспеченность, среднесуточные температуры, сумма активных температур, сумма и распределение осадков и т.п.), тип и гранулометрический состав почв, рельеф;
    • • климат — основной фактор, определяющий, подходит ли культура

для возделывания в данных условиях.

Факторы, воздействующие на рост, развитие растений и формирование урожая, могут быть разделены на биотические (сорняки, вредители, болезни) и абиотические. Абиотические факторы определяют условия, в которых выращивается культура (температура, состав и свойства почв, например, кислотность, засоленность). Эти условия могут изменяться в зависимости от места (района возделывания, поля) и времени. К абиотическим факторам относятся также источники жизни растений, т.е. те, что поглощаются растениями: свет, кислород, углекислый газ, влага, минеральные питательные вещества. Воздух снабжает растения не только углекислым газом, необходимым им для фотосинтеза, но и кислородом, используемым ими в процессах дыхания. Эти соединения также нужны для химических и биологических процессов, происходящих в почве.

Источники жизни растений в отличие от условий могут быть объектами конкуренции. Каждый вид растений находится под влиянием каждого фактора. Различия видов и сортов по отношению к разным факторам среды определяют, может ли данный вид или сорт выращиваться в данном регионе. Одни виды могут быть влаголюбивыми, другие — адаптированными (приспособленными) к засушливым условиям.

Значение факторов, оказывающих влияние на рост, развитие растений и формирование урожая отражено в законах земледелия.

Закон равнозначности и незаменимости факторов: ни один из факторов не может быть заменен другим.

Закон оптимума. Для каждого вида и фактора действует закон оптимума, это определенные пределы фактора, при которых растение развивается наилучшим образом. Уменьшение или увеличение уровня фактора влияет отрицательно на рост и развитие, усиливая стресс до определенных пределов. За этими пределами устойчивости начинается гибель растения. Между оптимальным уровнем и предельными значениями устойчивости к максимальному и минимальному уровням фактора находится зона стресса.

Совместно действующие факторы должны соответствовать потребностям растений. Каждый вид имеет свои оптимальные пределы, зоны стресса и лимиты устойчивости к каждому абиотическому фактору.

Экспериментальные данные показывают, что разные виды различаются по характеристикам в отношении оптимума и лимитов (границ) выносливости. Некоторые растения совсем не выдерживают отрицательных температур, другие выдерживают непродолжительные заморозки, на третьи продолжительные морозы в определенных пределах не оказывают отрицательного влияния. Следовательно, экосистема (агроценоз) развивается наилучшим образом там, где все условия оптимальны, и ухудшается, когда один фактор (условие) или несколько отклоняются от оптимума.

Закон ограничивающих (лимитирующих) факторов, или закон минимума. Развитие растений и урожайность ограничиваются фактором, находящимся в минимуме. В 1840 г. Ю. Либих изучал действие минеральных питательных веществ на рост растений. Он наблюдал, что ограничение только одного из многих питательных элементов в любое данное время вызывает один и тот же эффект угнетения роста. Таким образом, один из любых факторов, находясь вне зоны оптимума, будет вызывать стресс и лимитировать рост, развитие и даже выживаемость растений в агроценозе.

Лимитирующий фактор может изменяться со временем. Например, в один и тот же сезон — весной лимитирующим фактором может быть недостаток тепла, позже — минеральное питание, затем — водный стресс во время случившейся засухи. Поэтому, если корректируется один лимитирующий фактор, рост восстанавливается только до начала действия второго и т.д. Генетический потенциал культуры и сорта — основной (окончательный) лимитирующий фактор.

Закон возврата — поддержания и повышения почвенного плодородия.

Закон плодосмена: обоснованное чередование культур обеспечивает хорошее фитосанитарное состояние почв и высокую урожайность культур.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector