Условия внешней среды и развитие растений
Рост и развитие растений связаны с условиями внешней среды; основные из них — тепло, свет, вода, воздух и питательные элементы. Они равнозначны. Только при наличии всех этих факторов и оптимальном их сочетании растения могут нормально расти и развиваться. Например, в защищенном грунте (зимние теплицы), где можно искусственно создать благоприятные условия для развития растений, их продуктивность во много раз выше, чем в открытом грунте, где лишь некоторые условия можно регулировать. Поэтому необходимо знать роль каждого фактора в жизни садовых и овощных растений, чтобы иметь возможность управлять ими.
Тепло. Для нормального роста, развития и формирования продуктивной части плодово-ягодным, овощным и декоративным растениям необходим определенный режим температуры. По отношению к теплу плодово-ягодные растения условно подразделяют на очень теплолюбивые (цитрусовые, персик, грецкий орех, абрикос, виноград), теплолюбивые (черешня, груша, слива, вишня, яблоня) и менее теплолюбивые (крыжовник, смородина, малина, земляника).
Плодово-ягодные растения также неодинаково реагируют на продолжительность теплого периода. При длительном снижении температуры увеличивается период вегетации, замедляется рост побегов и созревание плодов и, как правило, ухудшается их качество.
Потребность растений в тепле в различные фазы вегетации неодинакова. Весенний рост корней яблони начинается, когда температура почвы достигает 4…5 °С, груши — 6…7, вишни 6 °С. Для активного роста корней необходима более высокая температура почвы — от 8 до 20 °С. При резком повышении или снижении температуры почвы рост корней приостанавливается.
Для роста надземных частей плодовых растений необходима довольно высокая температура воздуха. Если набухание почек у яблони и других растений начинается при 5 °С, то распускание их и рост побегов — при температуре воздуха выше 10 °С. Для нормального цветения, опыления и оплодотворения растениям необходима температура 15…20 °С. При низкой температуре воздуха попавшая на рыльце пестика пыльца не прорастает и оплодотворения не происходит.
Не всегда полезен и избыток тепла в период вегетации. Повышенная температура приостанавливает рост корневой и надземной систем, ускоряет процесс цветения, вызывает аномалии плодов и др.
Режим температуры играет важную роль и в период относительного покоя. Осенью и в начале зимы при 0…2 °С корни еще поглощают из почвы питательные вещества, в их тканях происходит синтез органических соединений, в надземной части продолжается отложение запасных веществ. Формирование плодовых почек, начавшееся в июне-июле, при благоприятных условиях продолжается и осенью, и зачатки цветковых почек зимуют более развитыми. Опасны для плодовых растений очень низкие температуры зимой. Наиболее чувствительна к морозам корневая система. Корни карликовых подвоев яблони, а также земляники погибают при температуре почвы — 8…— 10 °С, а корни подвоев дикой лесной яблони и сеянцев Антоновки обыкновенной при — 14 °С. Особенно страдает корневая система в бесснежные зимы, а также после засушливых лета и осени.
При сильных морозах особенно повреждаются кора и древесина в развилках деревьев и у основания штамбов, так как в их-тканях позднее завершаются физиологические процессы и подготовка к периоду глубокого покоя. Нередко растения повреждаются морозами в конце зимы и рано весной (февраль-март). В этот период наблюдаются резкие перепады температур: от — 10, —20 °С ночью до 5…10 °С днем. Дневные положительные температуры способствуют началу вегетации, поэтому ткани выходят из состояния покоя, теряют закалку и утрачивают способность противостоять ночным морозам. В таких условиях особенно страдает кора штамбов от солнечных ожогов, а также цветковые почки, особенно у косточковых культур (слива, вишня, черешня). Очень опасны поздние весенние заморозки, совпадающие с фазой массового цветения деревьев и кустарников. Особенно чувствительны к низким температурам тычинки, пестики и семяпочки. При температуре — 1…— 1,5 °С гибнут рыльца и семяпочки сливы и вишни, а при — 2 °С — молодые завязи яблони. Различные овощные растения также неодинаково реагируют на режим температур, что зависит от их происхождения. Наиболее требовательны к теплу дыня, арбуз, баклажаны, перец, огурцы, помидоры, тыква, физалис, кабачки, патиссоны, фасоль, кукуруза овощная. Семена этих культур начинают прорастать при 13…14 °С. Они не переносят длительного понижения температуры: при температуре ниже 10…12 СС их рост и развитие приостанавливаются, а при заморозках они погибают. Наиболее благоприятная температура для роста, развития и плодоношения теплолюбивых овощных культур 20…30 °С.
Менее требовательны к теплу капуста всех видов, морковь, свекла, репа, брюква, редька, редис, петрушка, сельдерей, лук репчатый, чеснок, салат, шпинат, укроп, горох, бобы. Семена их прорастают при температуре ниже 10 °С. Эти культуры хорошо растут, развиваются и формируют продуктивную часть при 17… 20 °С.
К зимостойким овощным растениям относят щавель, ревень, хрен, многолетние луки. У растений этой группы рост начинается при 1…2 °С. Вегетирующие растения могут переносить заморозки до — 10 °С. Находясь в состоянии покоя, они безболезненно перезимовывают в открытом грунте.
В период роста и развития требования к условиям температуры у овощных растений изменяются. Во время набухания и прорастания семян необходима более высокая температура, а при появлении всходов более низкая. Поэтому в защищенном грунте при повышенной температуре и недостатке света часто наблюдается вытягивание растений. В период цветения и плодоношения температура должна быть повышенной.
При хранении овощей и фруктов необходима пониженная температура — около 0 °С, чтобы замедлить процессы дыхания и распада органических вещеста
Свет. В естественных условиях солнечный свет — единственный источник энергии, обеспечивающий фотосинтез. На свету в листьях растений осуществляется синтез органических веществ из углекислого газа воздуха, воды и минеральных веществ, поступающих из почвы. Потребность в освещении зависит от породно-сортовых особенностей, периода развития, фазы вегетации растений, почвенно-климатических и агротехнических условий.
При недостатке света плодовые растения плохо растут и резко снижают урожай (черешня), другие теневыносливы (актинидия). Наибольшей интенсивности освещения требуют репродуктивные органы (соцветия, цветки, плоды). При отсутствии света они не развиваются. Отклонение от оптимальной освещенности вызывает измельчение листьев. При недостаточном освещении нарушаются многие физиологические процессы (накопление и обмен веществ, дифференциация тканей и клеток, опыление и оплодотворение, формирование плодов и семян и др.).
При плохом освещении внутри кроны снижаются долговечность плодовых органов, их продуктивность, качество плодов. Усвоение растением поступающих из внешней среды веществ находится в прямой зависимости от интенсивности освещения. Для лучшей освещенности кроны деревьев и кустарников применяют обрезку, при слишком плотной посадке растения прореживают.
Овощные культуры подразделяют на растения короткого (помидоры, баклажаны, перец, фасоль, кабачки, патиссоны, тыква, сорта огурцов, предназначенные для выращивания в открытом грунте) и длинного светового дня (корнеплоды, капуста, лук, чеснок, зеленные, некоторые тепличные сорта огурцов). Первым для более интенсивного роста и развития необходима длина светового дня менее 12 ч, но при хорошей освещенности, вторым — более 12 ч, они выносят частичное затенение.
Можно получить более высокие урожаи некоторых овощных культур и продукцию лучшего качества, искусственно укорачивая или удлиняя световой день. Например, укорачивая световой день для редиса, салата, укропа и шпината, можно задержать их развитие, то есть переход к стрелкованию и цветению, и получить более высокий урожай корнеплодов, листьев, причем повышенного качества. В естественных условиях этого достигают ранневесенними и позднеосенними сроками посева, когда световой день короче. В зимние месяцы, при коротком дне и слабой освещенности в теплицах, с момента появления всходов и до высадки рассады на постоянное место применяют досвечивание электрическими лампами.
Нельзя допускать чрезмерного загущения посевов и посадок, так как в этом случае растения затеняют друг друга, вытягиваются, ослабляются и впоследствии снижают продуктивность. Необходимо соблюдать оптимальную плотность посева или посадки, прореживать растения, уничтожать сорняки.
Вода. Содержание ее составляет 75—85% сырой массы растений. На образование корней, побегов, листьев, плодов и других органов растений расходуется огромное количество воды. Так, для создания 1 кг сухого вещества растения потребляют 300—800 кг воды. Большая часть ее расходуется на транспира-цию (испарение).
Основной источник воды для растения — почвенная влага. Садовые, овощные и декоративные растения лучше растут при влажности почвы 65—80% полной полевой влагоемкости. При большей влажности из почвы вытесняется необходимый для нормальной жизнедеятельности корней кислород, при меньшей — растения испытывают недостаток влаги и рост их угнетается. В Нечерноземной зоне при годовом количестве осадков, 550—700 мм естественное увлажнение считается достаточным. Однако ежегодно некоторые месяцы, а иногда и весь вегетационный период бывают засушливыми, поэтому нормальный рост и продуктивность плодово-ягодных, овощных и декоративных растений невозможны без орошения. Для влаголюбивых растений, выращиваемых на легких песчаных и супесчаных почвах, нужен постоянный полив.
При недостатке воды для полива в засушливый период рекомендуется чаще рыхлить почву в междурядьях. Рыхление препятствует образованию почвенной корки, разрушает капилляры, по которым влага поступает из нижних слоев в верхние, что значительно сокращает испарение ее из почвы.
Поливать растения в дневные часы при солнечной погоде не рекомендуется, так как большая часть вылитой воды быстро испарится. Полив лучше выполнять в вечерние часы: за 2—3 ч до захода солнца или рано утром. При пасмурной погоде допустим полив и в дневное время.
Плодово-ягодные растения расходуют больше воды в период интенсивного роста корней и побегов и во время формирования плодов (май — июль), меньше — в период затухания роста и созревания плодов (август — сентябрь). При сухой погоде в первый период необходим обильный полив, в дальнейшем его можно ограничить, так как снижение влажности в это время способствует созреванию, улучшению вкуса и окраски плодов, вызреванию побегов, подготовке их к зиме. Вредно и избыточное количество влаги в почве: угнетается рост корней, замедляется рост побегов, растрескиваются плоды и ягоды.
Лучше всего деревья и кустарники растут при залегании грунтовых вод не выше 1—1,5 м от поверхности почвы. По степени устойчивости к избытку влаги в корнеобитаемом слое почвы плодово-ягодные растения можно расположить в таком убывающем порядке: смородина, крыжовник, яблоня, груша, слива, вишня, малина, земляника.
Потребность овощных растений во влаге в разные периоды роста и развития неодинакова. Особенно влаголюбивы капуста, огурцы, репа, редька, редис, салат, шпинат. Много влаги потребляет рассада. Во взрослом состоянии, и особенно в период формирования продуктивных органов, растениям необходимы менее частые, но более обильные поливы, способные увлажнять почву на всю глубину залегания основной массы корней (до 20—30 см). Поливать растения надо регулярно, чтобы влажность корнеоби-таемого слоя почвы составляла 70—80% полной полевой влаго-емкости. Резкий переход от засушливого состояния к чрезмерной влажности почвы приводит к растрескиванию плодов, кочанов и корнеплодов, товарные качества их резко снижаются.
Все теплолюбивые овощные культуры (особенно огурцы и томаты) надо поливать теплой водой температурой 20…25 °С. Полив холодной водой (6…10°С) вызывает болезни растений.
В теплицах и парниках воду для полива подогревают. В условиях открытого грунта воду нагревают на солнце, для чего ее заблаговременно наливают в бочки, ванны, баки и др.
Поддержание определенной влажности воздуха также важно для овощных растений. Например, относительная влажность воздуха при выращивании огурцов должна быть не менее 85— 90%, для помидоров — не более 60—65%. Столь резкая разница требований к влажности воздуха не позволяет выращивать огурцы и помидоры в одной теплице или парнике.
Воздух. Атмосферный воздух состоит в основном из кислорода (21%), углекислого газа (0,03%) и азота (78%). Воздух — основной источник углекислого газа для фотосинтеза растений, а также кислорода, необходимого для дыхания (особенно для корневой системы). Так, взрослые растения на 1 га ежедневно поглощают более 500 кг углекислого газа, что при содержании его в 1 м3 воздуха 0,03% соответствуют более чем 1 млн. м3. Для обеспечения нормальной жизнедеятельности растений необходимо постоянное пополнение воздуха углекислым газом. Искусственное увеличение содержания в воздухе углекислого газа до 0,3—0,6% (в 10—20 раз больше естественного) способствует повышению урожайности растений. Внесение навоза и других органических удобрений в почву позволяет обогатить приземный слой воздуха углекислым газом. В теплицах специально сбраживают в бочках коровий навоз или птичий помет, используют баллоны сжиженного газа, специальные горелки, «сухой лед».
Содержание кислорода в почвенном воздухе немного меньше, а углекислого газа в несколько раз больше, чем в атмосфере. На снабжение корней растений кислородом значительно влияет аэрация почвы. Чтобы ее улучшить, надо часто рыхлить почву и содержать ее в чистом от сорняков состоянии.
Питательные элементы. На построение органов и формирование урожая растения расходуют минеральные вещества, поступающие из воздуха (углекислый газ) и почвы (растворенные в воде макро- и микроэлементы). Так, углерод, кислород, азот, фосфор, сера и магний идут на построение органов и тканей. Медь, цинк, марганец, кобальт входят в состав ферментов, которые способствуют усвоению минеральных веществ. Азот, калий, фосфор, кальций, железо, магний, сера необходимы растению в больших количествах и называются макроэлементами, другие необходимы в незначительных количествах и называются микроэлементами. Из макроэлементов растения в основном используют азот, фосфор и калий. Каждый из этих элементов входит в состав различных органических веществ и играет определенную роль в физиологических процессах.
Азот входит в состав белков и других органических веществ. Наибольшее количество его идет на формирование листьев, побегов, почек, цветков, плодов и семян. Содержание азота в этих органах заметно изменяется в различные периоды вегетации. Так, весной в листьях и побегах оно повышенное. Источником азота в этот период служат запасы, отложенные в растении осенью. Затем количество азота значительно снижается. К осени содержание азота вновь увеличивается и происходит отток его в зимующие органы.
Длительный недостаток азота приводит к голоданию растений, что выражается в приостановке роста побегов, корней, в формировании более мелких и бледных листьев, в осыпании плодов и ягод. Достаточное количество азота обеспечивает активный рост побегов, формирование крупных темно-зеленых листьев, более раннее вступление растений в плодоношение, интенсивное цветение и повышенную завязываемоеть плодов.
Избыток азота при недостатке в почве фосфора и калия может отрицательно повлиять на развитие молодых растений. В этом случае затягивается рост однолетних побегов, растения позднее вступают в период относительного покоя. У плодоносящих деревьев избыток азота обусловливает недостаточное вызревание плодов, их бледную окраску, уменьшение сахаристости и лежкости, снижение зимостойкости плодовых деревьев.
Соединения азота поступают в растения в основном из почвы, где они накапливаются в результате внесения органических и минеральных удобрений, а также благодаря жизнедеятельности бактерий, фиксирующих азот из воздуха.
Избыток азота в почве, особенно во вторую половину лета, приводит к замедлению роста и созревания растений. Кроме того, в овощах, ягодах и фруктах может накапливаться избыточное количество нитратов, которые ядовиты для людей. Азотные удобрения необходимо вносить при основной заправке почвы и в подкормках осторожно, не перекармливая растения.
Соединения фосфора связаны с фотосинтезом и дыханием растений. Фосфор входит в состав сложных белков. Недостаток его ослабляет рост побегов, ветвление корней, заложение цветковых почек. В почве фосфор может находиться в форме органических и минеральных соединений. При разложении органических соединений он минерализуется и становится доступен корням растений. Большая часть минеральных соединений фосфора труднорастворима и малодоступна растениям. У разных пород плодовых поглотительная способность корней неодинакова. Корни яблони, например, поглощают фосфор из труднорастворимых соединений лучше, чем корни земляники, смородины, крыжовника.
Калий способствует усвоению углекислого газа, участвует в поддержании водного баланса. Он обеспечивает нормальное деление клеток и тканей, рост побегов и корней, формирование листьев и плодов, повышает морозостойкость растений. Недостаток его приводит к изменению окраски листьев — края их вначале желтеют, а затем покрываются коричневыми пятнами. В почве калий содержится в виде органических и минеральных соединений. Песчаные почвы бедны калием. Основной источник его — органическое вещество после минерализации.
Железо играет важную роль в образовании хлорофилла. При недостатке его растения заболевают хлорозом (формируются светло-желтые и даже белые листья).
Магний входит в состав хлорофилла. Недостаток его вызывает остановку роста побегов, хлороз или коричневую пятнистость, преждевременное отмирание и опадение листьев.
Цинк — составная часть некоторых основных ферментов, он влияет на образование гормонов роста (ауксинов) и играет большую роль в окислительно-восстановительных процессах в растениях. При недостатке его у яблони проявляется розеточ-ность (вместо нормальных боковых побегов образуются розетки с мелкими деформированными листьями).
Поскольку эти и другие элементы необходимы растениям в небольших количествах, то потребность их почти всегда удовлетворяется теми запасами, которые содержатся в почве. Острый недостаток микроэлементов можно устранить внесением их непосредственно в почву или опрыскиванием растений (некорневые подкормки).
Садоводство - Условия внешней среды и развитие растений
Остались вопросы по теме - "Условия внешней среды и развитие растений", задайте их на