Закон положительного эффекта в природном почвообразовательном процессе кратко

Обновлено: 02.07.2024

Законы земледелия
Закон равнозначности и незаменимости факторов жизни растений
Закон минимума, оптимума и максимума. Урожай зависит от того фактора, который в минимуме
Закон совокупного действия факторов
Закон возврата. Необходимо возместить вынос элементов минерального питания с избытком

Прикрепленные файлы: 1 файл

Документ Microsoft Office Word (3).docx

Законы научного земледелия, их значение и применение. Законы совокупного действия факторов, возврата.

Закон равнозначности и незаменимости факторов жизни растений
Закон минимума, оптимума и максимума. Урожай зависит от того фактора, который в минимуме
Закон совокупного действия факторов
Закон возврата. Необходимо возместить вынос элементов минерального питания с избытком
Закон убывающего плодородия

Закон равнозначимости и незаменимости факторов жизни растений, который устанавливает, что ни один из факторов жизни растений не может быть заменен никаким другим.
Независимо от количественной потребности в том или другом факторе жизни физиологически они одинаково необходимы растению.
Например, если растению (томатам) необходим микроэлемент бор в ничтожно малом количестве во время цветения для завязывания плодов, и он не будет дан растению, то это может нарушить нормальное плодообразование томатов и т.д.
Дефицит в том или ином факторе жизни определяется не только величиной потребности, но и запасами его в почве и притоком извне. Разница между потребностью и наличием фактора составляет величину дефицита, который должен быть покрыт соответствующими приемами агротехники, мелиорации или химизации.
Закон минимума, оптимума и максимума - “Величина урожая определяется фактором, находящимся в минимуме. Наибольший урожай осуществим при оптимальном наличии фактора. При минимальном и максимальном наличии фактора урожай невозможен”.
Впервые его сформулировал Либих. “Продуктивность поля находится в прямой зависимости от необходимой составной части пищи растения, содержащейся в почве в самом минимальном количестве” Он считал, что прибавка урожая прямопропорциональна увеличению питательного вещества, находящегося в минимуме. У = АХ У - урожай А - коэффициент пропорциональности для данного вида удобрений Х - количество питательного вещества.
В последующем Либих признал понижающий эффект одинаковых доз последовательно вносимых в почву удобрений или других факторов.
По мере удовлетворения потребности растения в недостающем факторе урожай повышается до тех пор, пока не будет ограничен другим фактором, оказавшемся в минимуме.
Закон совокупного действия факторов жизни растений
Все факторы жизни растений действуют совокупно, т.е. взаимодействуют в процессе роста и развития растений. На основании многих исследований, проведенных Либшером, Митчерлихом и др. исследователями были сделаны выводы, которые позволили вскрыть закон совокупного действия факторов жизни растений, который устанавливает, что для получения высоких урожаев с/х культур необходимо одновременное наличие или приток всех факторов жизни растений в оптимальном количестве.
Совместное действие факторов жизни растений проявляется не только в лучшем использовании растениями каждого из них, но и путем воздействия друг на друга.
Например, фосфорные удобрения сами по себе не оказывают влияния на количество доступной для растений воды, но, снижая транспирационный коэффициент и, способствуя более быстрому созреванию урожая, снижают общую потребность растения в воде.
Закон совокупного действия не устраняет закон минимума. Умение определить фактор, находящийся в данном случае в минимуме и воздействовать на него позволяет повышать урожайность при наименьших затратах труда и средств.
Закон возврата
Этот закон открыт Либихом: “Вещество и энергия, отчужденные из почвы с урожаем, должны быть компенсированы (возвращены в почву) с определенной степенью превышения.
Тимирязев и Прянишников признавали этот закон одним из величайших приобретений науки.
При систематическом отчуждении урожая с поля без компенсации использованных урожаем составных частей почвы и энергии почва разрушается, она теряет плодородие.
При компенсации выноса веществ и энергии из почвы она сохраняет свое плодородие, при компенсации веществ и энергии с определенной степенью превышения происходит улучшение почвы. Закон возврата - научная основа воспроизводства почвенного плодородия.
Законы земледелия широко используются в практике земледелия России
Например: интенсивное применение минеральных удобрений в Нечерноземной Зоне обусловило повышенную отзывчивость полевых культур на микроудобрения. Одновременно по мере интенсификации земледелия большую актуальность преобладает регулирование водного режима и кислотно-щелочных свойств почвы.
Высокая культура земледелия предполагает не только научно обоснованную систему удобрения, специализацию севооборотов, почвозащитные системы обработки почвы, приемы борьбы с сорняками, вредителями и болезнями. Но и в целом обязательное использование научно обоснованных почвозащитных зональных систем земледелия. Система земледелия хозяйства - это сложный комплекс, созданный исходя из требований законов земледелия.

В процессе роста, развития и создания урожая растения требуют постоянного притока необходимых факторов (условий) жизни. Факторы жизни разделяют на космические и земные. К космическим относят свет и тепло. Человек может косвенно влиять на данные факторы за счет густоты посева, направления рядков, посевом культур на склонах разной экспозиции, использовании смешенных посевов. К земным факторам относится: углекислый газ, кислород, вода, азот, фосфор, калий, кальций и другие зольные элементы. На данные факторы человек оказывает большое влияние и может их регулировать за счет внесения удобрений (органических и минеральных), орошения, создания микроклимата в агроценозе (посадка лесополос, внесение органических веществ, мульчирование и т.д.).

Все факторы жизни взаимосвязаны и действуют в строго установленной закономерности, вследствие чего получили названия законов земледелия. Выделяют следующие законы:

1.Закон равнозначности и незаменимости факторов жизни растений.

Этот закон впервые был высказан В.Р. Вильямсом. Его можно сформулировать так: ни один из факторов жизни растений не может быть заменен другим и поэтому все они, безусловно, равнозначимы. Действительно, нельзя заменить воду светом или азот калием и т.д., так как каждый фактор жизни выполняет определенные физиологические функции. Когда говориться о равнозначимости факторов жизни, то не имеется в виду равнозначимость, при которой разные факторы жизни могут выполнять одну и ту же или одни и те же жизненные функции. Понятие равнозначимости выступает в совершенно ином смысле, а именно, что нет главных и второстепенных факторов жизни. Они равнозначимы. Иначе можно было бы обойтись без второстепенных, но этого сделать не удается. Все попытки поднять урожайность без учета действия этого закона никогда не имели успеха.

2. Закон ограничивающего фактора (закон минимума).

Этот закон говорит о том, что наивысший урожай можно получить только при среднем, то есть оптимальном, наличии фактора жизни растений.

Действие этого закона наглядно проявляется при выращивании растений на фонах разного обеспечения каким либо одним фактором жизни, например водой, теплом, углекислым газом или любым другим. Во всех случаях по мере увеличения количества фактором от минимального к оптимальному условия произрастания растений будут улучшаться, а урожай увеличиваться. При дальнейшем же увеличении количества фактора урожай начнет уменьшаться, пока не достигнет близкого к нулевому при максимальном количестве фактора жизни растений.

На произрастание культурных растений оказывает влияние не единичный фактор жизни, а совокупность факторов жизни и условий среды. Было установлено, что, изменяя только один фактор жизни, без прямого воздействия на остальные, прибавки урожая постепенно затухают, а потом и совсем прекращаются от одинаковых дополнительных доз фактора. Причина тому - ограничивающее влияние других факторов жизни, так как вступает в действие закон минимума, или ограничивающих факторов, - урожайность сельскохозяйственных культур зависит от фактора жизни, находящегося в относительном минимуме.

Закон минимума, или ограничивающих факторов, имеет отношение и к физиологии растений, где его трактовали так: находящийся в относительном минимуме фактор ограничивает воздействие всех остальных факторов жизни. Предполагалось, что факторы жизни действуют на растения изолированно один от другого. Однако этого в природе нет. Многочисленными опытами и практикой установлено, что жизнедеятельность культурных растений действительно зависит от факторов жизни, находящихся в относительном минимуме, но в отдельных случаях недостаток одних факторов жизни можно несколько сгладить хорошим обеспечением другими факторами жизни. Например, если в процессе фотосинтеза ограничивающим фактором будет углекислый газ, то это ограничение можно снять несколькими способами: во-первых, увеличением концентрации углекислого газа в окружающем растения атмосферном воздухе; во-вторых, путем создания оптимальной температуры окружающего воздуха. Последнее приведет к усилению диффузии молекул углекислого газа из окружающей среды в межклеточные пространства листа, то есть к лучшему обеспечению хлоропластов углекислым газом.

Сложность взаимоотношений факторов жизни между собой, а также между ними и растениями не позволяет упрощенно понимать действие закона минимума, или ограничивающих факторов. В производственных условиях необходимо знать факторы жизни, находящиеся на первом, втором и последующих минимумах, и агротехническими, а также другими приемами снимать их ограничивающее влияние.

Ограничивать урожай могут не только факторы жизни, но и неблагоприятные условия среды: почвенные, фитологические и агротехнические, например кислотность почвы, ее засоренность. Следует применять меры к ограничению их отрицательного влияния на культурные растения.

3. Закон взаимного действия факторов жизни на растения.

Для получения высокой урожайности необходимо наличие или приток всех факторов жизни в оптимальном соотношении. Этот закон легко понять, зная ранее рассмотренные законы. Объективность его не вызывает сомнения и подтверждается многофакторными опытами, в которых изучают влияние урожайности разных доз нескольких факторов жизни, а также достижениями передовиков сельского хозяйства, получающих высокие урожаи культурных растений.

Если в однофакторных опытах урожайность нарастает с постоянно замедляющимся ускорением по мере увеличения дозы фактора от близкой к минимуму до оптимума, а при дальнейшем увеличения фактора урожайность начинает уменьшаться, достигая нуля при максимальном количестве фактора, то в многофакторном опыте, если брать в оптимуме брать поочередно первый, второй, третий и т.д. факторы, урожайность культуры будет непрерывно увеличиваться. Передовики сельского хозяйства получают высокую урожайность, обеспечивая растения многими факторами, подбирая высокопродуктивные сорта и создавая благоприятные условия окружающей среды.

4.Закон возврата. Этот закон впервые был высказан Юстусом Либихом в 1840 году. По Либиху, сущность этого закона сводится к тому, что растения с урожаем заимствуют из почвы питательные вещества. Только часть их в форме навоза возвращается обратно в почву. Остальные отчуждаются из почвы и вывозятся из хозяйства с растениеводческой и животноводческой продукцией. Земледелец должен позаботиться о возврате этих питательных веществ в почву.

В земледельческой практике часть питательных веществ может теряться при вымывании в нижние горизонты почвы, из-за эрозии и по другим причинам. В условиях производства с минеральными удобрениями возвращают в почву чаще всего только три элемента: азот, фосфор и калий, так как другой пищи обычно бывает достаточно. Если других элементов мало, то вносят и их, например микроэлементы.

Следует помнить способность некоторых микроорганизмов фиксировать инертный азот воздуха и переводить его в доступные для растений формы. Так, свободноживущие в почве бактерии азотобактера при благоприятных условиях накапливают за год до 25-30 кг. Азота на 1 га, клубеньковые бактерии бобовых растений - значительно больше. В корневых и пожнивных остатках бобовых культур в почве остается после клевера до 150-160 кг. Биологического азота на 1 га., после люцерны - до 200 кг., после люпина - до 160 кг.

Действие закона возврата не ограничивается влиянием только на элементы питания. Оно гораздо шире и распространяется на все факторы жизни. В районах засушливых и с неустойчивым увлажнением постоянно необходимо пополнять запасы почвенной влаги, в районах с избыточным увлажнением применять приемы, направленные на улучшение аэрации почвы. Космические факторы жизни с приходом весны возвращаются без усилий земледельца, но в условиях производства регулируют и их.

Таким образом, действие законов научного земледелия необходимо рассматривать в непосредственной взаимосвязи с технологией производства продукции растениеводства в тех или иных почвенно-климатических условиях. Первоочередное значение должны иметь приемы, действующие на факторы, находящиеся в данное время в минимуме. Также необходимо предвидеть и те факторы, которые могут оказаться в минимуме, после того как будет устранен недостаток в первом факторе. Необходимо комплексно и системно подходить к требованиям растений в течение их роста и развития и удовлетворять их потребности, четко представлять действие законов научного земледелия, уметь дать их теоретическое и практическое обоснование. Обеспечение растений факторами жизни связано с регулированием всех почвенных режимов: водного, воздушного, теплового, пищевого.

Для того чтобы научно обоснованно управлять факторами и условиями жизни, а следовательно, и продуктивностью растений, необходимо руководствоваться законами научного земледелия.

Общим законом почвоведения и земледелия является закон положительного эффекта в природном почвообразовательном процессе. Его сущность состоит в том, что в самой природе почвообразовательного процесса заложено непременное формирование и возрастание со временем плодородия почвы. Объясняется это тем, что сам процесс совершается при ведущей роли живых организмов, которые способны размножаться во всевозрастающих размерах и усваивать все большее количество солнечной энергии, питательных веществ и воды из окружающей среды, а затем концентрировать их в зоне своего обитания в виде органического вещества зеленых растений.

Положения этого закона дают возможность практическому земледелию осуществлять расширенное воспроизводство плодородия почвы.

Исследованиями установлено, что для растений необходимы все факторы жизни и что при отсутствии одного из них невозможно получить урожай. На основе этого был сформулирован закон физиологической равнозначны и незаменимости факторов жизни растений. Согласно закону, все факторы жизни растений с физиологической точки зрения равнозначны и ни один из них нельзя заменить другим. Но это только качественная сторона закона. С физиологической точки зрения питательные вещества не могут заменить воду. Однако при внесении удобрений снижается транспирационный коэффициент, в результате чего при том же количестве воды образуется большая биомасса растения. В засушливых условиях затраты на удовлетворение потребностей растений в воде гораздо выше, чем в питательных веществах.

Получение высоких урожаев сельскохозяйственных культур в значительной степени обусловлено знанием законов ландшафтного растениеводства, умением всестороннего их учета. Это тем более необходимо сейчас, когда разработаны научные основы ландшафтного растениеводства для получения запрограммированных урожаев, увеличения коэффициента использования активной фотосинтетической радиации.

Известно, что закон — существенная внугренняя связь явлений, обусловливающая их необходимое развитие.

а) специфические (частные), выражающие отноше
ния между конкретными специфическими явлениями;

б) общие для больших групп явлений, совокупностей
объектов;

в) всеобщие (универсальные), выражающие отно
шения между всеобщими, всюду существующими свойст
вами или тенденциями развития материи.

Указанные законы взаимосвязаны. Более того, всеобщие законы находят то или иное преломление, отражение в специфических законах, охватывающих лишь некоторые явления действительности и изучаемых конкретными науками.

Общие законы имеют широкое проявление в растениеводстве. Из них необходимо назвать закон отрицания отрицаний, который выражает преемственность, связь нового со старым. Он обосновывает прогрессивный характер развития с удержанием всего положительного содержания пройденных ступеней. Важное значение имеет действие закона перехода количественных изменений в качественные и наоборот, а также закона единства и борьбы противоположностей. Однако общие законы, и особенно их проявление в растениеводстве, не находят еще требуемого отражения в современных изданиях по земледелию и растениеводству.

Для получения высоких и устойчивых урожаев сельскохозяйственных растений необходимо знание общебиологических законов: взаимосвязи и взаимозависимости растений и внешней среды, синтеза и разрушения органического вещества, стабилизации и синергизма экосистем и др.

Получение высоких и устойчивых урожаев сельскохозяйственных культур, по мнению В.Д. Панникова (1974 г.), зависит в конечном счете от того, насколько точно на

Экологические факторы (лат. Расгог — делающий, производящий) делятся на абиотические и биотические. К абиотическим факторам среды относятся климатические (свет, влага, воздух, температура), эдафогенные (механический и химический состав почв, их влагоемкость, аэрация и др.), химические и др. Из биотических факторов наиболее часто выделяются фитогенные, зоогенные и антропогенные. Все они могут оказывать на растения как прямое, так и косвенное воздействие. В определенной степени это зависит от наличия и специфики факторов, их сочетания, биологии растений. Каждый из факторов, естественно, имеет свой интервал действия и определенные количественные характеристики, находящиеся в тесной связи с внешней средой. Признавая в принципе незаменимость факторов, в то же время следует отметить, что при возделывании растений факторы имеют неодинаковое значение и среди них можно выделить ведущие и дополняющие. Более того, они динамичны и должны увязываться с этапами органогенеза растений.

Факторы жизни растений В.Р. Вильяме (1940 г.) разделял на космические (свет, тепло) и земные (вода, элементы пищи). Он отмечал, что сложный фактор — пища зеленых растений — должен включать минимум десять элементов: углерод, кислород, водород, азот, фосфор, серу, калий, кальций, магний и железо. Причем на долю углерода, кислорода и водорода должно приходиться 94% сухого вещества растений, остальные 6 % — на все другие элементы.

Растениям необходимы также в очень незначительных количествах микроэлементы: молибден, бор, марганец, цинк, кобальт, йод, фтор, медь; ультрамикроэлементы: селен, рубидий, серебро, кадмий, цезий.

В настоящее время возникает насущная необходимость уточнения понятия фактора жизни растений, его содержания, параметров. В.Р. Вильяме (1940 г.), характеризуя условия жизни растений, писал о пище, как о сложном факторе, тем самым исключая возможную в этом случае

значительную детализацию: отнесение к отдельному фактору того или иного элемента, микроэлемента или даже ультрамикроэлемента. У него речь идет лишь о четырех факторах жизни растений.

С.А. Воробьев и другие (1991 г.) фактор жизни растений приравнивают к элементу питания, что сразу значительно увеличивает их количество. Г.В. Коренев и др. (1973 г.) необоснованно отождествляют фактор с агро-приемом, а С.С. Рубин (1971 г.), кроме общепризнанных групп факторов жизни растений (космических и земных), пишет еще о двух группах факторов: биологических (микроорганизмы, сорняки, болезни и вредители) и агротехнических (сроки и качество полевых работ, чередование культур в севообороте, подбор сортов и др.). Это вносит существенную путаницу в определение сути фактора. К тому же биологические и агротехнические факторы весьма динамичны, они зависят от почвенно-климатических и других условий. Несомненно, выделение этих дополнительных групп факторов ошибочно, ибо оно весьма затрудняет понимание и объяснение общепризнанных законов.

Характеризуя взаимоотношения растений и окружающей среды, 3. Рюбензам и К. Рауэ (1979 г.) пишут о факторах роста, В.Д. Панников (1974 г.) — о факторах роста и развития, П.П. Заев и другие (1957 г.) — о факторах вегетации, В.Р. Вильяме (1940 г.) — о факторах жизни растений. Считаем, что наиболее приемлемым является определение, данное В.Р. Вильямсом (1940 г.). Получение высоких и устойчивых урожаев сельскохозяйственных культур возможно лишь при полном удовлетворении их требований в необходимых факторах жизни. Ю. Либих (1936 г.) акцентировал внимание на питании растений, отмечая важность возврата в почву выносимых растениями минеральных питательных веществ. Несмотря на извест-

Не выделяют этот закон С.А. Воробьев и др. (1991 г.).

Д.Н. Прянишников (1962 г.) отмечал, что в основе подтвердилось положение Ю. Либиха (1936 г.) о необходимости возвращения почве в первую очередь элемента, находящегося в минимуме. Он писал о законе минимума

лишь как о следствии закона незаменимости элементов пищи растений.

При ландшафтизации растениеводства возрастает необходимость тщательного учета закона комплексного и взаимосвязанного действия факторов жизни растений. Согласно этому закону, для получения высоких урожаев сельскохозяйственные растения должны быть динамично и взаимосвязано обеспечены одновременно всеми необходимыми факторами жизни в требуемых количествах. В этом случае создаются наиболее благоприятные условия для неуклонного повышения урожайности растений. Воз-

В.Д. Панников (1974 г.) и В.П. Нарциссов (1976 г.) пишут о законе единства и взаимообусловленности развития фитоценоза (растительного сообщества) и его местообитания, который, по их мнению, лежит в основе плодосмена культурных растений, т.е. чередования их во времени и на территории. По нумерации В.Д. Панникова (1974 г.) — это четвертый закон растениеводства. Считаем, что это лишь проявление действия общебиологического закона единства взаимосвязи растений и условий среды.

В связи с обоснованием эколого-ландшафтной пространственной структуры необходим учет действия общебиологического закона стабилизации и синергизма

экосистем, имеющего специфическое проявление в растениеводстве.

Итак, наиболее важными специфическими законами ландшафтного растениеводства являются:

— закон положительного эффекта в природном почвообразовательном процессе;

— закон возврата питательных веществ в почву, с учетом прогрессирующего повышения урожайности агро-ценозов;

— закон незаменимости и равнозначимости факторов жизни растений;

— закон комплексного и взаимосвязанного действия факторов жизни агроценозов, их сопряжения.

Знание и учет действия указанных законов позволит успешнее внедрять ландшафтное растениеводство.

Известно, что закон — существенная внугренняя связь явлений, обусловливающая их необходимое развитие.

а) специфические (частные), выражающие отноше
ния между конкретными специфическими явлениями;

б) общие для больших групп явлений, совокупностей
объектов;

Не выделяют этот закон С.А. Воробьев и др. (1991 г.).

лишь как о следствии закона незаменимости элементов пищи растений.

экосистем, имеющего специфическое проявление в растениеводстве.

Итак, наиболее важными специфическими законами ландшафтного растениеводства являются:

— закон положительного эффекта в природном почвообразовательном процессе;

— закон незаменимости и равнозначимости факторов жизни растений;

— закон комплексного и взаимосвязанного действия факторов жизни агроценозов, их сопряжения.

Знание и учет действия указанных законов позволит успешнее внедрять ландшафтное растениеводство.

Информационно-аналитический портал
для крестьянских фермерских хозяйств

14 Ноябрь 2012 г. 21:25

Факторы жизни растений и законы земледелия

Вода. В жизни растений вода имеет огромное значение, так как все процессы жизнедеятельности происходят с ее участием. Все питательные вещества усваиваются только в растворах. С водой в растение из почвы поступают питательные вещества, испарение воды листьями обеспечивает нормальные температурные условия жизнедеятельности растений.

Почвообразование и формирование почвенного плодородия происходят только при обеспечении почвы водой. Без нее невозможно развитие почвенной фауны и микрофлоры.

Многие сельскохозяйственные растения нуждаются в большом количестве влаги, поэтому их надо регулярно поливать. Некоторые растения очень требовательны к влажности воздуха, например, капуста. другие больше используют почвенную влагу - тыква, арбузы, свекла и др.

По отношению к влаге кормовые растения подразделяются на следующие экологические типы: мезофиты, гигрофиты и ксерофиты. Гигрофиты (осока, ситник) растут на влажных лугах, болотах, побережьях рек; ксерофиты (полынь, ковыль) - в условиях недостатка влаги; мезофиты (тимофеевка луговая, люцерна, клевер) - в районах среднего увлажнения.

Периоды наибольшей потребности в воде называют критическими. Так, для большинства зерновых культур это фазы выхода в трубку и колошения, для кукурузы - цветения и молочно-восковой спелости, а для картофеля - цветения и клубнеобразования. Установлено, что растения резко снижают продуктивность при недостатке воды в период образования репродуктивных органов. Иногда на сельскохозяйственных угодьях оказывается избыток влаги, и это угнетает растения. Здесь приходится проводить осушение переувлажненных почв.

Для определения суммарной потребности растений в воде применяют транспирационный коэффициент. Это отношение массы израсходованной растениями воды к массе сухого вещества урожая Транспирационный коэффициент зависит от вида растений, стадии их развития, почвенных и погодных условий, насыщенности питания и т.д. В разных регионах для растений транспирационный коэффициент колеблется от 200 до 1000. Только ничтожно малая часть воды (меньше 1 %) идет на создание урожая, а остальная часть расходуется на испарение.

Воздух. Из воздуха растения получают кислород, необходимый для дыхания. Для образования органических веществ в зеленых клетках растение использует из воздуха углекислый газ.

Дыхание корней растений и жизнедеятельность почвенных микроорганизмов обеспечиваются почвенным воздухом. Он участвует в биохимических процессах превращения питательных элементов.

Избыточная влажность приводит к резкому ухудшению воздушного режима растений. Хорошо дренированные почвы с высокой общей скважностью лучше обеспечены воздухом.

Газообмен между почвой и атмосферой осуществляется при изменении барометрического давления, температуры почвы и воздуха вследствие поступления в почву воды, воздействия ветра и других факторов.

Чтобы усилить приток воздуха к корням растений, осуществляют рыхление почвы, что позволяет создавать необходимое строение пахотного слоя и тем самым обеспечивать условия нормального газообмена.

Фотосинтезом называется процесс образования зелеными растениями органического вещества из воды и углекислого газа в результате поглощения энергии солнечного света.

Зеленый цвет листьев растений зависит от особых зеленых пластид - хлоропластов, находящихся в их клетках. Почти у всех растений хлоропласты округлой или слегка вытянутой формы. В каждой клетке имеется несколько десятков, а иногда и свыше сотни хлоропластов. Они состоят из бесцветной цитоплазматической основы и зеленого пигмента хлорофилла, который поглощает световые лучи, но не все видимые лучи спектра, а лишь красные и сине-фиолетовые.

Зеленый лист - источник жизни на нашей планете. Хлоропласты листа- это единственная в мире лаборатория, в которой из простых неорганических веществ - воды и диоксида углерода - создаются органические вещества - сахар и крахмал.

При фотосинтезе усваивается всего лишь 1…2 % энергии солнечных лучей, падающих на растение. Однако и этого вполне достаточно, чтобы растения могли прокормить весь животный мир.

Свет к растениям поступает с солнечными лучами, которые распространяются неравномерно на юге их больше, а на севере меньше. Соответственно и растения, произрастающие в разных местах, привыкли или к обилию света, или к его недостатку. Поэтому их подразделяют на светолюбивые и теневыносливые.

Наиболее требовательны к свету южные растения - арбуз, тыква, баклажаны, фасоль, тропические травы и др. У этих растений при коротком световом дне быстрее образуются плоды и семена, а цветут они в конце лета или осенью.

Пшеницу, рожь, ячмень, овес относят к теневыносливым и холодостойким растениям, у которых цветение и плодоношение наступают при максимальной длине дня.

Продолжительность светового дня можно искусственно регулировать для растений, выращиваемых в теплицах и оранжереях.

Теплота. На рост растений с первых стадий их развития влияет температура почвы. Основным источником теплоты в почве являются солнечные лучи. Другим, но значительно меньшим источником служит теплота, выделяемая в результате биохимических превращений органических веществ, а также поступающая из глубинных слоев Земли.

Физиологические процессы, происходящие в растениях, жизнедеятельность микроорганизмов и почвенной фауны, биохимические процессы превращения веществ и энергии возможны только при определенных температурах.

К теплолюбивым культурам относятся кукуруза, сорго, фасоль, томат, арбуз, дыня, перец.

К пониженным температурам устойчивы чеснок, лук. Неплохо переносят пониженные температуры пшеница, рожь, ячмень, овес, горох, капуста и многие корнеклубнеплоды.

Элементы минерального питания. Из почвы растения получают все необходимые элементы минерального питания калий, кальций, железо, магний, серу, фосфор и азот. Калий необходим для роста растения, кальций - для развития их корневой системы. Магний и железо участвуют в образовании хлорофилла. Без азота, серы и фосфора не образуются белки, входящие в состав цитоплазмы и ядра.

Долгое время ученые-аграрии считали, что только эти элементы необходимы для нормального развития растения, но потом выяснилось, что нужны также очень небольшие количества многих других химических элементов, которые назвали микроэлементами. К наиболее важным в жизни растений микроэлементам относятся марганец, бор, медь, цинк, молибден, кобальт.

Урожай сельскохозяйственных культур зависит от генетических особенностей растений и условий окружающей среды. Получению максимальных урожаев с единицы площади и обеспечению повышения почвенного плодородия способствует знание основных законов земледелия - общебиологических основ формирования урожая.

Закон прогрессивного роста эффективного плодородия почвы. Он гласит, что формирование и увеличение плодородия почвы в течение времени заложены в самой природе почвообразовательного процесса, но его действие возможно лишь при соблюдении правил обработки почвы и выращивания сельскохозяйственных культур по мере интенсификации земледелия.

Почва могла возникнуть лишь после появления живых организмов на Земле. Образование почвы, или почвообразовательный процесс, происходит благодаря глубокому и сложному взаимодействию между живыми организмами и окружающими их условиями внешней среды, к которым прежде всего следует отнести материнские (горные) породы и атмосферу, а также главное условие, обеспечивающее непрерывность этого процесса, - приток солнечной энергии на поверхность земли.

При таком постоянном и непрерывном почвообразовательном процессе происходят взаимный обмен и переход одной формы материи в другую. Мертвая минеральная природа переходит в органическую и живую, а последняя, отмирая и разлагаясь, снова переходит в мертвую минеральную. Постоянное взаимодействие между мертвой и живой природой, а также их переход друг в друга в поверхностных слоях земли и составляет суть почвообразовательного процесса и развития основного и специфического свойства почвы - ее плодородия.

С развитием природного почвообразовательного процесса улучшаются многие показатели плодородия почвы - механические, водные и воздушные свойства. Это свидетельствует о том, что развитие жизни на Земле происходит по восходящей кривой; следовательно, в самой жизни заключен объективный фактор ее умножения, а развитие природного почвообразовательного процесса в целом приводит к улучшению плодородия почвы.

Закон прогрессивного роста плодородия почв имеет принципиальное значение для развития и функционирования процветающего и высокопродуктивного земледелия. Он позволяет людям иметь реальные условия и основания для понимания того, что на Земле имеется возможность удовлетворить потребность населения нашей планеты в продуктах питания.

Закон минимума, оптимума и максимума действий факторов жизни растений. Иногда его называют просто законом минимума. Им определено, что минеральные вещества и другие факторы урожайности одинаково нужны растениям и не могут заменить друг друга.

Закон возврата веществ в почву. В соответствии с этим законом при нарушении баланса усвояемых питательных веществ в почве в результате их потерь при выносе с урожаем или вследствие других причин его необходимо восстановить путем внесения удобрений и выполнения других технологических приемов.

Этот закон также был открыт Юстусом Либихом. Он доказал, что перегной нерастворим в воде и не может служить питанием для растений. Навозом удобряют поле потому, что при его разложения (минерализации) освобождаются аммиак, фосфорная и серная кислота, которые усваивают растения.

Когда земледелец убирает урожай, он отнимает у почвы нужные растениям вещества в несравненно большем количестве, чем возвращает в почву с навозом. Ведь большая часть минеральных веществ корма идет на образование мяса, молока и других продуктов животноводства. Поэтому при одном удобрении навозом поля ежегодно недополучают вещества, которые они отдают растениям. Либих писал о необходимости вносить в почву наряду с навозом минеральные вещества, а тех хозяев, которые не заботятся о соблюдении закона возврата, обвинял в хищничестве, в разграблений плодородия почвы.

Либих призывал правительства и народы европейских государств, чтобы они прислушались к предостерегающему голосу истории и науки и обратили должное внимание на оскудение полей.

Закон возврата получил высокую оценку у агрономов и ученых. В частности, русские ученые К. А. Тимирязев и Д.Н. Прянишников считали открытие этого закона одной из заслуг Ю.Либиха, а сам закон называли величайшим достижением науки.

Соблюдение закона возврата питательных веществ имеет важное значение не только для сохранения и повышения плодородия почвы, достижения высокого урожая, но и для получения продукции нужного биологического качества.

Практика показывает, что можно вырастить высокий урожай, но с низким качеством продукции, например с недостатком, биологически важных микроэлементов, белков, имеющих нужное соотношение аминокислот, с отсутствием необходимого набора витаминов и т. д. Довольно часто при посеве сильных сортов пшеницы по плохим предшественникам и недостаточном внесении азотных и фосфорных удобрений хозяйства получают зерно, не соответствующее установленным кондициям по количеству и качеству клейковины. Это объясняется не только несоблюдением элементарных правил агрономии, но и тем, что не учитывается закон возврата питательных веществ в почву, не вносится нужного количества удобрений для получения запланированного урожая.

Закон совокупного действия факторов роста и развития растений. Наивысшую эффективность в земледелии нельзя обеспечить каким-либо одним агрономическим приемом, даже весьма сильным, ее можно достичь лишь применением всего комплекса агротехнических мероприятий.

Известно, что отдельные факторы жизни растений тесно взаимодействуют, друг с другом. Растения непрерывно испытывают влияние всего комплекса факторов. Научные эксперименты, проводимые в вегетационных сосудах и полевых условиях, показали, что факторы жизни растений в наибольшей степени проявляют свою силу только при совместном действии. В полевых условиях с изменением воздействия на растения одного из факторов неизбежно нарушаются возможность и условия продуктивности использования других факторов.

Например, с повышением температуры воздуха увеличивается расход воды из почвы на испарение и жизнедеятельность растений. При этом повышается содержание воздуха в почве, усиливается деятельность аэробных бактерий, больше накапливается доступной для растений пищи. Но процесс накопления питательных веществ происходит только при оптимальной температуре и наличии необходимого количества влаги в почве.

С наступлением продолжительного засушливого периода с высокой температурой воздуха почва полностью теряет продуктивную влагу, в результате чего прекращается деятельность полезных микроорганизмов, и растения начинают испытывать дефицит влаги. Примеров взаимодействия различных факторов жизни растений весьма много.

Совокупное действие факторов жизни растений является весьма динамичным и изменчивым. Понимание взаимодействия различных факторов в жизни растений позволяет земледельцу управлять этими процессами и соответственно формировать высокие урожаи даже в сложных погодных условиях.

Закон плодосмена. Сельскохозяйственной наукой и практикой накоплен большой опытный материал, который подтверждает преимущества плодосмена, т. е. выращивания растений в севооборотах, по сравнению с монокультурой для примера приведем результаты опытов, ведущихся с 1912 г. на опытном поле Московской сельскохозяйственной академии им К.А. Тимирязева. При бессменном выращивании ржи без внесения удобрений урожай составил в среднем 8,7 ц/га, а при выращивании этой культуры в севооборотах и также без использования удобрения урожай составил 16,8 ц/га, т е почти в два раза выше

Все указанные законы составляют научную основу культурного земледелия. Эти объективные законы природы неумолимы, они существуют независимо от нашей воли, и их нарушение дорого обходится людям Чтобы добиться успеха в выращивании сельскохозяйственных культур и быть всегда в согласии с природой, надо постоянно изучать объективные законы земледелия и умело применять их на практике. В соответствии с этими законами высокие и устойчивые урожаи, возможно, получить лишь при осуществлении всего комплекса агротехнических и экономических мер, повышающих культуру земледелия. Какой-либо один даже очень эффективный прием не принесет ощутимого успеха, если не выполнять при этом всего комплекса необходимых приемов. Только при соблюдении и умелом использовании объективных законов, действующих в природе, применении правильной агротехники можно обеспечить рост культуры земледелия, повышения плодородия почв.

Впервые о факторах почвообразования заговорил В. В. Докучаев, основоположник такой науки как почвоведение. Именно он обратил внимание на связь процесса формирования почвенного покрова с внешними компонентами природной среды.

Основные факторы почвообразования (по В. В. Докучаеву):

Почвообразующая порода (или материнская)
Климат
Рельеф
Растительные и животные организмы
Время

Чтобы показать функциональную взаимосвязь между почвенным покровом и почвообразующими факторами, исследователь выявил специальную формулу:

П= ƒ(К, Г, О, Р)*Т

Обозначения в ней следующие:

П – почва
К – климат
Г – горные породы
О – организмы
Р – рельеф
Т – время

Позднее последователи Докучаева добавили еще два важных условия, которые также имеют большое влияние на процесс почвообразования. Это антропогенный фактор, за которым скрыта деятельность человека , и фактор воды.

Таким образом, на почвообразование наибольшее воздействие оказывают:

Материнская порода
Климат
Рельеф
Вода
Растительные и животные организмы
Время
Деятельность человека

Рассмотрим каждый фактор.

Материнская порода

Она также называется почвообразующей.

Большинство почв образовалось на рыхлых осадочных породах. Они становятся источником минеральных элементов для плодородного слоя, передают ему свою структуру, некоторые физические и химические свойства.

Роль материнской породы существенна на начальных этапах почвообразования. Затем она немного снижается. Минералы попадают в грунт из остатков растений, а на физические свойства влияет влажность, количество осадков, земляная фауна.

Климат

Самое большое влияние на образование почвы оказывают средние температуры в климатической зоне, влажность (осадки) и ветер.

В холодном и слишком жарком климате химические и биологические процессы в грунте протекают медленно , растительность тут скудная. Поэтому плодородный слой в такой зоне очень тонкий. При недостатке воды почвы могут превратиться в солончаки, а переизбыток приведет к заболачиванию.

Лучшим климатом для формирования почв считается умеренный теплый (суббореальный). Именно в таких зонах образовались типичные черноземы. В России это территории Кубани, Ставрополья.

Подробнее вы можете прочитать в нашей статье Климат как фактор почвообразования.

Рельеф

На крутых склонах гор почвы подвергаются ветровой и водной эрозии. Южная сторона холма или горы лучше прогревается, там хорошо развивается растительность, и слой почвы более толстый. В долинах скапливается вода, что может привести к образованию болот. От рельефа зависит и уровень стояния грунтовых вод. В низине он выше, чем на возвышенности.

Самые оптимальные условия для формирования почв на равнинах. Здесь не застаивается вода, грунты не подвергаются водной и ветровой эрозии.

Подробнее вы можете прочитать в нашей статье Рельеф как фактор почвообразования.

Вода

Вода, поверхностная и грунтовая, влияет на окислительно-восстановительный режим почвы. Кроме того, влага оказывает воздействие на процессы выветривания, образования минералов и гумуса. Она берет на себя роль терморегулятора , определяет тепловой баланс и температурный режим почвы.

Подробнее вы можете прочитать в нашей статье Вода как фактор почвообразования.

Растительные и животные организмы

Иначе этот фактор еще называют биологическим.

На формирование почвы влияют растения, микроорганизмы и земляная фауна. Высшие растения – это основной источник органических веществ. От их вида и состава зависят многие характеристики почвы. Микроорганизмы (грибки, бактерии) играют ведущую роль в разложении органических веществ на простые минеральные, доступные растениям для усвоения.

Животные перерабатывают грубые органические остатки, разрыхляют землю. Важную роль играют дождевые черви. Они пропускают через себя от 5 до 600 т грунта за месяц. Их выделения богаты углеводами, которые склеивают частицы почвы и становятся средой для обитания бактерий.

Подробнее вы можете прочитать в нашей статье Биологический фактор почвообразования.

Время

Формирование плодородного слоя – это практически беспрерывный процесс, занимающий тысячелетия. Второе название этого фактора – возраст.

Различают абсолютный и относительный возраст почвы. Первый измеряется от начала формирования почвенного покрова до наших дней. Большинство современных почв образовались в четве р тичный период (около 2 миллионов лет назад). На развитие 1 м плодородного грунта идет от 20 до 80 тысяч лет (в зависимости от климатической зоны).

Относительный возраст – это скорость формирования почвы. Она отличается в разные периоды, зависит от изменения влажности и температуры на протяжении лет, периода глобального похолодания или потепления.

Подробнее вы можете прочитать в нашей статье Время как фактор почвообразования.

Деятельность человека

Человек начал влиять на почву, когда занялся сельским хозяйством. Произошло это около 10 тысяч лет назад. Влияние повысилось в последние столетия.

Антропогенные изменения связаны с вырубкой лесов, орошением пустынных земель и осушением болот. В результате меняется структура растительности, водный режим. При ведении сельского хозяйства в грунт вносятся минеральные и органические удобрения, химикаты для борьбы с вредителями и сорняками. При уборке урожая с полей вывозится большая часть зеленой массы. Верхний слой грунта постоянно вспахивается.

Влияние человека бывает положительным и отрицательным. При неправильной обработке почвы деградируют, их плодородие падает. Если придерживаться всех правил ухода за грунтом, его характеристики улучшатся, а урожайность будет расти.

Подробнее вы можете прочитать в нашей статье Деятельность человека как фактор почвообразования.

Также рекомендуем вам ознакомиться с нашей статьей Плодородие почвы: как его сохранить и повысить. Там подробно описано , от чего зависит плодородие почвы, как можно определить плодородность, а также даны некоторые рекомендации по повышению ее уровня.

Все факторы почвообразования действуют одновременно. Больше всего на почвы влияет климат. От него зависят тип растительности, влажность и количество осадков. По климатическим зонам также принято классифицировать почвы по типам. Подробнее об этом вы можете узнать в нашей статье Типы почв.

Если вы хотите узнать в целом, как формируется почва, читайте наш раздел Как образуется почва (почвообразование).

Подробнее о каждом факторе почвообразования вы можете прочитать в наших вложенных статьях:

Читайте также: