АГРОИНФормация

Агропортал - все для специалистов агропромышленного комплекса

Вода

Жизнь на Земле не мыслима без воды. Значение ее для растений крайне велико. Вода связывает растение с почвой и атмосферой, обусловливая единство организма и среды. Живые растительные клетки на 80—90% и более состоят из воды. Огурцы, томаты содержат 94—95% воды, клубни картофеля — 74—80, зерно хлебных злаков—12—14%. 99,8% потребляемой воды растения испаряют и лишь около 0,2% идет на синтез органического вещества. Без воды невозможен ни один физиологический процесс, протекающий в растениях. Многие биохимические процессы, например гидролиз и синтез полисахаридов и пептидов, сопровождаются присоединением или отщеплением молекул воды. Только в водной среде растворяются, передвигаются и поступают в растения необходимые им вещества из почвы, СО2 из воздуха, перемещаются вещества по растению из корней в листья, из листьев в корни. Вода защищает растения от перегрева путем понижения температуры во время транспирации.

Вода в растения поступает в основном из почвы через корневую систему. Однако частично она может поступать и через листья во время туманов, при выпадении осадков, при образовании росы. Роса, образующаяся при ночных понижениях температуры, помогает растениям лучше переносить почвенную засуху (при недостатке в почве доступной влаги) и формировать при этом относительно более высокий урожай. Большинство культурных растений относятся к мезофитам, которые могут приспосабливаться к условиям как недостаточного, так и избыточного увлажнения.

Для набухания и нормального прорастания семена различных сельскохозяйственных культур требуют неодинаковое количество воды, что необходимо учитывать при посеве (табл. 7). С началом роста и в последующие периоды жизни потребность растений в воде увеличивается и изменяется для одного и того же растения по фазам его развития. Периоды наибольшей потребности в воде называют критическими. Для озимой ржи, озимой и яровой пшеницы. ячменя и овса это период между выходом в трубку и колошением, для проса и сорго — от колошения до налива, для кукурузы — от цветения до молочной спелости зерна, для картофеля — от времени цветения до клубнеобразования, для хлопчатника — от цветения до заложения коробочек. Особенно сильно отражается на всех растениях недостаток воды в период образования у них репродуктивных органов.

Для определения потребностей культурных растений в воде пользуются транспирационным коэффициентом, который приближенно характеризует общее количество воды, потребляемое растением в расчете на единицу массы сухого органического вещества. Для озимой пшеницы, например, он составляет 450—600, кукурузы— 250—400 и т. д. (табл. 8). Транспирационный коэффициент зависит от изменения погодных условий, обеспеченности растений питательными веществами и др. При низкой влажности воздуха, сильном нагреве листьев и сильном ветре он возрастает.

Наряду со знанием общего расхода воды исключительно большое значение имеет учет требований растений к режиму влажности почвы, к содержанию доступных для растений форм влаги. Оптимальная влажность в корнеобитаемом слое почвы в разные периоды вегетации для большинства растений находится в пределах 60—80% предельной полевой влагоемкости почв, т. е. того количества влаги, которое удерживается в почве после стекания гравитационной, избыточной влаги; а в период наибольшего развития ассимиляционного процесса и интенсивного роста — в пределах 70—80%. Однако даже при наличии в почве иногда большого количества влаги она не может использоваться растениями из-за того, что имеет низкую температуру. В этом случае растения испытывают недостаток воды из-за физиологической сухости. Вода поступает в растения и передвигается в них при наличии градиента свободной энергии воды в единой системе почва — растение — окружающая растение атмосфера, который возникает в результате транспирации, осмотических сил и, как предполагается, за счет энергии, освобождающейся в процессе обмена веществ.

Зависимость продуктивности большинства полевых культур от их влагообеспеченности (в естественных условиях для территорий с равной теплообеспеченностью) такова, что при увеличении влагообеспеченности урожайность возрастает, а затем при избыточном увлажнении — уменьшается. Для оценки влагообеспеченности отдельных территорий используется показатель годового атмосферного увлажнения как отношение осадков к испаряемости или отношение осадков к сумме среднесуточных величин дефицита влажности воздуха.

По показателям атмосферного увлажнения на территории СНГ выделены соответствующие зоны увлажнения (табл. 9), для каждой зоны увлажнения могут наблюдаться годы с различным увлажнением.

Влагообеспеченность вместе с теплообеспеченностью территории позволяет выделить основную единицу природно-сельскохозяйственного районирования — природно-сельскохозяйственную зону. Она характеризуется определенным балансом тепла и влаги и тесно связана с главными особенностями процессов почвообразования. Для каждой зоны характерны определенные типы и подтипы почв и растительности и применяются отвечающие им системы агротехнических, агрохимических и мелиоративных мероприятий. Каждой зоне соответствуют свои особенности сельскохозяйственного производства, определенное соотношение между пашней, кормовыми и лесными земельными угодьями.

Для выделения зон используются карты почвенного и растительного покрова. Для разделения зон на территориях достаточного увлажнения принимаются изолинии с суммой активных температур выше 10 °С, описывающие южные границы зон. На территориях недостаточного увлажнения границы между зонами проводятся по изолиниям показателя среднегодового атмосферного увлажнения как отношения осадков к испаряемости на северных границах зон. Например, для лесостепной зоны—1,00, для степей на обыкновенных черноземах — 0,77 и т. д.

Агротехнические методы регулирования потребностей сельскохозяйственных культур в воде, как и в теплообеспеченности, можно разделить на пассивные и активные. Первые сводятся к районированию культур, размещению их по различным элементам рельефа с учетом конкретных потребностей в воде, регулированию норм высева семян на единицу площади посева, своевременным срокам сева, чередованию посевов культур на полях. Активные методы включают в себя приемы, направленные как на накопление в почвах воды, снижение ее потерь, так и на удаление излишней влаги с избыточно увлажненных земель.

Радикальным способом регулирования водного режима почв в засушливых районах является искусственное орошение. При орошении можно снабжать растения водой в те периоды, когда запас ее в почве уменьшается. Другой способ регулирования водного режима почв — создание полезащитных, водоохранных и других лесонасаждений. Полезащитные лесные полосы увеличивают влажность приземного слоя воздуха (в межполосном пространстве), уменьшают силу ветра, в результате чего уменьшается испарение воды с поверхности почв, на полях дополнительно задерживается снег. Следующий способ регулирования водного режима почв состоит в использовании различных агротехнических приемов. Это и мульчирование, и систематическое уничтожение сорных растений, и определенные приемы обработки почв, направленные на улучшение структурного состояния и водно-физических свойств почв и на уменьшение испарения влаги из почвы.

В районах распространения избыточно увлажненных почв главным способом регулирования водного режима служат мелиоративные мероприятия. Лучшим способом осушения земель является закрытый дренаж двустороннего действия, который позволяет не только удалять воду, но в случае необходимости и обеспечивать растения влагой в критические периоды их развития или в засушливые годы. Устройство такой дренажной сети не уменьшает площадь используемой под посевы земли и не мешает проведению полевых работ, что наблюдается при осушении открытым дренажем. Опыт мелиорации избыточно увлажненных земель показывает, что в этих районах наряду с осушением следует предусматривать и их орошение, особенно при возделывании овощных культур. Из агротехнических мероприятий по удалению воды и борьбе с переувлажнением почв применяют специальные приемы обработки почв и посева (углубление, кротование, гребневые посевы и др.).

Понятие о недостаточном или избыточном увлажнении почв относительно, и поэтому необходимо учитывать потребность отдельных культур в воде в определенные фазы их развития. Потребность растений в воде обычно возрастает от посева до налива семян, однако запасы влаги в почве, особенно в районах недостаточного увлажнения, наоборот, от весны к лету уменьшаются. Фактор влажности проявляется для растений как функция обеспеченности их другими факторами жизни. Сочетание повышенной влажности почвы с хорошей обеспеченностью растений элементами питания и оптимальной теплообеспеченностью (15—25 °С) способствует интенсивному фотосинтезу, быстрому росту растений и накоплению большей биомассы. При пониженных температурах (5—15°С) такое же увлажнение почв влияет уже отрицательно на рост и развитие растений. Следовательно, оптимальный показатель увлажнения изменяется в зависимости от конкретного сочетания других факторов жизни растений.

You are here