1.Лимитирующие факторы.
Закон минимума (Закон Ю. Либиха),
определение лимитирующего экологического
фактора.
Лимитирующий фактор - фактор
среды, выходящий за пределы выносливости
организма. Лимитирующий фактор ограничивает
любое проявление жизнедеятельности организма.
С помощью лимитирующих факторов регулируется
состояние организмов и экосистем.
Закон минимума Ю.Либиха -
в экологии - концепция, согласно которой
существование и выносливость организма
определяется самым слабым звеном в цепи
его экологических потребностей.
Согласно закону
минимума жизненные возможности
организмов лимитируют те экологические
факторы, количество и качество которых
близки к необходимому организму
или экосистеме минимуму.
Определение
понятия «экологические факторы» |
1.
Общие положения. Среда – это все,
что окружает организм, т.е. это та часть
природы, с которой организм находится
в прямых или косвенных взаимодействиях.
Под средой мы понимаем комплекс окружающих
условий, влияющих на жизнедеятельность
организмов. Комплекс условий складывается
из разнообразных элементов – факторов среды. Не все из них с одинаковой
силой влияют на организмы. Так сильный
ветер зимой неблагоприятен для крупных,
обитающих открыто животных. Но он не действует
на более мелких, которые укрываются под
снегом или в норах, либо живут в земле.
Те факторы, которые оказывают какое-либо
действие на организмы и вызывают у них
приспособительные реакции, называются экологическими
факторами.
Влияние экологических факторов сказывается
на всех процессах жизнедеятельности
организмов и, прежде всего, на их обмене
вещества. Приспособления организмов
к среде носят название адаптаций. Способность к адаптации
– одно из основных свойств жизни вообще,
так как обеспечивает самую возможность
ее существования, возможность организмов
выжить и размножаться.
2. Классификация
экологических факторов. Экологические
факторы имеют разную природу и специфику
действия. По своему характеру они подразделены
на две крупные группы: абиотические и
биотические. Если мы будем подразделять
факторы по причинам их возникновения,
то они могут быть подразделены на природные
(естественные) и антропогенные. Антропогенные
факторы могут также быть абиотическими
и биотическими.
Абиотические
факторы (или физико-химические факторы)
– температура, свет, рН среды, соленость,
радиоактивное излучение, давление, влажность
воздуха, ветер, течения. Это все свойства
неживой природы, которые прямо или косвенно
влияют на живые организмы.
Биотические
факторы – это формы воздействия живых
существ друг на друга. Окружающий органический
мир – составная часть среды каждого живого
существа. Взаимные связи организмов –
основа существования популяций и биоценозов.
Антропогенные
факторы – это формы действия человека,
которые приводят к изменению природы
как среды обитания других видов или непосредственно
сказываются на их жизни.
Действие экологических факторов может
приводить: к устранению видов с биотопов
(смена биотопа, территории, сдвиг ареала
популяции; пример: миграции птиц); к изменению
плодовитости (плотности популяций, репродукционные
пики) и смертности (смерть при быстрых
и резких изменениях условий окружающей
среды); к фенотипической изменчивости
и адаптации: модификационная изменчивость
, адаптивные модификации, зимняя и летняя
спячка, фотопериодические реакции и т.п.
3. Лимитирующие
факторы. Законы Шелфорда и Либиха
Реакция
организма на воздействие фактора
обусловлена дозировкой этого фактора.
Очень часто фактор среды, особенно абиотический,
переносится организмом лишь в определенных
пределах. Наиболее эффективно действие
фактора при некоторой оптимальной для
данного организма величине. Диапазон
действия экологического фактора ограничен
соответствующими крайними пороговыми
значениями (точками минимума и максимума)
данного фактора, при котором возможно
существование организма. Максимально
и минимально переносимые значения фактора
– это критические точки, за пределами
которых наступает смерть. Пределы выносливости
между критическими точками называют экологической валентностью или толерантностью живых
существ по отношению к конкретному фактору
среды. Распределение плотности популяции
подчиняется нормальному распределению.
Плотность популяции тем выше, чем ближе
значение фактора к среднему значению,
которое называется экологическим оптимумом
вида по данному параметру. Такой закон
распределения плотности популяции, а
следовательно, и жизненной активности
получил название общего закона биологической
стойкости.
Диапазон благоприятного воздействия
фактора на организмы данного вида называется зоной
оптимума (или зоной комфорта). Точки
оптимума, минимума и максимума составляют
три кардинальные точки, определяющие
возможность реакции организма на данный
фактор. Чем сильнее отклонение от оптимума,
тем больше выражено угнетающее действие
данного фактора на организм. Этот диапазон
величины фактора называется зоной пессимума (или зоной угнетения).
Рассмотренные закономерности воздействия
фактора на организм известно, как правило оптимума.
Установлены и другие закономерности,
характеризующие взаимодействия организма
и среды. Одна из них была установлена
немецким химиком Ю. Либихом в 1840 году
и получила название закона минимума Либиха, согласно
которому рост растений ограничивается
нехваткой единственного биогенного элемента,
концентрация которого лежит в минимуме.
Если другие элементы будут содержаться
в достаточном количестве, а концентрация
этого единственного элемента опустится
ниже нормы, растение погибнет. Такие элементы
получили название лимитирующих факторов.
Итак, существование и выносливость организма
определяются самым слабым звеном в комплексе
его экологических потребностей. Или относительное
действие фактора на организм тем больше,
чем больше этот фактор приближается к
минимуму по сравнению с прочими. Величина
урожая определяется наличием в почве
того из элементов питания, потребность
в котором удовлетворена меньше всего,
т.е. данный элемент находится в минимальном
количестве. По мере повышения его содержания
урожай будет возрастать, пока в минимуме
не окажется другой элемент.
Позднее закон минимума стал трактоваться
более широко, и в настоящее время говорят
о лимитирующих экологических факторах.
Экологический фактор играет роль лимитирующего
в том случае, когда он отсутствует или
находится ниже критического уровня, или
превосходит максимально выносимый предел.
Иными словами, этот фактор обусловливает
возможности организма в попытке вторгнуться в
ту или иную среду. Одни и те же факторы
могут быть или лимитирующими или нет.
Пример со светом: для большинства растений
это необходимый фактор как поставщик
энергии для фотосинтеза, тогда как для
грибов или глубоководных и почвенных
животных этот фактор не обязателен. Фосфаты
в морской воде – лимитирующий фактор
развития планктона. Кислород в почве
не лимитирующий фактор, а в воде – лимитирующий.
Следствие из закона Либиха: недостаток
или чрезмерное обилие какого-либо лимитирующего
фактора, может компенсироваться другим
фактором, изменяющим отношение организма
к лимитирующему фактору.
Однако ограничивающее значение имеют
не только те факторы, которые находятся
в минимуме. Впервые представление о лимитирующем
влиянии максимального значения фактора
наравне с минимумом было высказано в
1913 году американским зоологом В. Шелфордом.
Согласно сформулированному закону толерантности Шелфорда существование
вида определяется как недостатком, так
и избытком любого из факторов, имеющих
уровень, близкий к пределу переносимости
данным организмом. В связи с этим все
факторы, уровень которых приближается
к пределу выносливости организма, называются лимитирующими.
4. Периодичность
действия экологических факторов.
Действие фактора может быть: 1) регулярно-периодическим,
меняющим силу воздействия в связи со
временем суток, сезона года или ритмом
приливов и отливов в океане; 2) нерегулярным,
без четкой периодичности, например катастрофические
явления – бури, ливни, смерчи и т.д.; 3) направленным
на протяжении известных отрезков времени,
например, глобальные похолодания, или
зарастание водоемов.
Организмы всегда приспосабливаются ко
всему комплексу условий, а не к одному
какому-либо фактору. Но в комплексном
действии среды значение отдельных факторов
неравноценно. Факторы могут быть ведущими
(главными) и второстепенными. Ведущие
факторы различаются для разных организмов,
даже если они и живут в одном месте. Они
различаются и для одного организма в
разные периоды его жизни. Так, для ранневесенних
растений ведущим фактором является свет,
а после цветения – влага и достаток питательных
веществ.
Первичные периодические
факторы (дневная, лунная, сезонная, годовая)
– происходит адаптация организмов, укоренившаяся
в наследственной основе (генофонде), поскольку
эта периодичность существовала до появления
жизни на Земле. Климатическая зональность,
температура, приливы и отливы, освещенность.
Именно с первичными периодическими факторами
связаны климатические зоны, которые определяют
распространение видов на Земле.
Вторичные периодические
факторы. Факторы, являющиеся следствием
изменений первичных факторов (температура
– влажность, температура – соленость,
температура – время суток).
5. Абиотические
факторы. Универсальные группы: климатические,
эдафические, факторы водной среды. В природе
существует общее взаимодействие факторов.
Принцип обратной связи: выброс токсических
веществ уничтожил лес – изменение микроклимата –
изменение экосистемы.
1) Климатические
факторы. Зависят от главных факторов:
широты и положения континентов. Климатическая
зональность привела к формированию биогеографических
зон и поясов (зона тундр, зона степей,
зона тайги, зона широколиственных лесов,
зона пустынь и саванн, зона субтропических
лесов, зона тропических лесов). В океане
выделяются арктическо-антарктическая,
бореальная, субтропическая и тропическо-экваториальная
зоны. Есть множество вторичных факторов.
Например, зоны муссонного климата, формирующие
уникальный животный и растительный мир.
Широта наиболее сильно сказывается на
температуре. Положение континентов –
причина сухости или влажности климата.
Внутренние области суше периферийных,
что сильно влияет на дифференциацию животных
и растений на материках. Ветровой режим
(составная часть климатического фактора)
играет чрезвычайно важную роль в формировании
жизненных форм растений.
Важнейшие климатические факторы: температура,
влажность, свет.
Температура. Все живое – в температурном
диапазоне – от 00 до 500 С. Это
летальные температуры. Исключения. Космический
холод. Эвритермные1 и стенотермные
организмы. Холодолюбивые стенотермные
и теплолюбивые стенотермные. Абиссальная
среда (0˚) – самая постоянная среда. Биогеографическая
зональность (арктические, бореальные,
субтропические и тропические). Пойкилотермные
организмы – холодноводные с непостоянной
температурой. Температура тела приближается
к температуре среды. Гомойотермные –
теплокровные организмы с относительно
постоянной внутренней температурой.
Эти организмы обладают большими преимуществами
в использовании среды.
Влажность. Вода в почве и вода в воздухе
– факторы, имеющие огромное значение
в жизни органического мира.
Гидробионты (водные) – обитают только
в воде. Гидрофилы (гидрофиты) – очень влажные
среды (лягушки, дождевые черви). Ксерофилы
(ксерофиты) – обитатели засушливого климата.
Свет. Определяет существование автотрофных
организмов (синтез хлорофилла), составляющих
важнейший уровень в трофических цепях.
Но есть растения и без хлорофилла (грибы,
бактерии – сапрофиты, некоторые орхидеи).
2) Эдафические
факторы. Все физические и химические
свойства почв. Главным образом воздействуют
на обитателей почв.
3) Факторы
водной среды. Температура, давление,
химический состав (кислород, соленость).
По степени концентрации солей в водной
среде организмы бывают: пресноводные,
солоноводные, морские эвригалинные и
стеногалинные (т.е. живущие в условиях
широкого и узкого диапазона солености
соответственно). По температурному фактору
организмы подразделяются на холодноводных
и тепловодных, а также группу космополитов.
По образу жизни в водной среде (глубина,
давление) организмы подразделены на планктонные,
бентосные, глубоководные и мелководные.
6. Биотические
факторы. Это факторы, контролирующие
взаимоотношения организмов в популяциях
или сообществах. Выделяют два основных
типа таких отношений: внутривидовые –
популяционные и межпопуляционные (демографические,
этологические); межвидовые (хищник-жертва,
паразитизм, симбиоз, комменсализм и др.).
7. Антропогенные
факторы. Хотя человек влияет на живую
природу через изменение абиотических
факторов и биотических связей видов,
деятельность людей на планете выделяют
в особую силу. Основными способами антропогенного
влияния являются: завоз растений и животных,
сокращение ареалов и уничтожение видов,
непосредственное воздействие на растительный
покров, распашка земель, вырубка и выжигание
лесов, выпас домашних животных, выкашивание,
осушение, орошение и обводнение, загрязнение
атмосферы, создание рудеральных мест
обитания (мусорные свалки, пустыри) и
отвалов, создание культурных фитоценозов.
К этому следует добавить многообразные
формы растениеводческой и животноводческой
деятельности, мероприятия по защите растений,
охране редких и экзотических видов, промысел
животных, их акклиматизацию и т.п. Влияние
антропогенного фактора с момента появления
человека на Земле постоянно усиливалось.
В настоящее время судьба живого покрова
нашей планеты и всех видов организмов
находится в руках человеческого общества,
зависит от антропогенного влияния на
природу.
2.Шумовое
загрязнение среды. Защита от шумового
воздействия.
Шумовое (акустическое) загрязнение (англ. Noise pollution, нем. Lärm) —
раздражающий шум антропогенного происхождения,
нарушающий жизнедеятельность живых организмов
и человека. Раздражающие шумы существуют
и в природе (абиотические и биотические),
однако считать загрязнением их неверно,
поскольку живые организмы адаптировались к
ним в процессе эволюции.
Главным источником шумового загрязнения
являются транспортные средства — автомобили,
железнодорожные поезда и самолёты.
В городах уровень шумового загрязнения
в жилых районах может быть сильно увеличен
за счёт неправильного городского планирования
(например, расположение аэропорта в черте
города).
Помимо транспорта (60÷80 % шумового загрязнения)
другими важными источниками шумового
загрязнения в городах являются промышленные
предприятия, строительные и ремонтные
работы, автомобильная сигнализация, собачий
лай, шумные люди и т. д.
С наступлением постиндустриальной эпохи
всё больше и больше источников шумового
загрязнения (а также электромагнитного)
появляется и внутри жилища человека.
Источником этого шума является бытовая
и офисная техника.
Более половины населения Западной Европы
проживает в районах, где уровень шума
составляет 55÷70 дБ.
Защита от шумового
воздействия
Как и все другие виды антропогенных
воздействий, проблема загрязнения
среды шумом имеет международный
характер. Всемирная организация
здравоохранения, учитывая глобальный
характер шумового загрязнения окружающей
среды, разработала долгосрочную программу
по снижению шума в городах и населенных
пунктах мира.
В России защита от шумового воздействия
регламентируется Законом Российской
Федерации «Об охране окружающей среды»
(2002) (ст. 55), а также постановлениями правительства
о мерах по снижению шума на промышленных
предприятиях, в городах и других населенных
пунктах.
Защита от шумового воздействия — очень
сложная проблема и для ее решения необходим
комплекс мер: законодательных, технико-технологических,
градостроительных, архитектурно - планировочных,
организационных и др. Для защиты населения
от вредного влияния шума нормативно -
законодательными актами регламентируется
его интенсивноеть, время действия и другие
параметры. Госстандартом установлены
единые санитарно-гигиенические нормы
и правила по ограничению шума на предприятиях,
в городах и других населенных пунктах.
В основу норм положены такие уровни шумового
воздействия, действие которых в течение
длительного времени не вызывает неблагоприятных
изменений в организме человека, а именно:
40 дБ днем и 30 — ночью. Допустимые уровни
транспортного шума установлены в пределах
84— 92 дБ и со временем будут снижаться.
Технико-технологические меры сводятся
к шумозащите, под которой понимают комплексные
технические меры по снижению шума на
производстве (установка звукоизолирующих
кожухов станков, звукопоглощение и др.),
на транспорте (глушители выбросов, замена
колодочных тормозов на дисковые, шу-мопоглощающий
асфальт и др.).
На градостроительном уровне защита от
шумового воздействия может быть достигнута
следующими мероприятиями (Швецов, 1994):
— зонированием с выносом источников
шумов за пределы застройки;
— организацией транспортной сети, исключающей
прохождение шумных магистралей через
районы жилой застройки;
— удалением источников шума и устройством
защитных зон вокруг и вдоль источников
шумового воздействия и организация зеленых
насаждений;
— прокладкой магистралей в туннелях,
устройством шумозащитных насыпей и других
поглощающих шум препятствий на путях
распространения шума (экраны, выемки,
ковальеры);
Архитектурно-планировочные меры предусматривают
создание шумозащитных зданий, т. е. таких
зданий, которые обеспечивают помещениям
нормальный акустический режим с помощью
конструктивных, инженерных и других мер
(герметизация окон, двойные двери с тамбуром,
облицовка стен звукопоглощающими материалами
и др.).
Определенный вклад в защиту среды от
шумового воздействия вносит запрещение
звуковых сигналов автотранспорта, авиа
полетов над городом, ограничение (или
запрещение) взлетов и посадок самолетов
в ночное время и другие организационные
меры.
Однако указанные меры вряд ли дадут должный
экологический эффект, если не будет понято
главное: защита от шумового воздействия
— проблема не только техническая, но
и Асоциальная. Необходимо воспитывать
звуковую культуру (Бондаренко 1985) и осознанно
не допускать действий, которые способствовали
бы возрастанию шумового загрязнения
среды.
. Закон лимитирующих факторов.
В совокупном давлении среды выделяются
факторы, которые сильнее всего ограничивают
успешность жизни организмов. Такие факторы
называют ограничивающими, или лимитирующими.
В простейшем виде основной закон минимума,
сформулированный Ю.Либихом в 1840 г., касается
успешности роста и урожайности сельскохозяйственных
культур, зависящих от вещества, находящегося
в минимуме по сравнению с другими необходимыми
агрохимическими веществами. Позднее
(в 1909г.) закон минимума был истолкован
Ф. Блекманом боле широко, как действие
любого экологического фактора, находящегося
в минимуме: факторы среды, имеющие в конкретных
условиях наихудшее значение, особенно
ограничивают возможность существования
вида в данных условиях вопреки и, не смотря
на оптимальное сочетание других отельных
условий.
Кроме минимума в законе В. Шелфорда учитывается
и максимум экологического фактора: лимитирующим
фактором может быть как минимум, так и
максимум экологического воздействия.
Ценность концепции лимитирующих факторов
заключается в том, что дается отправная
точка при исследовании сложных ситуации.
Возможно выделение вероятных слабых
звеньев среды, которые могут оказаться
критическими или лимитирующими. Выявление
ограничивающих факторов - ключ к управлению
жизнедеятельностью организмов. Например,
в агроэкосистемах на сильно кислых почвах
урожайность пшеницы можно увеличить,
применяя разные агрономические воздействия,
но наилучший эффект получен только в
результате известкования, которое снимет
ограничивающее влияние кислотности.
Для успешного применения закона лимитирующих
факторов на практике необходимо соблюдать
два принципа. Первый - ограничительный,
то есть закон строго применим лишь в условиях
стационарного состояния, когда приток
и отток энергии и веществ сбалансированы.
Второй - учитывает взаимодействие факторов
и приспособляемость организмов. Например,
некоторым растениям нужно меньше цинка,
если они растут не на ярком солнечном
свету, а в тени.
Экологическое значение отдельных факторов
для различных групп и видов организмов
крайне разнообразно и требует грамотного
учета.
2. Шумовое загрязнение. Основные параметры
Мир звуков - неотъемлемая составляющая
среда обитания человека, многих животным
и не безразличен для некоторых растений.
Шелест листвы, плеск волн, шум дождя, пение
птиц- все это привычно для человека. Между
тем разнообразные и многомасштабные
процессы техногенеза существенным образом
изменили и меняют естественное акустическое
поле биосферы, что проявляется в шумовом
загрязнении природной среды, ставшим
серьезным фактором негативного воздействия.
Согласно сложившимся представлениям
шумовое загрязнение - одна из форм физического
(волнового) загрязнения окружающей среды,
адаптация организмов к которому не возможна.
Обусловлено оно превышением естественного
уровня шума и не нормальным изменением
звуковых характеристик (периодичности,
силы звука). В зависимости от силы и длительности
действия шума способен причинить ощутимый
вред здоровью. Многолетнее воздействие
шума ведет к повреждению органов слуха.
Измеряют шум в белах (Б).
Шум как фактор загрязнения селитебной
зоны воспринимается людьми довольно-таки
индивидуально. Дифференциация восприятия
шумовых воздействий меняются по возрастам,
а также в зависимости от темперамента
и общего состояния здоровья. Орган слуха
человека может приспосабливаться к некоторым
постоянным или повторяющимся шумам, но
во всех случаях это не защищает от возникновения
и развития какой либо патологии. Шумовые
раздражения - одна из причин нарушения
сна. Последствия этого хроническая усталость,
нервное истощение, сокращение продолжительности
жизни, которое, по данным исследований
ученых может составлять 8-12 лет. Шкала
силы звука представлена на рисунке 2.1.
Шумовой стресс характерен для всех высших
организмов. Шум, превышающий 80-90дб, влияет
на выделение гормонов гипофиза, контролирующих
выработку других гормонов. Например,
может возрасти выделение кортизона из
коры надпочечников. Кортизон ослабляет
борьбу печени с вредными для организма
веществами. Под влиянием такого шума
происходит перестройка энергетического
обмена в мышечной ткани. Чрезмерный шум
может послужить причиной язвенной болезни.
По данным Всемирной организации здравоохранения,
реакция на шум со стороны нервной системы
начинается при 40дб, а при 70бд и более возможны
существенные ее нарушения. Отмечаются
также функциональные нарушения в организме,
проявляющееся в изменении активности
мозга и ЦНС, повышение давления. Доступным
считают такую силу шума, которая не нарушает
звуковой комфорт, не вызывает неприятных
ощущений и при длительном воздействии
не наблюдается изменений в комплексе
физиологических показателей. Нормирование
шумов приводят в соответствие с Санитарными
нормами допустимого шума.
В целом проблема уменьшения шумового
загрязнения является достаточно сложной,
и решение ее должно основываться на комплексном
подходе. Одно из целесообразных, экологически
обоснованных направлений борьбы с шумом
- максимальное озеленение территории.
Растения обладают исключительной способностью
задерживать и поглощать значительную
часть звуковой энергии. Густая живая
изгородь способна в 10 раз уменьшить шум,
производимый машинами. Доказано, что
наивысшей звукоизолирующей способностью
обладают зеленые перегородки из клена
(до 15,5 дБ), тополя (до 11дБ), липы (до 9дБ)
и ели (до 5дБ). При регламентации физических
воздействий существенное значение имеют
экологическая грамотность и культура
населения. Зачастую человек сам усугубляет
обстановку, направляя на себя или принимая
внешние воздействия, связанные с бытом
или развлекательными мероприятиями. |
2.Транспирация: физиологические
механизмы
В основе расходования воды растительным
организмом лежит физиологический
процесс испарения – переход
воды из жидкого в парообразное состояние,
происходящей при соприкосновении
органов растения с не насыщенной
водой атмосферой. Однако этот процесс
осложнен физиологическими и анатомическими
особенностями растения, и его
называют транспирацией
Назначение транспирации
В обычно протекающих процессах
транспирация не является необходимой.
Так если выращивать растения в условиях
высокой и низкой влажности воздуха,
то, естественно, в первом случае транспирация
будет идти сознательно меньшей
интенсивностью. Однако рост растений
будет одинаков или даже лучше
там, где влажность воздуха выше,
а транспирация меньше. Известно, что
большая часть всей поглощенной
энергии тратится на транспирацию,
которая в определенном объеме полезна
растительному организму.
1.Транспирация спасает растение
от перегрева, который ему грозит
на прямом солнечном свете.
Температура сильно транспирирующего
листа может быть примерно 7`C ниже
температуры листа завязающего,
не транспирирующего. Это особенно
важно в связи с тем, что
перегрев, разрушая хлоропласты,
резко снижает процесс фотосинтеза
(оптимальная температура для
процесса фотосинтеза около 30-33`C).
Именно благодаря высокой транспирирующей
способности многие растения
хорошо переносят повышенную
температуру.
Транспирация создает непрерывный
ток воды из корневой системы к
листьям, который связывает все
органы растения в единое целое.
С транспирационным током
передвигаются растворимые минеральные
и частично органические питательные
вещества, при этом, чем интенсивнее
транспирация, тем быстрее идет процесс
передвижения.
Лист как орган транспирации
Основным транспортирующим органом
является лист. Средняя толщина листа
составляет 100-200 мкм. Паренхимных клетки
листа расположены рыхло, между ними имеется
система межклетников, составляющая в
общей сложности от 15 до 25% объема листа.
Лист окружен покровной тканью- эпидермисом,
состоящим из компактно расположенных
клеток, наружные стенки которых утолщены.
Листья большинства растений покрыта
кутикулой, в состав которой входит оксимонокарбоновые
кислоты, содержащие по 16-18 атомов углерода
и по 2-3 гидроксильных группы. Эти кислоты
соединены друг с другом в цепочки с помощью
эфирных связей. Кутикула варьирует как
по составу, так и по толщине. Более развитой
кутикулой характеризуются листья светолюбивых
растений по сравнению с влаголюбивыми.
Кутикула вместе с клетками эпидермиса
образует как бы барьер на пути испарения
паров воды. При этом особенно значительную
преграду составляет кутикула. Удаление
кутикулы во много раз повышает интенсивность
испарения. Сопротивление выходу паров
оказывают в определенной мере и утолщенные
стенки клетки эпидермиса. Все эти особенности
выработались в процессе эволюции как
приспособление к сокращению испарения.
Для соприкосновения листа с атмосферой
имеются устьица. Устьица – одно из оригинальных
приспособлений листа, обладающее способностью
открываться и закрываться. Обычно устьичные
отверстия ограничены двумя замыкающими
клетками, стенки которых не равномерно
утолщены. У двудольных растений замыкающие
клетки бобовидной, или полулунной, формы,
при этом их внутренние прилегающие друг
к другу стенки долее толстые, а внешние
– более тонкие. Когда воды мало, замыкающие
клетки плотно прилегают друг к другу
и устьичная щель закрыта. Когда воды в
замыкающих клетках много, то она давит
на стенки и более тонкие стенки растягиваются
сильнее, а более толстые втягиваются
внутрь, между замыкающими клетками появляется
щель. У однодольных растений строение
замыкающих клеток несколько иное. Они
представлены двумя удлинёнными клетками,
на концах которых стенки более тонкие.
При насыщении водой более тонкие стенки
на концах растягиваются и раздвигают
замыкающие клетки, благодаря чему образуется
щель. Число устьичных отверстий колеблется
в зависимости от вида растения от 1 до
60 тыс. на 1 кв.см. листа. Большая часть устьиц
расположена на нижней стороне листа.
Диаметр устьичных щелей составляет всего
3-12 мкм.
Устьица соединяют внутренние пространство
листа с внешней средой. Вода проступает
в лист через сеть жилок, в которых
расположены сосудистые элементы. Возможны
два пути испарения: 1) через наружные
стенки клеток эпидермиса в атмосферу;
2) через стенки клеток мезофилла
в межклеточное пространство листа
и далее в парообразном состоянии
через устьица. В связи с этим
различают устьичную и кутикулярную
транспирацию. В том, что действительно
испарение идет не только через устьица,
но и через кутикулу, легко убедиться.
Так, если взять листья, у которых
устьица расположены только с
нижней стороны ( например, листья яблони),
и замазать эту сторону вазелином,
то испарение воды будет продолжаться,
хотя и в значительно уменьшенном
размере. Следовательно, определенное
количество воды испаряется через кутикулу.
Кутикулярная транспирация обычно
составляет около 10% от общей потери
воды листом. Однако в некоторых
случаях у растений, листья которых
характеризуются слабым развитием
кутикулы, доля этого вида транспирации
может повышаться до 30%. Имеет значение
также возраст листа. Молодые
листья, как правило, имеют слабо
развитую кутикулу и, следовательно, более
интенсивную кутикулярную транспирацию.
Наименьшая Кутикулярная транспирация
наблюдается у листьев, Закончивших
свой рост. У старых листьев доля
кутикулярной транспирации снова возрастает,
так как, хотя кутикула и сохраняет
достаточную толщину, в ней появляются
трещины, через которые легко
проходят пары воды.
Все же основная часть воды испаряется
через устьица. Процесс устьичной
транспирации можно подразделить на
ряд этапов.
Первый этап – это переход воды из клеточных
оболочек, где она находится в капельно-жидком
состоянии, в межклетники (парообразное
состояние). Это собственно процесс испарения.
Важно подчеркнуть, что уже на этом этапе
растение обладает способностью регулировать
процесс транспирации (внеустьичная регулировка).
Это связано с несколькими причинами:
1. Между всеми частями клетки существует
водное равновесие. Чем меньше воды в клетке,
тем выше становится концентрация клеточного
сока. А это, в свою очередь, будет уменьшать
интенсивность испарения. 2. Между микро-
и макро- фибриллами целлюлозы, составляющими
клеточные оболочки, имеются капиллярные
промежутки. Вода испаряется именно из
капилляров. Когда воды в клетках достаточно,
клеточные оболочки насыщенны водой, мениски
в капиллярах имеют выпуклую форму, силы
поверхностного натяжения ослаблены.
В этом случае молекулы воды легко отрываются
и переходят в парообразное состояние,
заполняя межклетники. При уменьшении
содержания воды мениски в капиллярах
становятся более вогнутыми, это увеличивает
силы поверхностного натяжения, и вода
с большей силой удерживается в клеточных
оболочках. Чем более вогнут мениск, тем
путь молекул воды до межклеточных пространств
более длинен и извилист. В результате
интенсивность испарения сокращается.
Таким образом, уже на этом первом этапе
растение испаряет тем меньше воды, чем
меньше её содержит.
Второй этап – это выход паров воды из межклетников
через устьичные щели. Поверхность всех
клеточных стенок, соприкасающихся с межклетными
пространствами, повышает поверхность
листа примерно в 10-30 раз. Все же если устьица
закрыты, то все это пространство быстро
насыщается парами воды и переход воды
из жидкого в парообразное состояние прекращается.
Иная картина наблюдается при открытых
устьицах. Как только часть паров воды
выедет из межклетников через устьичные
щели, так сейчас же этот недостаток восполняется
за счет испарения воды с поверхности
клеток. Поэтому степень открытости устьиц
является основным механизмом, регулирующим
интенсивность транспирации. При открытых
устьицах общая поверхность устьичных
щелей составляет всего 1-2% от площади
листа. Казалось бы, это должно очень сильно
уменьшать испарение по сравнению с испарением
свободной водной поверхности той же площади,
что и лист. Однако это не так. Сравнение
испарения листа с испарением со свободной
водной поверхности той же площади показало,
что оно идет не в 100 раз, как это следовало
бы, исходя из размеров открытой площади
(1%), а всего в два раза медленнее. Объяснение
этому явлению было дано в исследованиях
английских физиологов Брауна и Эскомба,
которые установили, что испарение из
ряда мелких отверстий идет быстрее, чем
из одного крупного той же площади. Это
связано с так называемым явлением краевой
диффузии. При диффузии из отверстий, отстоящих
друг от друга на некотором расстоянии,
молекулы воды, расположенные по краям,
рассеиваются быстрее. Естественно, что
таких краевых молекул значительно больше
в ряде мелких отверстий по сравнению
с одним крупным. В связи с этим для малых
отверстий интенсивность испарения пропорциональна
их диаметру, а не площади.
Указанная закономерность проявляется
в том случае, если мелкие поры расположены
достаточно далеко друг от друга. Структура
листа удовлетворяет указанным
требованиям. Поры (устьица) имеют малый
диаметр и достаточно удалены
друг от друга. При открытых устьицах
выход паров воды идет достаточно
интенсивно, закрытие устьиц резко
тормозит испарение. Именно на этом этапе
вступает в действие устьичная регулировка
транспирации. При недостатке воды
в листе устьица автоматически закрываются.
Полное закрытие устьиц сокращает
транспирацию примерно на 90%. Вместе с
тем уменьшение диаметра устьичных
щелей не всегда приводит к соответственному
сокращению транспирационного процесса.
Определения показали, что устьица
должны закрываться больше чем на
Ѕ, для того чтобы это сказалось
на уменьшении интенсивности транспирации.
Третий этап транспирации – это диффузия
паров воды от поверхности листа в более
далекие слои атмосферы. Этот этап регулируется
лишь условиями внешней среды.
3) Классификация
болезней
Современная классификация
болезней основана на нескольких принципах.
Основной является этиологическая классификация,
подразделяющая болезни в зависимости
от причин, их вызывающих, на две группы
- инфекционные и неинфекционные.
Инфекционные болезни
вызывают различные возбудители - патогены.
Общий признак инфекционных болезней
- их способность передаваться от одного
растения к другому. Инфекционные болезни
подразделяют на следующие группы:
1 микозы - болезни, вызываемые грибами.
Многочисленная группа заболеваний с
разнообразной симптоматикой и динамикой
развития;
2 бактериозы - болезни, вызываемые
бактериями. Бактериозы, как правило, связаны
с поражением сосудистой системы, развиваются
чаще всего по типу увядания, гнилей;
3 актиномикозы - заболевания, связанные
с поражением растений актиномицетами
- микроорганизмами, родственными бактериям.
Характерный пример - обыкновенная парша
картофеля. Распространены значительно
реже, чем микозы и бактериозы;
4 вирозы - многочисленная группа
болезней, вызываемых вирусами. Развиваются
по типу карликовости, деформации, мозаик,
желтух. У многолетних растений носят
хронический характер;
5 вироидозы - болезни, вызываемые
вироидами. Эта группа возбудителей, обнаруженная
сравнительно недавно, отличается от вирусов
отсутствием белкового компонента, повышенной
агрессивностью и вирулентностью. Диагностика
часто затруднена. Дают близкую к вирозам
симптоматику. Пример вироидоза - готика
картофеля;
5 микоплазмозы - возбудителями
этой группы болезней являются микоплазмы
- прокариоты, не имеющие, в отличие от
бактерий, клеточной стенки и способные
произвольно изменять форму и толщину,
вытягиваясь в достаточно тонкие нити.
Благодаря такой способности микоплазмы
проходят через бактериальные фильтры
и до сравнительно недавнего времени отождествлялись
с вирусами;
6 болезни, вызываемые цветковыми паразитами.
Неинфекционные болезни
возникают в результате неблагоприятных
для растений условий вегетации
и не способны передаваться от растения
к растению. Классификация различает
болезни, вызванные:
7 неблагоприятными метеорологическими
условиями - пониженными и повышенными
температурами, засухой, переувлажнением,
градобитием и т.д.;
8 неблагоприятными почвенными
условиями - реакцией среды, наличием токсичных
для растений веществ, неоптимальным механическим
составом, бесструктурностью и другими
отклонениями от оптимума;
9 неблагоприятными условиями минерального
питания - заболевания, тесно связанные
с почвенными условиями, но выделяемые
в отдельную группу в связи со спецификой
этиологии и симптоматики. Связаны с голоданием
растений в отношении различных элементов
и входят в предмет изучения агрохимии;
10 применением пестицидов (ятрогенные).
По существу, это инфекционные заболевания,
но возникновение их всегда связано с
применением пестицидов, причем применением
вполне регламентированным, обоснованным
и своевременным. Таким образом, инфекция
при ятрогенных болезнях является побочным
следствием применения пестицидов, косвенно
изменяющих условия взаимоотношений растения
и патогена;
11 лучевые - вызваны воздействием
на растения проникающей радиации;
12 антропогенные - связаны с
производственной деятельностью человека
(промышленной и сельскохозяйственной),
могут иметь химическую (отравления) и
механическую (повреждения или раны) природу.
Существует и ряд вспомогательных
классификаций, основанных на следующих
параметрах:
По степени локализации
болезни - местные (локальные) и общие
(диффузные). Неинфекционные болезни -
как правило, общие; инфекционные - как
местные (ржавчины, мучнистые росы),
так и общие (головневые, фитофтороз).
По продолжительности
развития - острые (протекают в течение
одного периода вегетации) и хронические
(развиваются в течение нескольких
лет, как правило, на многолетних
растениях).
По способности поражать
растения в определенной фазе развития
- болезни всходов, болезни питомников
(в садоводстве), болезни взрослых
растений.
По поражаемым органам - болезни
корней, болезни стеблей, болезни
листьев и т.д.
По поражаемым группам
культур - болезни хлебных злаков,
болезни картофеля, болезни овощных
культур, болезни плодовых и т.д.
Если для общей фитопатологии
основной является первая (этиологическая)
классификация, то для сельскохозяйственной
- последняя.
В.А. Чулкиной и др. (1987) предложен
принципиально новый подход к
классификации болезней по способу
передачи и распространения инфекции
- эпифитотиологическая классификация.
Согласно этой классификации все
болезни объединены в четыре группы,
каждая из которых включает несколько
подгрупп.
Почвенные (корневые) инфекции.
Ведущее значение в цикле развития
возбудителя и заражении растений
имеют почва и растительные остатки,
где возбудители сохраняются
в виде покоящихся структур. Выделяются
почвенно-семенные инфекции (кила и
черная ножка капусты, рак, порошистая
и обыкновенная парша картофеля,
корнеед свеклы, белая гниль донца
лука и чеснока и др.); почвенно-воздушные
(офиоболезная корневая гниль злаков);
почвенно-воздушно-семенные (фузариозная
и гельминтоспориозная корневая
гниль злаков, белая гниль сельскохозяйственных
культур, ризоктониоз и фомоз
картофеля).
Воздушно-капельные (листостебельные)
инфекции. Особенность заболеваний
- сезонная передача возбудителей воздушными
течениями и каплями дождя: воздушные
(аэрогенно-пылевые) инфекции (ржавчины,
мучнистые росы); капельно-воздушные
(септориозы томатов, смородины, груши,
антракнозы смородины, малины, винограда
и др.); воздушно-семенные (сетчатая
пятнистость ячменя, церкоспороз
свеклы, угловатая пятнистость огурца
и др.); капельно-семенные (аскохитоз
гороха, септориоз злаков, пероноспорозы,
бактериальный рак томатов и
др.).
Семенные (матрикально-дочерние)
инфекции. Особенность возбудителей
- прямая их передача от маточных растений
к дочерним через посевной и посадочный
материал: типичные семенные инфекции
(пыльная головня пшеницы, ячменя, овса,
кукурузы и сорго, головня проса); контактно-семенные
(твердая головня пшеницы, ячменя, ржи,
овса).
Трансмиссивные инфекции.
Особенность - сезонный характер передачи
переносчиками, в основном вирусные
инфекции: типичные трансмиссивные инфекции
(русская мозаика, закукливание злаков,
столбур томатов и картофеля,
обыкновенная мозаика гороха, филлодия
клевера, махровость смородины и
др.); трансмиссивно-семенные (мозаика
лука, капусты, полосчатая мозаика картофеля,
желтуха свеклы и др.); трансмиссивно-контактные
(бронзовость томатов, полосатая
мозаика злаков, шарка, или оспа,
слив); трансмиссивно-контактно-семенные
(карликовая мозаика кукурузы, мозаика
свеклы, мозаичное закручивание листьев
картофеля).
4) Способы борьбы с вредителями и болезнями растений
В числе мероприятий, обеспечивающих
сохранение и повышение урожая сельскохозяйственных
культур, важное место занимает борьба
с вредителями и болезнями.
Успех этой работы зависит от своевременного
проведения защитных мероприятий в
сочетании с профилактическими
и агротехническими приемами ухода
за растениями.
Рекомендации по защите сельскохозяйственных
культур от вредителей и болезней
объединяются под общим названием
системы мероприятий, включающих различные
методы борьбы - агротехнические, механические,
биофизические, химические и биологические.
Эффективность этих мероприятий, в
свою очередь, зависит от своевременного
выявления болезней растений и очагов
распространения наиболее опасных
вредителей.
Большую помощь колхозам и совхозам
в проведении работ по борьбе с
вредителями и болезнями оказывает
служба защиты растений. Станции защиты
растений находятся во всех сельскохозяйственных
районах нашей страны.
При планировании и проведении мероприятий
по борьбе с вредителями и болезнями
необходимо учитывать особенности
биологии вредителей и возбудителей
болезней, а также климатические
и погодные условия, от которых в
значительной степени зависит успех
мероприятий по защите растений.
1. Агротехнический метод
Развитие вредителей и микроорганизмов,
вызывающих болезни растений, так
же как и развитие самих растений,
зависит от условий окружающей среды.
Агротехнические мероприятия проводят,
чтобы создать условия, благоприятные
для развития и роста растений
и одновременно препятствующих распространению
вредителей и паразитных микроорганизмов,
вызывающих болезни растений.
При тщательной обработке почвы
разрушаются местообитания многих
вредных насекомых, уничтожаются растительные
остатки, на которых сохраняются
паразитные микроорганизмы. Плохая обработка
затрудняет доступ кислорода в почву.
Это ослабляет развитие растений,
сокращает размножение полезных
микроорганизмов в почве, уничтожающих
возбудителей болезней, и способствует
массовому распространению черной
ножки, корнееда и др.
Своевременный посев обеспечивает
наиболее благоприятные условия
для прорастания семян и развития
растений, что делает их более устойчивыми
к повреждениям.
Применение севооборота с необходимой
пространственной изоляцией для
культур в ряде случаев исключает
возможность их повреждения, так
как насекомые и многие возбудители
болезней, приспособленные к питанию
на определенных растениях, при смене
культур погибают от недостатка пищи.
Удобрения и подкормки улучшают
условия питания растений, что
повышает их устойчивость к повреждениям.
Правильный выбор участка, особенно
при закладке многолетних плодовых
и ягодных насаждений, способствует
лучшему развитию растений, повышает
устойчивость их к вредителям и болезням.
Известно, что, высаженные рядом крыжовник
и смородина сильнее повреждаются
крыжовниковой огневкой; при соседстве
картофеля и томатов последние
поражаются фитофторой (картофельная
гниль).
Правильная посадка культур (соблюдение
оптимальных расстояний между растениями)
способствует лучшему проветриванию
участка и предупреждает распространение
таких заболеваний, как парша
яблони и груши, антракноз смородины
и многих других.
Уничтожение сорняков, являющихся кормовой
базой для многих вредителей, и
опавших листьев, на которых перезимовывают
микроорганизмы - возбудители болезней
растений, удаление засохших ветвей, очистка
отмершей коры на плодовых деревьях, своевременные
поливы в значительной мере предупреждают
массовое накопление вредителей и вредных
микроорганизмов.
Однако не следует забывать, что
эффективность перечисленных агроприемов
в сильной степени зависит
от сроков их проведения и особенностей
развития каждого вредителя или
болезни растений.
Например, применение калийных или
фосфорно-калийных удобрений повышает
устойчивость многих культур к повреждению
болезнями и вредителями. Подкормка,
проведенная до расселения вредителей
(тля, капустная белянка на капусте),
снижает количество заселенных ими
растений.
Сильная обрезка крыжовника, пораженного
мучнистой росой, способствует развитию
этого заболевания, так как образуется
много молодых побегов и создаются
благоприятные условия для развития
паразита (возбудитель мучнистой
росы поражает в первую очередь молодые
растущие ткани).
Большое значение имеет качество посевного
и посадочного материала и
подбор сортов, устойчивых к болезням
и вредителям.
Таким образом, изменяя условия
среды различными агротехническими
приемами, можно повысить урожайность
растений, их устойчивость к повреждениям,
а также способствовать уничтожению
зимующего запаса вредителей и возбудителей
болезней.
2. Физико-механический метод
Физико-механический метод борьбы
заключается в непосредственном
уничтожении вредителей и возбудителей
болезней путем сбора вручную
и вылавливания их различными ловушками
и другими приспособлениями.
5) Механизм и причины
действия гирбицидов на растения.
Различают. избирательного и сплошного
действия; первые уничтожают лишь некоторые
растения, вторые-всякую растительность.
Это деление в известной мере условно,
т. к. многие Г. с повышением их дозы (или концентрации в препарате) свою избирательность утрачивают.
Различают также Г. контактного действия,
поражающие растение в местах контакта
с ним, и системные, способные передвигаться
по сосудистой системе растения от места
поглощения к месту действия. По условиям
применения Г. делят на почвенные, или
довсходовые (их вносят в почву или наносят
на нее до посева Либо до появления всходов),
и листовые, или послевсходовые. Почвенные
Г. поглощаются семенами, корнями, проростками,
листовые - надземными частями растений
в разлагается периоды вегетации.
Гербицидная активность веществ обусловлена их способностью
проникать в те или иные части растения,
перемещаться в нем, влиять на процессы
жизнедеятельности растения, а также подвергаться метаболизму под действием ферментов или других веществ, содержащихся в растении
и почве, с образованием менее (или более)
токсичных продуктов. Для почвенных Г.
важны их адсорбция и десорбция, перемещение в почве и вымывание
из нее, разложение под действием влаги,
света и почвенной микрофлоры, способность
длительно сохраняться в почве (т. наз.
персистентность).
Избирательность Г. в наиб. мере обусловлена
биохимические факторами, в частности
неодинаковой способностью разлагаться
растений разлагать Г. или связывать его
с образованием нетоксичных веществ. Однако
иногда она м. б. обусловлена физ. или морфологические
причинами, например тем, что на листья
злаков, которые имеют меньшую поверхностьсть
и хуже смачиваются, чем листья двудольных
растений, попадает при обработке (напр.,
опрыскивании) меньше Г. Эффект, который
достигается в результате применения
Г., зависит также от видового состава
обрабатываемых растений и условий окружающей
среды ( влажность, состав почвы и др.).
В соответствии с природой и механизмом
действия выделяют след. основные группы
Г.
1. Ингибиторы фотосинтеза. Эти Г. проникают в хлоропласты растений;
некоторые из них (напр., соли дипиридилия) препятствуют захвату электронов ферредоксином и нарушают процесс восстановления коферментаникотинамидадениндинуклеотидфосфата
(НАДФ) в т. наз. фотосистеме I, другие (из
групп арилмочевин, сим-триазинов, 1,2,4-триазинонов,
урацилов, гидроксибензонитрилов, пиридазинонов)
препятствуют переносу электронов к пластохинону в т. наз. фотосистеме
II.
2. Г., влияющие на дыхание растений, в частности разобщающие цепь
окислит. фосфорилирования и подавляющие образование АТФ (напр.,
соединения из групп динитрофенолов и
галогенфенолов).
3. Ингибиторы клеточного деления (митоза), например
N-арилкарбаматы и динитроанилины; вносят
их, как правило, в почву, где Г. подавляют
прорастание семян и рост корней.
4. Г., регулирующие рост растений, или
"синтетические ауксины", аналогичные
по свойствам 3-индолилуксусной кислоте
(ге-тероауксину) природе гормону роста
(при его избытке непомерно ускоряется
рост растения, что приводит к истощению
и гибели); ауксиноподобными свойствами
обладают соединения из групп арилоксиалканкарбоновых
и арилкарбоновых кислот, производные
пиколиновой кислоты.
Активность Г. может быть связана также с подавлением
таких процессов, как синтез нуклеиновых
кислот,каротиноидов, белков, липидов, или с блокированием биосинтеза и транспорта природных регуляторов,
катализирующих эти процессы. Механизм
действия многих Г. пока не выяснен.
Наиболее важные гербициды. Рассматриваемые ниже Г. относятся к
разным классам органических соединений
(при описании Г., кроме условного международного
названия, присваиваемого обычно пестицидным
веществам, в скобках указаны фирменные
названия торговых препаратов на их основе;
показатели ЛД50 приведены для крыс при введении перорально).
6) Весенняя обработка
почвы
Почву на полях, вышедших из-под
зернобобовых, картофеля, сахарной и
кормовой свеклы, достаточно обработать
дисковыми боронами или дизельными культиваторами
в два следа на глубину 12-16 см. Вспашка
на таких полях приводит к дополнительным
затратам и затягиванию сева ранних яровых
культур. Поля, необработанные с осени
после кукурузы, весной обрабатывают дизельными
культиваторами и запахивают плугами
с предплужниками.
После весенней вспашки поля, предназначенные
для посева ранних зерновых культур, сахарной
и кормовой свеклы, в обязательном порядке
выравнивают и уплотняют.
Весенняя основная обработка практически
совпадает с предпосевной, чтобы дать
возможность уплотниться взрыхленному
слою почвы после основной обработки,
ее надо проводить как можно раньше весной
сразу после наступления физической спелости
почвы.
Предпосевная обработка почвы — совокупность
взаимосвязанных приемов обработки, применяемой
с ранней весны до посева. Под яровые культуры
она является основной и неразрывной частью
правильной системы обработки почвы. Ее
цель — создание благоприятных почвенных
условий для прорастания семян, дальнейшего
роста и развития культурных растений,
качественной уборки урожая .Главная задача
предпосевной обработки почвы — разрыхлить
верхний слой на глубину посева семян,
выровнять поверхность поля, обеспечить
мелкокомковатое состояние посевного
слоя, создать уплотненное ложе на глубине
заделки семян, уничтожить всходы сорняков,
заделать внесенные удобрения, сохранить
влагу в посевном и пахотном слоях, улучшить
микробиологическую активность и пищевой
режим почвы, создать условия для производительной
работы сельскохозяйственных машин на
посеве, уходе за посевом и уборке урожая.
К весне почвы, качественно обработанные
на зябь, под действием дождей и талых
вод сильно уплотняются и заплывают. Поле
покрывается всходами озимых, зимующих
и других сорняков. Наиболее заплывшими
и уплотненными становятся почвы более
тяжелого гранулометрического состава.
Весенней обработкой почва рыхлится, сохраняется
влага, создаются условия для прорастания
семян сорняков с последующим их уничтожением,
почва выравнивается, создаются условия
для равномерного и дружного появления
всходов культурных растений, получения
высоких урожаев сельскохозяйственных
культур. К параметрам высокого качества
проведенной предпосевной обработки почвы
относится рыхлый, медленно оседаемый
мелкокомковатый посевной слой, сохраняющий
влагу, обеспечивающий высокую полевую
всхожесть высеянных семян, создающий
благоприятное фитосанитарное состояние
почвы. Он должен быть чистым от сорняков,
иметь оптимальное соотношение воды, воздуха,
температуры, обеспечивая активную микробиологическую
деятельность и необходимый питательный
режим для растений в соответствии с их
биологическими требованиями. Лучшие
условия для прорастания семян культурных
растений складываются при помещении
их па несколько уплотненный слой с заделыванием
сверху хорошо разрыхленной мелкокомковатой
почвой. В отдельных случаях весенней
обработкой приходится создавать благоприятные
условия для прорастания сорняков с тем,
чтобы перед посевом культурных растений
их уничтожить приемами обработки почвы
и гербицидами, тем самым предохранить
культурные растения от засорения. В засушливых
условиях весенняя обработка должна быть
направлена на сбережение влаги, а на переувлажнеппых
почвах — ускорение их подсыхапия.
Система предпосевной обработки почвы,
глубина ее проведения зависит от гранулометрического
состава почвы, засоренности полей, вида
сельскохозяйственных культур, срока
их посева. Ее начинают выборочно при наступлении
физической спелости. Опоздание с первой
весенней обработкой зяби, особенно на
почвах легкого гранулометрического состава,
приводит к большой потере влаги, быстрому
иссушению почвы и резкому снижению урожайности.
Особенности предпосевной обработки почвы
под яровые культуры ранних сроков сева
(зерновые, зернобобовые, лен). Эти культуры
в условиях республики высеваются в первую
очередь в ранние сроки. Поэтому предпосевная
обработка под эти культуры должна проводиться
высококачественно и быстро. Затяжка с
обработкой почвы приводит к посеву культур
в поздние сроки, что может снизить урожайность
[26].ервым приемом предпосевной обработки
почвы является раннее весеннее боронование,
или культивация с боронованием на почвах
легкого гранулометрического состава
и культивация или дизельная обработка
на почвах тяжелого гранулометрического
состава. Эти приемы сохраняют влагу и
создают благоприятные условия для прорастания
семян сорняков.
Академик В.Р. Вильяме указывал, что пока
длится неизбежный период набухания семян
культурных растений, семена сорняков,
пролежавшие в почве всю зиму, находятся
в состоянии набухшем. Они яровизированы
и начинают прорастать тотчас после волочения,
когда к ним будет обеспечен доступ воздуха
[26].
К первым приемам предпосевной обработки
приступают при наступлении физической
спелости почвы. Тяжелые суглинистые почвы
по сравнению с песчаными и супесчаными
имеют узкий интервал пригодности для
качественного выполнения весенней обработки.
Обработка до физической спелости приводит
к излишнему переувлажнению, а затягивание
с обработкой — к иссушению и большому
удельному сопротивлению почвы, вызывающему
перерасход горючего и повышенный износ
рабочих органов почвообрабатывающей
техники, увеличению глыбистости. Выбор
орудий для первого рыхления зависит от
гранулометрического состава почвы, состояния
ее поверхности, плотности, влажности,
засоренности. На песчаных, супесчаных
и легкосуглинистых почвах первое весеннее
рыхление проводят сцепкой (в два ряда)
тяжелых зубовых борон.
На всех почвах первую весеннюю обработку
следует проводить неглубоко (5-7 см). Это
подтверждается данными исследований
Увеличение глубины при весенней обработке
почвы ведет к большей засоренности посевов
за счет извлечения семян сорных растений
из более глубоких слоев почвы.
Для получения выровненной поверхности
поля все приемы предпосевной обработки
почвы необходимо проводить поперек или
по диагонали к направлению вспашки.
Влияние способов ранней весенней обработки
почвы на урожайность ячменя и засоренность
посевов. Недопустимо весной проводить
перепашку зяби под ранние зерновые культуры,
а на запыреснных полях — дисковаиие.
При перепашке зяби значительная часть
жизнеспособных семян сорных растений
возвращается в верхний слой почвы и, прорастая,
засоряет посевы. Кроме того, по перепаханной
зяби по сравнению с культивацией урожайность
ранних яровых культур па различных почвах
по гранулометрическому составу на 2-3
ц/га ниже. Дискования запырсенных полей
в весенний период приводит к увеличению
засоренности почвы этим сорняком. Накануне
сева или в тот же день проводится боронование
тяжелыми боронами БЗТС-1, или культивация
культиваторами КШП-8, КПЗ-9,7 или КПС-4 с
боронами. Лучший прием предпосевной обработки
— применение комбинированных агрегатов,
позволяющих совместить рыхление, выравнивание
и уплотнение почвы. Это эффективно как
в агротехническом, так и в экономическом
плане. Агротехническое значение совмещения
заключается в ускорении производства
полевых работ, улучшении их качества,
благодаря чему возможно повышение урожайности
сельскохозяйственных культур, а экономическое
значение — в экономии трудовых, энергетических
и материально-технических ресурсов. Широко
применялись на предпосевной обработке
почвы комбинированные агрегаты РВК-3,6
и типа АКШ. Не следует использовать агрегаты
типа РВК на влажных связных по гранулометрическому
составу и засоренных пыреем ползучим
и осотами почвах, так как они излишне
переуплотняют почву, способствуют дальнейшему
размножению многолетних сорняков и в
этих условиях не обеспечивают необходимой
глубины обработки, забиваются почвой.
Эти недостатки устраняются обработкой
с помощью агрегатов АКШ-3,6 и АКШ-7,2. Они
пригодны для финишной обработки всех
типов минеральных почв. Качественно выполняют
за один проход рыхление, выравнивание
и прикатывание почвы, создание уплотненного
ложа на глубине высева семян. По данным
БелНИИЗК, агрегат АКШ-7,2 по сравнению
с агрегатом РВК-3,6 повысил урожайность
ячменя на 2,7-4,2 ц/га. Высокую эффективность
от применения комбинированных агрегатов
можно получить при проведении весенней
обработки на глубину 8-10 см.
Сев по невыровненной и суплотпенной поверхности
ведет к неравномерной заделке семян на
глубине, что вызывает снижение их полевой
всхожести, не обеспечивает дружных всходов,
увеличивает засоренность посевов и в
конечном итоге снижает урожайность.
Все приемы предпосевной (последней) обработки
почвы нужно проводить по диагонали или
поперек направления зяблевой вспашки
с использованием гусеничных тракторов,
или колесных со сдвоенными колесами,
меньше уплотняющих почву Особенности
предпосевной обработки почвы под культуры
поздних сроков сева (гречиха , просо).
Гречиху и просо высевают обычно через
месяц после начала весенних полевых работ,
поэтому предпосевная обработка почвы
должна быть направлена на создание оптимальных
условий для посева, прорастания семян,
роста и развития растений. В период от
начала полевых работ до сева этих культур
следует выполнять операции, направленные
на сохранение в почве влаги, уничтожение
сорняков, добиться хорошей выровненности
и рыхлости почвы.
Первая обработка проводится одновременно
и так же, как и под ранние зерновые культуры
при наступлении физической спелости
почвы. На легких почвах это может быть
боронование или культивация с боронованием,
на связных — культивация или дизелевание.
По мере появления всходов сорняков до
посева гречихи и проса рекомендуется
провести не менее трех культивации с
боронованием: первую — на глубину 10-12
см, вторую — через 8-10 дней после первой
на глубину 8-10 см, третью — через 6-8 дней
после второй на глубину 6-8 см. Необходимость
различной глубины культивации вызвана
тем, что только так можно полнее очистить
верхний слой почвы от прорастаюших сорняков,
выровнять поле, создать лучшие условия
для жизнедеятельности микроорганизмов.
Накануне сева на глубину заделки семян
проводят культивацию с боронованием
или обработку комбинированными агрегатами
АКШ-3,6; АКШ-7,2. Количество предпосевных
обработок может быть сокращено в зависимости
от степени засоренности полей и увлажнения
почвы. Особенности предпосевной обработки
почвы под сахарную и кормовую свеклу.
Она зависит от времени внесения органических
удобрений и их заделки. Как правило, органические
удобрения под эти культуры должны быть
внесены под зяблевую вспашку. При внесении
органических удобрений под сахарную
свеклу под зябь весеннюю обработку следует
начинать, как только верхний трехсантиметровый
слой почвы в зоне гребней достаточно
подсох и крошится. На легких и средних
по гранулометрическому составу почвах
ранневесеннюю обработку проводят широкозахватными
агрегатами, состоящими из борон (в переднем
ряду тяжелые зубовые бороны БЗСТ-1,0 или
средние БЗСС-1,0, в заднем — ЗБП-0,6 или расборонки
ЗОР-0,7), а на связных почвах культиваторами
с пружинными лапами КШП-8,0, КПЗ-9,7 на глубину
5-7 см. Оптимальная плотность для сахарной
свеклы — 1,2-1,3 г/см3. На почвах тяжелого
гранулометрического состава к весне
почва пахотного слоя может быть переуплотнена.
Поэтому для разуплотнения пахотного
слоя на таких почвах вместо весенней
культивации применяют чизельную обработку
на глубину 16-18 см. Такая обработка позволяет
разуплотпить не только верхний, но и нижний
пахотный горизонт. При этом следует иметь
в виду, что такой метод разуплотнения
почвы может быть применен с помощью торфонавозного
компоста или перепревшего навоза, соломистый
навоз будет вынесен на поверхность почвы.
После ранневесенней обработки почву
обрабатывают в диагонально-перекрестном
направлении 13-секционным культиватором
УСМК-5,4Б, оснащенным трехъярусными шарнирными
шлейфами, 2-барабанными спиральными роторами
и 1-брусными шлейфами.
Предпосевная обработка почвы проводится
культиватором УСМК-5,4Б, оборудованным
плоскорежущими лапами с захватом 270 мм,
двухследпыми прутковыми спиральными
роторами и шлейфами. Это позволяет хорошо
разрыхлить посевной слой без его оборачивания,
создать ровное твердое посевное ложе
для семян, подрезать всходы и молодые
побеги сорняков. На почвах, засоренных
камнями, и при отсутствии культиватора
УСМК-5,4Б предпосевную обработку почвы
проводят комбинированным агрегатом АКШ-7,2
или культиваторами КШП-8,0, КПЗ-9,7, глубина
обработки — не более 3-3,5 см.При качественной
осенней обработке почвы (хорошая заделка
удобрений и растительных остатков, выровненность
поверхности) весной можно ограничиться
двумя обработками: раннсвесенним рыхлением
и предпосевной подготовкой почвы. При
весеннем внесении органических удобрений
под сахарную и кормовую свеклу предпосевная
обработка имеет некоторое отличие. Поля,
вспаханные или взлущенные на зябь весной,
культивируют или боронуют при наступлении
физической спелости почвы, вносят органические
удобрения и заделывают в почву. В сухую
погоду во избежание потерь питательных
веществ перед запашкой органические
удобрения заделывают дисковыми боронами
БДТ-3, БДТ-7. Запашка органических удобрений
производится на глубину 16-18 см.
При размещении сахарной и кормовой свеклы
после пожнивных культур, после уборки
которых осенью не проводилась обработка
почвы, весной вносятся органические удобрения
без предварительной обработки почвы,
запахиваются на глубину пахотного слоя.
При весеннем внесении органических удобрений
обязательным приемом обработки почвы
является ее уплотнение. После вспашки
с этой целью к плугам цепляют коленчато
- шпоровые катки или приспособления типа
ПВР. Затем почву выравнивают культиваторами
КШП-8 или КПЗ-9,7. Перед посевом свеклы достаточно
провести обработку почвы комбинированным
агрегатом АКШ-7,2 по диагонали или поперек
направления культивации. Такая обработка
придаст верхней части пахотного слоя
оптимальную плотность, хорошо выровненную
поверхность поля для качественного проведения
сева Предпосевная обработка почвы под
картофель и кукурузу зависит от времени
внесения органических удобрений, гранулометрического
состава почвы и способа посева. При осеннем
сроке внесения органических удобрений
весной при наступлении физической спелости
почвы проводится культивация на глубину
10-12 см, на легких почвах — боронование.
Затем перед посадкой картофеля и посевом
кукурузы для заделки минеральных удобрений
проводится культивация с боронованием
на 6-8 см. При гребневой посадке картофеля
и посеве кукурузы предварительно нарезаются
гребни. Для выравнивания почвы боронование
и культивации следует проводить в диагонально-поперечном
направлении к вспашке.
При весеннем внесении органических удобрений
их вносят без предварительной обработки
почвы на полях осенью или занятых пожнивными
культурами. Перед запашкой органические
удобрения предварительно заделывают
дисковой бороной на глубину 10-12 см. Под
кукурузу запашку проводят с одновременным
уплотнением почвы кольчато-шпоровыми
катками или с приспособлением типа ПВР.
Дальнейшая предпосевная обработка ничем
не отличается от обработки при осеннем
сроке внесения органических удобрений. |
