Что такое микроклимат, факторы, формирующие микроклимат

Слово «климат» греческого происхождения, и означает наклон. Древние греки не без основания связывали различия в климате с наклоном солнечных лучей к земной поверхности, т. е. – с географической широтой, что в основе своей верно даже с точки зрения современной науки.

Видео: Влияние микроклимата в помещении на человека

Сейчас под этим термином понимают многолетний режим погоды, характерный для данной, достаточно обширной местности, в силу её географического положения, который определяется поступлением солнечной радиации, состоянием и перемещением воздушных масс (ветрами), и характером земной поверхности. Наиболее существенно на климат влияют: географическая широта, высота местности над уровнем океана и удалённость от морских побережий. Его основными составляющими являются: свет, тепло, осадки (прямые и конденсационные), влажность воздуха, ветер, испарение- состав воздуха, атмосферное электрическое поле. Свою роль играют и режимы данных факторов, т. е. смена времён года и погоды, определяющих прохождение стадий роста и развития растений. Климат оказывает решающее влияние на ведение всего сельского хозяйства, в первую очередь - земледелия: подбор сельскохозяйственных культур, организацию комплекса мероприятий по уходу за ними и пр.

Что же представляет собой климат, предваряемый словом «микро», т.е. – малый? Это местные, но порой весьма существенные локальные изменения климата на ограниченной, часто весьма малой территории (например, на гряде, где он в значительной мере иной, чем на расположенных рядом поле, газоне, и т. п.), зависящие от мелких форм рельефа (холм, овраг, долина и пр.), подстилающей поверхности (луг, поляна, озеро и др.), и прочих местных факторов. Микроклиматические особенности проявляются, преимущественно, в приземном слое воздуха и почве. В природе они возникают из-за неодинаково протекающих процессов нагревания, охлаждения, увлажнения, высыхания поверхности участка, и находящегося над ним воздуха. В зависимости от рельефа различают микроклимат равнин, вершин холмов, склонов, долин, котловин.

Некоторые факторы (световой, тепловой, воздушный, водный режимы и др.) действуют непосредственно на растение, и потому называются прямодействующими. Другие – косвенные (крутизна склона, высота над уровнем моря, экспозиция, рельеф почвы и пр.) – воздействуют на растения только опосредованно, в той или иной степени видоизменяя основные факторы.

Однако резких границ между теми и другими нет, очень часто прямодействующие факторы оказывают на растение одновременно и косвенное влияние, т. е. являются и косвенными. Но косвенные никогда не могут стать прямодействующими, хотя сама роль их воздействия при этом может быть очень велика. Например, при изменении крутизны склона изменяются: освещённость, водный и воздушный режимы, а также режим питания.

Все факторы, и прямые и косвенные, воздействуют на растения всегда совместно, поэтому и рассматривать их влияние на последние следует не изолированно, а комплексно. Причём, даже сами насаждения, создаваемые природой или человеком, в своей совокупности также становятся косвенно действующим фактором, влияющим как на окружающие растения, так, в ещё большей степени, и на входящие в их состав.

Наряду с условиями, необходимыми для растений (свет, тепло, вода и пр.), следует учитывать и другие, которые также прямо или опосредованно, влияют на состояние насаждений. К ним можно отнести такие факторы, как направление склона, ветер и др. Причем их характер и интенсивность не остаются постоянными, а меняются во времени, вследствие чего и воздействие одного и того же фактора бывает разным. Поэтому необходимо учитывать его влияние на протяжении всего года, и даже нескольких лет. Из прямо действующих климатических факторов наибольшее воздействие на растения оказывает свет, затем тепло и осадки. Хотя само такое деление их на первостепенные и второстепенные, а также подразделение тех и других по значимости в определённой мере условно. Кроме того, следует учитывать, что для растений важны не статистически усреднённые, а фактические проявления климатических факторов, в первую очередь экстремальные, т.е. их недостаток и (или) переизбыток, и лишь оптимальные или близкие к ним значения – благоприятны.

Видео: Гигиена воздуха. Нормализация микроклимата помещений. ЭКОФРЭНД-освежители пространства.

Особое внимание микроклимату человечество уделяет именно потому, что климат оно изменять пока не в состоянии (хотя первые такие попытки уже делаются), и способно только приспосабливаться к нему. А вот с микроклиматом люди это проделывают уже вполне реально, и достаточно давно.

Для нормального развития растений важную роль играют две среды: воздушная, состояние которой определяется такими параметрами, как влажность, температура, состав газов и освещённость- и почвенная, также характеризующаяся определёнными температурой и влажностью, а, кроме того, аэрацией почвы (насыщенностью кислородом) и её химической реакцией (кислотностью).

Оптимальный микроклимат для каждого вида и даже сорта растений будет своим. При этом в идеале, потери воды на испарение желательно свести к минимуму, должны поддерживаться оптимальные температура воздуха и освещённость, должен быть сбалансирован газообмен почвы с воздухом, создан хороший дренаж последней, а сама она должна быть достаточно разогрета и обладать оптимальный для данного вида растений кислотностью (чаще всего – слабокислой). Нежные растения южного происхождения требуют более строгого соблюдения этих условий. Местные – менее прихотливы и лучше приспособлены к данному климату, поэтому соблюдение оптимального режима для них может быть не столь жёстким.

Воздушный режим. Воздух – это смесь газов, составляющая атмосферу Земли. У её поверхности он состоит по объёму из 78,08% азота, 20,05 кислорода, 0,03 углекислого газа (хотя доля последнего достаточно мала, – он абсолютно необходим для всей жизнедеятельности растений), 0,94% других газов. Кроме того, в нём содержится от 0,02 до 4% водяного пара, и случайные примеси – пыль, микроорганизмы, некоторые газы (аммиак, сернистый газ и др.) попавшие в атмосферу в результате локальных выбросов. Загрязнённая пылью атмосфера городов поглощает до 25% солнечной радиации, что сильно уменьшает количество света и тепла, доходящих до поверхности земли. В первую очередь от этого теряется коротковолновое излучение – ультрафиолетовое, в меньшей – более ценное для растений длинноволновое (красное и оранжевое). Содержание пыли в воздухе очень быстро снижается при увеличении влажности воздуха.

При движении воздуха в горизонтальном направлении возникает ветер. В основе данного явления лежит неравномерное распределение атмосферного давления, кроме того, на него влияют: отклоняющая сила вращения Земли, силы трения между воздухом и земной поверхностью, а также между соседними слоями воздуха, движущимися с различной скоростью и в разных направлениях. Скорость ветра выражается в м/сек, км/час, или в баллах. Его направление характеризуется той частью горизонта, откуда он дует – северный, восточный и т. д. Ветер при незначительных скоростях оказывает положительное влияние на рост и развитие сельскохозяйственных растений, способствует опылению ветроопыляемых видов. Там, где ветер препятствует сильному нагреванию (косвенное влияние воздушного фактора), дневные температуры оказываются более низкими, а ночные – более высокими, что говорит о более ровном микроклимате. Данное явление в известной мере спасает от напочвенных заморозков. Сильный ветер наносит значительный ущерб сельскому хозяйству, – вызывает полегание посевов, опустошения на полях, опадение плодов, ветролом садовых деревьев, усиливает расход почвенной влаги, вызывает усыхание растений, под его влиянием возникают пыльные бури, осложняется проведение полевых работ. Зимой сдувает снег и обнажает почву. Характерно его усиление в это время года на возвышенностях. Для борьбы с ветрами организуют систему противоэрозионных мероприятий, создают ветрозащитные полосы. Таяние снега происходит вследствие притока тёплых воздушных масс с юга.

Воздух, проникая в почву, занимает от 10 до 28% её объема. Его состав в последней заметно отличен от атмосферного, – больше содержит кислорода и углекислого газа, и меньше азота. Наилучшее соотношение воды и воздуха в почве, когда около 60% пор последней заполнено водой, а 40 – воздухом. Но некоторые растения неплохо развиваются при большем содержании влаги и, соответственно, меньшем – воздуха. В основе газообмена между почвой и атмосферой лежат различия в концентрации кислорода и углекислого газа в почве, т. к. почвенные микро- и макроорганизмы в процессе дыхания поглощают кислород и выделяют углекислый газ, который, в свою очередь, частично поглощается корнями, а частью – переходит в атмосферу, где усваивается листьями.

Одновременно кислород почвенного воздуха совершенно необходим для дыхания корневых систем растений. В избыточно увлажнённых почвах, где содержание кислорода падает ниже 1%, часто накапливается 5-10% углекислого газа, при этом замедляются микробиологические процессы, нарушается дыхание корней, образуются вредные для растения соединения. Вследствие чего снижается поступление воды и питательных веществ в растения, задерживается их рост и развитие, а в особо тяжёлых случаях происходит гибель. Создание благоприятного воздушного режима почвы достигается осушением избыточно увлажнённых земель, своевременной обработкой почвы, внесением органических удобрений.

Водный режим – один из факторов плодородия почвы. Он зависит от свойств самой почвы (гигроскопичности, влагопроницаемости, влагоёмкости и др.), макроклиматических и погодных условий, рельефа местности, приёмов обработки почвы, особенностей возделываемых сельхозкультур.

Складывается он из поступления в почву влаги (атмосферные осадки, поверхностный и грунтовый сток, поливная вода) и расхода (поверхностный и грунтовый сток, испарение с поверхности почвы и растениями). Наиболее важной составляющей гидрологического (водного) режима являются капельножидкие осадки, в основном дожди. В лесной зоне их выпадает в среднем около 500 мм в год. Часть воды поступающей с ними – испаряется, часть уходит с напочвенным и грунтовым стоком, стекая как по поверхности почвы, так и внутри её, питая реки, ручьи, ключи и пр. Часть весеннего стока даёт таяние снегов. Такой режим называется промывным, поскольку воды испаряется меньше, чем её поступает в почву, её избыток, как уже говорилось, удаляется стоками. От водного режима зависят способы обработки почвы, накопление, сохранение и рациональное использование влаги. Дефицит её в данной зоне возникает достаточно редко. Влага, потребляемая растениями, участвует в растворении и переносе минеральных и органических веществ, создании тургора (поддержании напряжения клеточных оболочек, при его снижении растения «ложатся», вянут). Громадное количество воды расходуется на транспирацию (испарение). Однако избыток влаги может оказывать и отрицательное влияние. Например, если грунтовые воды находятся достаточно близко, менее чем в 1,5 м от поверхности почвы, то оказывают отрицательное влияние на рост плодовых, в первую очередь яблонь и груш.

Это можно проверить в середине лета по стоянию воды в ямах и канавах, Дело в том, что корни большинства пород культурных деревьев совершенно не терпят избыточного увлажнения, особенно застойного, т. к. при этом нарушается аэрация почвы. Лишь в период снеготаяния, когда деревья только просыпаются, корневые системы в течение 2-3 недель могут выдерживать подтопление талыми водами, содержащими много кислорода. Но и в этом случае подобное явление вредно сказывается на их росте и развитии. Корни должны не только поглощать воду, но и дышать! Иначе в результате подтопления они задыхаются и гибнут. В таких условиях плодовые породы лучше высаживать не в ямы, а на холмы, высокие клумбы и валы.

В. Старостин, кандидат с.-х. наук

(Садовод № 35-36, 2012)