Сад и экология растений

Термин "экология", впервые появившийся почти полтора века назад, имеет достаточно широкое содержание. Чаще всего экология считается наукой об отношениях организмов с окружающей их средой. Растительные организмы, как дикие (деревья, кустарники, травы), так и культурные (плодовые, ягодные, полевые, овощные) составляют весьма значительную часть данной науки. Для нас же представляет интерес связь растений с экологией на примере овощных культур.

Экологическая наука вбирает в себя ряд других наук: физику, химию, метеорологию, физиологию растений, биохимию, агрохимию, морфологию растений, почвоведение и др. Её интересует среда обитания – часть природы, окружающая живые организмы и оказывающая на них прямое и косвенное воздействие. Элементы среды обитания, нужные для растений, называются факторами жизнедеятельности растений. Экология познает эти факторы в их совокупном воздействии на рост, развитие и продуктивность растений- изучает противоречия между средой и растениями и пути их разрешения, влияния растений на среду.

В природе каждый растительный вид использует лишь определённую (небольшую) часть энергетических и материальных ресурсов и занимает своё место в пространстве и времени. Это место называется экологической нишей. В дикой природе эта ниша позволяет до некоторой степени ослабить конкуренцию со стороны других видов, а в культуре человек совершенно избавляет растения от этого, используя только их полезные взаимодействия друг с другом.

Основными экологическими факторами, способными оказывать существенное влияние на овощные растения, являются тепло, свет, вода, почва и воздушная·- среда. Все они связаны между собой и находятся в определённой взаимозависимости, изменяются во времени, не могут замещать друг друга, но Способны изменять действие другого фактора.

В действии факторов среды на растения существуют свои законы:

• закон оптимизма, при котором характеристика данного фактора наиболее отвечает потребностям роста и развития каждой культуры. При этом общий оптимизм всех факторов обычно не бывает достижимым.

Каждый оптимизм фактора имеет свой диапазон, при котором растения получают достаточно комфортные условия для своего произрастания. Конечно, наилучшие условия бывают в средине оптимальных диапазонов, но верхние пределы оптимизма одних факторов в сочетании с нижними пределами других являются тоже благом для растений-

Видео: Реальная наука. Выпуск 12. 2017 Год экологии: ботанический сад и лимонарий.

• закон максимизма, определяющий верхний предел показателя каждого фактора, при котором растение ещё может осуществлять свою жизнедеятельность без угрозы для внутренних процессов и урожайности-

• закон минимизма, когда растения ещё не доходят до гибели, а после смены фактора в лучшую сторону восстанавливают и продолжают ростовые процессы-

• закон лимитирующего фактора, когда один из них, находясь в минимизме, может ограничивать нужные действия других факторов. Из этого закона вытекает дополнительное положение об устойчивости растений как к абсолютным уровням факторов, так и к их амплитудам.

Тепло как экологический фактор необходимо потому, что все физиологические и биохимические реакции, в растениях происходят в определённых границах температур. Для каждого вида растений существуют свои уровни температур воздуха и почвы, подходящие для роста и развития.

Температура среды влияет на функции растительного организма на всех этапах его жизненного цикла. Она определяет сохранность семян растений в части их посевных качеств, снимает состояние покоя семян и позволяет им прорастать после посева- определяет темпы роста и развития, а также продолжительность периода вегетации- обусловливает ход фотосинтеза- лимитирует процесс дыхания- регулирует степень поглощения питательных веществ из почвы- создаёт термопериодизм дня и ночи, смену дневных и ночных температур.

По отношению к температуре овощные растения в процессе своей эволюции разделились на жаростойкие, требовательные к теплу, промежуточные, холодостойкие и морозостойкие. Каждая из групп лучше растёт и развивается в подходящих для неё температурных уровнях. Кроме этого требовательность к температурным параметрам несколько изменяется в течение вегетационных периодов культур – по разным стадиям развития.

Видео: Калининградский Ботанический сад, 1 июня 2013

Длительность вегетационных периодов культур определяется температурами, при которых возможно прохождение полного цикла развития растений. Разные виды при выращивании рядом друг с другом начинают своё развитие при разных уровнях температур, поэтому их вегетации не одинаково благоприятны. Закономерностями связей между климатом и этапами роста и развития растений занимается наука фенология, примыкающая к экологии.

Свет в качестве экологического фактора играет важнейшую роль в жизни растений. Он предоставляет им необходимую для фотосинтеза лучистую энергию, непосредственно влияет на многие процессы жизнедеятельности.

Интенсивность естественного света для различных культур имеет свои оптимальные границы. По отношению к свету они разделяются на светолюбивые и теневыносливые, а также на растения длинного, короткого и нейтрального дня. Длина светового дня определяет у растений скорость их перехода к образованию репродуктивных органов.

Свет характеризуется спектром т.е. длиной волны, разделяется на прямой, рассеянный и отражённый от поверхности почвы или листьев растений. Он влияет на рост в длину осевых органов: подсемядольного колена, междоузлий, длину побегов. Свет оказывает влияние на направление роста. При одностороннем освещении растение стремится расти в сторону источника света. Свойство это называется фототропизмом и имеет существенное значение для экологии. Стеблям и листьям растений важно занимать такое положение, при котором они могут получать оптимальное количество света.

Недостаток света задерживает рост растений и подавляет их цветение, негативно отражаясь на репродукционных процессах. Для получения высокого урожая и качественных семян нужна ясная погода с высокой интенсивностью света. Однако не всегда ослабленный свет оказывает отрицательное действие на растения, а интенсивный – положительное. От избытка света поднимается температура листьев и других надземных органов, усиливается непродуктивный расход углеводов на дыхание и воды на испарение.

Свет практически не нужен семенам при прорастании, до появления проростков на поверхности почвы.

Вода непосредственно участвует в ростовых процессах растений путём растяжения клеток, растворения питательных солей в почве, разнесения их по органам растения. От обеспечения водой зависит накопление сухих веществ в продукции, фотосинтетическая деятельность, внешний вид растений. Культуры используют воду от дождей, поливов и росы. Основным источником поступления воды в растения служит почва.

В почве вода находится в нескольких формах. Наиболее доступной для растений является капиллярная вода, менее доступны – свободная и физически связанная.

Видео: Защита растений: Тодираш В.А.: Модели прогноза вредителей сада

У отдельных растительных видов, а также их групп выработались свои требования к водным режимам. По этому признаку овощные культуры разделяются на наиболее требовательные, высоко требовательные, две категории со снижающейся требовательностью и устойчивые к недостатку воды.

Для большинства культур опасны крайности в водообеспечении: резкие колебания, продолжительные недостатки и избытки. Неблагоприятны обильные и продолжительные дожди, застой воды от весеннего таяния снега, высокий уровень стояния грунтовых вод.

Видео: Сад и огород. Вредители капусты. Экологические меры борьбы. Как бороться с блохой на капусте.

Растения имеют и свои требования к оптимальным параметрам относительной влажности воздуха, создаваемой осадками, поливами, испарениями влаги с поверхности почвы и листьев.

Почвенные экологические факторы, как и другие, не бывают постоянными. Главным в них является уровень плодородия, режимы водный, воздушный и тепловой.

До начала их использования под возделывание культур почвы могут обладать определённым уровнем плодородия или быть совсем бесплодными. Земледелец многолетним воздействием может превратить любую почву в высокоплодородную, а в последующем ежегодно поддерживать этот уровень.

В процессе окультуривания почв оптимизируют их механический состав, уровень кислотности, процент органических веществ, микробиологический состав, ассортимент питательных элементов и его доступность растениям.

Велико экологическое значение многочисленных почвенных организмов, создающих благоприятные условия для произрастания растений. К ним относятся бактерии, грибы, дождевые черви и др. Создавая условия для лучшей работы наиболее полезных растениям организмов, земледелец помогает экологии, ускорению создания плодородия почвы и урожаям.

Существенной является роль корневых остатков растений в почве, пополняющих после своего разложения её гумусовый состав.

Фактором улучшения экологии почвы служит её известкование, влияющее на механические, теплофизические, водные, химические, обменно-поглотительные свойства.

Крайне важна для растений природная воздушная среда. Она бывает практически постоянной по трём своим основным составляющим - азоту, кислороду и углекислому газу.

Азот атмосферы только в отдельных случаях и в незначительных количествах может поглощаться листьями овощных растений. В гораздо больших масштабах азот фиксируется из почвенного воздуха корнями бобовых культур.

Кислород воздуха, имеющий почти целиком биологическое происхождение, поддерживает жизнь растений в их дыхательных процессах. Растительные клетки в присутствии кислорода разлагают углеводы и получают энергию для своего существования. Избытка кислорода растения практически не испытывают, а вот его недостаток может время от времени возникать в почве при её уплотнении и чрезмерном обводнении. Недостаток кислорода в почве вынуждает корни выделять токсические кислоты (щавелевую, уксусную), связывающие ряд питательных элементов.

Основополагающее значение для жизни растений имеет углекислый газ. Он является главным компонентом в фото­-синтетических реакциях листьев на свету, производящих углеводы и частично белки. Увеличение процента углекислого газа в воздухе всегда полезно для растении, вредное же действие может оказывать избыток его в зоне их корней.

В воздушной среде могут содержаться и другие компоненты (примеси, связанные в основном с промышленными производствами – аммиак, сульфаты, хлор, фтор и др. Все они вредно действуют на жизненные функции растений и могут вызвать даже гибель культур.

На растения оказывают влияние и отдельные физические свойства воздушной среды. На ростовые процессы, пищевой режим, уровень урожайности отчасти влияют электричество атмосферы, барометрическое давление, содержащаяся в воздухе пыль, ветер.

Экологический почвенный фактор изменяется под воздействием обработок, внесения органических и минеральных удобрений, смены культур. Приземная воздушная среда имеет несколько отличающийся от основного фона тепловой режим (микроклимат) в своих растительных сообществах (ценозах). Влага почвенная и от осадков корректируется периодическими поливами растений.

В конце прошлого века стало популярным понятие "экологически чистая продукция". Больше всего это относится к овощам. В понятие входит отсутствие в продукции вредных для организма веществ: остаточных количеств ядохимикатов, излишков нитратов, солей тяжёлых металлов и радионуклидов. Нельзя назвать чистой овощную продукцию, выращиваемую вблизи железных и шоссейных дорог, промышленных объектов с вредными выбросами, электростанций на каменном угле, на территориях выпадения радиоактивных осадков. Не могут претендовать на экологическую чистоту и овощи, полученные на фоне внесения повышенных доз органических и минеральных удобрений, а также недостатка в почве микроэлементов.

Э. Феофилов, заслуженный агроном России

(Садовод № 34, 3 сентября 2009)

Внимание, только СЕГОДНЯ!