1.2.2. Світловий режим


Повернутися на початок книги
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 
15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 
30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 
45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 
60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 
75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 
90 91 92 

Загрузка...

Світло має велике значення в житті рослин. Під його впливом у рослинах відбу-вається фотосинтез, завдяки чому рослина створює органічні речовини, а в повітря виділяється кисень, необхідний для дихання всіх організмів. У зв’язку з цим фото-синтез називають повітряним живленням, хоча при фотосинтезі використовується не тільки вуглекислий газ, а й вода, і розчинні в ній сполуки азоту, фосфору, калію та інших елементів, які поглинаються із ґрунту в процесі кореневого живлення.

Світло помітно впливає на ріст і розвиток рослин. При недостатньому освітлен-ні порушується нормальний ріст і в більшості рослин формуються видовжені тонкі стебла. Недостатня інтенсивність світла негативно впливає на якість врожаю — зни-жується вміст білка в зернових, цукру — в буряках, крохмалю — в картоплі, жиру — в насінні соняшнику тощо.

Фотосинтезу належить провідна роль в утворенні органічної речовини рослин. Завдяки цьому процесу утворюється 95% маси сухих речовин рослин. Тому керуван-ня фотосинтезом посіву — один з найефективніших шляхів управлінням продуктив-ністю рослин.

До найважливіших факторів, що визначають рівень продуктивності посівів сіль-ськогосподарських культур, належать: енергія сонячного світла, яку забезпечує про-ходження фотосинтезу; забезпечення посівів вуглекислим газом; рівень мінерально-го живлення, умови водопостачання та тепловий режим.

Основне завдання землеробства — використання енергії сонячної радіації з най-більшим коефіцієнтом корисної дії.

Необхідність переходу до біологічно чистої енергозберігаючої технології виро-щування сільськогосподарських культур зумовлює максимальне використання по-тенційних можливостей рослин при спрямованому для цього керуванні життєво не-обхідними факторами їх життя.

За сучасними уявленнями, оптимальні за структурою, рівнем забезпеченості во-дою, мінеральним живленням та вуглекислим газом посіви найпродуктивніших сор-тів можуть використовувати 4–5% ФАР (фотосинтетично активної радіації) на фото-синтез та нагромадження органічної речовини. Але при середніх урожаях по країні (25–30 ц/га) зернові культури використовують не більше ніж 0,6–0,9% ФАР. Отже, для збільшення врожаю цих культур існують великі резерви. Важливим для дальшого

В. П. Гудзь, І. Д. Примак, Ю. В. Будьонний, С. П. Танчик «Землеробство»

зростання його є створення високопродуктивних сортів та гібридів, які характеризу-ються підвищеною фотосинтетичною активністю, а також розроблення науково об-ґрунтованих технологій їх вирощування.

Формування більшої чи меншої асимілюючої поверхні всіх листків рослин, як правило, позначається на їхній загальній продуктивності. Можлива поверхня лис-тя різних рослин різна. На 1 м2 посіву площа листяної поверхні в рослин така (м2): зернові рослини — 8, бобові трави — 12, бавовник і цукрові буряки — 5, картопля — 3,7.

Поряд з листками у створенні біологічного врожаю сільськогосподарських куль-тур у фотосинтезі беруть участь і стебла. Інтенсивність фотосинтезу колосу, напри-клад, безостої пшениці сорту Миронівська 808, невисока — вона лише компенсує витрату енергії рослин на нічне дихання за період від з’явлення колосу до повного достигання зерна. В остистих сортів участь колосків у фотосинтезі значно більша, ніж у безостих.

Валова продуктивність фотосинтезу залежить від середньої за обліковий або за весь період вегетації інтенсивності фотосинтезу, площі листків і тривалості процесу.

Валова продуктивність фотосинтезу зумовлюється також оптимальною асиміля-ційною поверхнею та тривалості її роботи. Проте ще не всі можливості використо-вуються для підвищення продуктивності синтезу. Найскладнішою є проблема під-вищення інтенсивності фотосинтезу, на яку впливають такі фактори зовнішнього середовища, як концентрація вуглекислоти в повітрі та ґрунті, інтенсивність світла, температури і вологість ґрунту і повітря, вміст мінеральних поживних речовин у ґрунті.

Дослідження показують, що середній вміст СО2 в повітрі, який становить 0,03%, мінімальний для рослин. Тому збільшення його концентрації завжди сприяє підви-щенню енергії фотосинтезу і є корисним для рослин.

Установлено, що в процесі фотосинтезу сільськогосподарські рослини на 1 га по-сіву за звичайних умов росту засвоюють з повітря за добу в середньому 120–250 кг СО2. Для створення врожаю озимої пшениці 40 ц/га рослини повинні поглинути з повітря не менше ніж 20–25 т СО2. Така кількість СО2 міститься в шарі повітря за-ввишки 200 м на 1 га посіву.

Розподіл СО2 в різних шарах атмосфери неоднаковий. Найбільша його кількість міститься в приземному шарі, а також у повітрі ґрунту. Особливо багато СО2 в ґрун-товому повітрі орного шару, де його кількість досягає 0,12–2,5%. Значна концентра-ція СО2 в ґрунті (вище 1%) токсична для коренів рослин, життєдіяльності більшості аеробних мікроорганізмів.

У сонячні дні при енергійному фотосинтезі вміст СО2 в повітрі, яке оточує росли-ну, зменшується до 0,012%. Основним джерелом поновлення СО2 приземного шару повітря є ґрунт, де він утворюється внаслідок дихання мікроорганізмів, розкладання органічної речовини, добрив, рослинних решток, а також завдяки диханню корене-вої системи рослин. На величину утворення та інтенсивність виділення СО2 з ґрунту впливають запаси органічних речовин і елементів мінерального живлення в ґрунті, вологість, температура, структура, його будова тощо.

Різні ґрунти виділяють неоднакову кількість СО2: піщаний неудобрений за 1 год на 1 га в середньому 2 кг, суглинок — 4, багаті перегноєм чорноземи різних типів — від 10 до 25, середньо удобрений ґрунт — 5 кг. Тому внесення органічних і мінеральних

1. Наукові основи землеробства

добрив, поліпшуючи живлення рослин, посилює процес утворення СО2 ґрунтовими мікроорганізмами.

Променева енергія сонця у більшості випадків впливає на особливості процесів росту, форму і розміщення листків у рослин та ін. Вона бере участь не тільки у фор-муванні органічної речовини, а й у її перетворенні й відкладанні, впливає побічно та безпосередньо на процеси загартування рослин і на посухостійкість. Світло також впливає і на формування органів рослин.

У похмуру погоду або в загущених осінніх сходах у злаків конус наростання основного стебла та пагонів завжди виноситься (піднімається) ближче до поверхні ґрунту, їх ріст за умов недостатнього освітлення припиняється із запізненням. Все це зумовлює невелику продуктивність таких сходів. Науковими дослідженнями вста-новлено, що у зв’язку з різною інтенсивністю освітлення неоднаково відбуваються біологічні, фізіологічні та біохімічні процеси в рослинах, що в кінцевому результаті впливає на вміст хлорофілу, анатомію, морфологію окремих органів та габітус рос-лин. Світловий режим озимої пшениці впливає не тільки на розвиток, а й на процеси росту, висоту стебла, кількість листків, довжину та ширину листкової пластинки. У середньому вглиб травостою пшениці надходять тільки 15–20% сонячної радіації.

Для нормального росту і розвитку рослин озимої пшениці необхідна мінімальна інтенсивність освітлення — 1,8 тис. люксів. Пряме сонячне світло опівдні дає 30–40 тис. люксів. Недостатнє освітлення може послаблювати фотосинтез, що негативно впливає на врожай, а в поєднанні з багатим азотним фоном призводить у зернових культур до різкого збільшення стерильності квіток.

Оптимальна інтенсивність освітлення є необхідною умовою, яка забезпечує висо-ку фотосинтетичну активність рослин, формування високопродуктивних репродук-тивних органів.

Важливим якісним показником стану посівів, здатних з великим ККД засвоюва-ти енергію світла та СО2 з повітря, є досить висока оптична діяльність при великій сумарній поверхні асимілюючих органів, головним чином листків.

Зміни в інтенсивності освітлення часто тісно пов’язані із змінами температурно-го режиму ґрунтів і посівів. Останні помітно впливають на проходження мікробіо-логічних процесів у ґрунті, а тим самим і на поживний режим ґрунту. Тому питання впливу світла на рослини є важливим як з теоретичної, так і з практичної сторони. Оптимальний світловий режим посіву можна створити відповідною нормою висіву, способами сівби, розміщенням рослин та площі, кількістю їх у рядках та ін. Цими заходами можна помітно збільшувати коефіцієнт корисної дії фотосинтезу. Підрахо-вано, що на поверхні Землі теоретично максимально можливе значення ефективності природного світла для фотосинтезу становить 16–24%.

Для підвищення продуктивності озимих культур, багаторічних трав, велике зна-чення має період весняного відновлення вегетації. Залежно від часу весняного віднов-лення вегетації рослини дістають різні дози стартової світлової і теплової енергії. На одних культурах вплив цього важливого екологічного фактора проявляється відразу ж після пробудження. При ранніх строках відростання озимі сильніше кущаться і вко-рінюються, в них розвивається більша площа листкової поверхні, їхній фотосинтетич-ний потенціал підвищується. Ранній період відновлення вегетації озимини позитивно впливає на ріст вегетативної маси, освітленість у нижніх ярусах стеблестою, що при-зводить до формування міцних нижніх міжвузлів і стійкості рослин проти вилягання.

В. П. Гудзь, І. Д. Примак, Ю. В. Будьонний, С. П. Танчик «Землеробство»

Пізнє відновлення вегетації зумовлює формування низькорослих рослин, зрідженість стеблестою і зниження продуктивності культур.

Культурні рослини по-різному реагують на загальну кількість світла протягом вегетації і на тривалість світлового дня. Одні рослини швидше достигають при довго-му світловому дні, інші — при короткому. До рослин довгого світлового дня умовно належать жито, пшениця, овес, ячмінь, вика, горох, льон, картопля, а до рослин ко-роткого дня — просо, сорго, соняшник, кукурудза, соя, квасоля, бавовник та ін.

Щодо вимогливості рослин до освітлення розрізняють світлолюбні рослини, які вирощують на півдні, й менш світлолюбні. Заходами агротехніки можна поліпшува-ти умови освітлення культур. Це досягається вибором способу сівби та густого ви-сіву, а також спрямуванням рядків з півночі на південь. Беручи до уваги біологічні особливості культур та призначення врожаю, одні культури розміщують на півден-них, інші — на північних схилах або ж на підвищених, чи на знижених ділянках. Щоб посилити доступ до культурних рослин світла та інших факторів життя, важливо своєчасно сформувати оптимальну густоту посівів. У деяких випадках застосовують куліси для притінення посівів (наприклад, при вирощуванні огірків).

Завданням технології є підвищення коефіцієнта використання світла рослинами шляхом посилення в них процесів росту та асиміляції.