What This » Наука » Земледелие

Что необходимо растениям для жизни

Посеем в почву семя любого растения и хорошо польем его. Через несколько дней из земли покажется проросток, он желтоватого цвета, но на свету очень быстро становится зеленым. Что означает эта перемена? Сначала проросток жил еще за счет запасов питательных веществ (жира, крахмала, белков), которые накопило для него в семенах материнское растение. А теперь он начал самостоятельную жизнь: в нем на свету происходит фотосинтез. Крошечное зеленое растеньице, поглощая углекислый газ и воду, строит из них, используя энергию солнечных лучей, углеводы, сахар и крахмал, а часть кислорода воды выделяет в атмосферу.

Чем же питается растение и откуда берет оно остальные питательные вещества? Известно, что в состав протоплазмы клеток растения входят белки. Значит, растение должно получать материал для построения белков — азот. Азот растение берет из почвы в виде солей азотной кислоты и аммония. Из этих солей и созданных в процессе фотосинтеза углеводов в растении образуются белки — вещества, составляющие основу всего живого. Этой замечательной способностью — из углекислого газа и воды под влиянием солнечной энергии создавать сложные органические вещества — углеводы, а из углеводов и минерального азота образовывать белки — зеленое растение и отличается от животного организма.

Однако растению нужны соли, содержащие не только азот, но и другие минеральные вещества, в состав которых входят химические элементы: фосфор, сера, калий, железо, кальций, магний. Кроме того, в ничтожных количествах ему нужны и микроэлементы: бор, цинк, медь, молибден, марганец и др.

Воды растению нужно очень много, ведь его тело больше чем на 80% состоит из воды. Но усваивает оно лишь 2—3% поглощенной воды, остальные 98—97% ее все время испаряются с поверхности растения. Такая трата воды только на первый взгляд кажется бесполезной.

Опыт показывает, что, постоянно испаряя воду, растение защищает себя от перегревания. Лишь очень устойчивые к повышению температуры тела растения, например кактусы, испаряют мало воды. Если бы пшеница испаряла воду так же слабо, она быстро погибла бы в жаркий солнечный день. Измерьте температуру пшеницы, и она окажется примерно одинаковой с температурой окружающего воздуха. А у кактуса в солнечный день температура будет на 5—15° выше температуры воздуха. У этого обитателя знойных пустынь температура тела может достигать 62—65°, а пшеница, если нагреется выше 45°, погибнет через несколько минут.

Физиология растений

Наука, изучающая жизнь растений, называется физиологией растений. Основоположником этой науки в нашей стране был Климент Аркадьевич Тимирязев, профессор Московского университета и Петровской земледельческой и лесной академии (ныне Московская сельскохозяйственная академия им. Тимирязева). Он считал, что физиология растений и агрохимия составляют основу рационального, т. е. правильного, растениеводства. Его исследования процесса фотосинтеза вошли в золотой фонд мировой науки.

Сейчас физиологи растений уже знают, как питается, растет и развивается растение. Но перед наукой встала еще и другая задача, решение которой имеет важное значение для земледелия: одинакова ли потребность различных растений в количестве и качестве питательных веществ, в солнечном свете, тепле и других жизненных условиях?

Основные закономерности жизни растений изучает общая физиология растений, а изучением своеобразия жизни отдельных видов и даже сортов культурных растений — хлопчатника, кукурузы, сахарной свеклы, пшеницы и др. — занимается частная физиология растений. Основоположником этой области науки о жизни растений тоже был К. А. Тимирязев. В замечательной книге «Земледелие и физиология растений» он показал, как важно для успеха в земледелии изучать жизнь растений. В одной из глав своей книги Тимирязев описал строение и жизнь льна и показал, как применить эти знания в агрономии. По существу эта работа К. А. Тимирязева была первым обобщением по частной физиологии растений.

Много важнейших вопросов, тесно связанных с практикой земледелия, решили физиологи растений.

Оказывается, отдельные виды растений, например пшеница и фасоль, и даже отдельные сорта отличаются друг от друга потребностями в минеральном питании. Для примера возьмем потребность фасоли и пшеницы в минеральных элементах, знать которую необходимо, чтобы правильно удобрять почву под эти культуры и получать хороший урожай. Для фасоли надо много калия и фосфора, для пшеницы — азота и фосфора, но последнего несколько меньше, чем для фасоли. Фасоль не нуждается в азотном удобрении: азотом снабжают ее клубеньковые бактерии, живущие на корнях. Однако не всегда в почве есть эти бактерии. Чтобы на корнях обязательно образовались клубеньки, надо почву заразить этими бактериями. Такое бактериальное удобрение — нитрагин — изготовляется на заводах.

Для роста и развития растениям необходим свет. Если в поле очень загущен посев, то урожай получится плохой. Надо сеять так, чтобы растения не мешали друг другу. Поэтому очень важно для каждого вида растений установить норму высева семян на единицу площади.

Для одной и той же культуры необходим разный уход в зависимости от того, находится ли она в поливных (орошаемых) или неполивных (богарных) условиях.

Пшенице при орошении нужно больше элементов минерального питания, так как она дает больший урожай. Разные виды хлопчатника в Средней Азии нуждаются в различном количестве воды. Более скороспелому виду хлопчатника — упланду — нужно 5—6 тыс. м3 воды на гектар посева, а более позднеспелому виду — египетскому — 8—10 тыс. м3. Поливы очень важно делать вовремя, от этого во многом зависит урожай. Лучше всего «спросить» само растение, когда ему нужен полив. Физиологи растений определяют время полива по концентрации выжатого из растения сока. Делается это в несколько минут при помощи прибора рефрактометра. Когда концентрация сухого вещества в соке достигнет величины около 10%, растение надо поливать. Опыт показал, что полив, проведенный на такой строго научной основе, сильно повышает урожай хлопчатника.

В засушливых районах нужно высевать более засухоустойчивые сорта растений. Определить, какие же сорта лучше отвечают этим требованиям, тоже помогают физиологи растений.

Мы знаем, что просо более засухоустойчиво, чем ячмень, а ячмень более засухоустойчив, чем пшеница. Обезвоживание и перегрев клеток засухоустойчивые растения переносят лучше, чем не устойчивые к засухе, и даже в условиях засухи дадут лучший урожай. Если сравнить два сорта мягких устойчивых пшениц, например сорта Альбидум 43 и Пиротрикс, то их физиологические признаки говорят о том, что сорт Альбидум устойчив как к обезвоживанию, так и к перегреву, а сорт Пиротрикс более устойчив к обезвоживанию и менее устойчив к перегреву.

Можно ли повысить устойчивость растений к засухе? Оказывается, можно. Ученые-селекционеры выводят специальные засухоустойчивые сорта. Важна и закалка семян. Ученые установили, что переносить засуху растениям помогают и удобрения, в частности содержащие микроэлементы (бор и цинк), наряду, конечно, с агротехникой, способствующей задержанию воды в почве (снегозадержание), правильная обработка почвы, борьба с сорняками, которые расхищают влагу.

Засоление почвы

В засушливом климате очень большой урон посевам приносит и засоление почвы. С засолением почвы борются, вымывая из почвы избыток солей в зимнее время большими порциями воды. Кроме того, можно увеличить продуктивность самого растения на засоленных почвах, приспособив к ним культурные растения. Селекционеры еще не добились хороших результатов в выведении солеустойчивых сортов. И здесь им на помощь пришли физиологи растений, они нашли причину этих неудач. Дело в том, что почва в разных местах засоляется разными солями. В одном месте преобладает хлористый натрий (хлоридное засоление), в другом — сернокислый натрий (сульфатное засоление), в третьем — углекислый натрий (сода).

Оказывается, растения, по-разному приспособляются к той или иной засоленной почве, т. е. обмен веществ в них идет по-разному. На хлоридном засолении обмен падает, замедляется, на сульфатном — возрастает. Естественно, что и селекцию надо вести применительно к разным типам засоления почвы. В Средней Азии каждая большая долина имеет свой тип засоления. Например, в Голодной степи преобладает хлоридное засоление, а в Ферганской — сульфатное. Очевидно, и агротехника, и методы селекции должны быть для этих почв разные — применительно к типу засоления.

Вот какие важные для земледелия вопросы решает наука, которая называется частной физиологией растений.

Но много еще не разгаданных наукой тайн жизни растений надо открыть и сделать достоянием человечества. Может быть, для кого-нибудь из вас, наши читатели, разгадка одной из таких тайн станет делом всей жизни.

Официальный дилер Форд в Москве

Советуем: официальный дилер Форд в Москве - FAVORIT-MOTORS

ford-favorit.ru