Лимитирующие факторы развития растений
Лимитирующие факторы
У каждой овощной культуры в соответствии с ее биологическими особенностями в отдельные периоды вегетации те или иные факторы климата могут оказывать ограничивающее (лимитирующее) действие на процессы роста и развития. Для светолюбивых культур это может быть затенение, в том числе в теплицах растениями друг друга; для теневыносливых культур – излишний свет. Не на пользу нормальной жизнедеятельности растений высокая и низкая влажность воздуха, жара, застой воздуха.
Осадки
Благоприятны для промачивания почвы на всю глубину корнеобитаемого слоя осадки моросящие или более интенсивные после предварительного легкого полива растений, а также для хорошо влагопроницаемых почв. Неблагоприятны осадки ливневые, многодневные, на тяжелых и торфянистых почвах, снижающие почвенную температуру, и при близких к поверхности грунтовых водах. К негативному действию обильных осадков нужно отнести вымывание растворенных в почве питательных веществ, а также в небольших количествах и элементов из листьев.
Очередность действия факторов
После всходов растениям прежде всего нужен качественный свет, затем углекислый газ для фотосинтеза семядольных и настоящих листьев, а далее – все другие факторы в совокупности и благоприятном сочетании. Неподходящими являются сочетания высокой температуры и низкой влажности воздуха, пониженной температуры с высокой влажностью воздуха, высокой температуры и низкой освещенности.
Параметры света
Световой фактор включает в себя несколько составляющих, определенным образом влияющих на растения.
Интенсивность (сила) света нужна светолюбивым культурам в рассаде в пределах 4-8 клк, взрослым – от 20 до 40 клк. Интенсивность выше 40 клк может быть полезна только частично, при наличии оптимума температуры воздуха и углекислого газа. Всякое резкое колебание силы света приводит к расстройству физиологического и биохимического аппарата растений. При плавном изменении такого не происходит.
Продолжительность светового периода определяется календарными сроками выращивания рассады и культур. Несмотря на различное отношение овощных видов к длине светового дня, все они способны нормально расти при дне в 12-14 ч. Комфортные условия представляются при дне в 16 ч. Укороченный световой день нужен только шпинату, чтобы он не мог преждевременно стрелковаться. Рассаду, выращиваемую в ранние сроки, положено искусственно досвечивать до 12 ч.
Научно определено, что наилучшее действие на растения оказывает свет, падающий с разных сторон, даже на нижнюю сторону листьев. Такие условия создают в специальных камерах, где растения отвечают урожаями, превышающими в несколько раз обычные. Для тепличных культур полезнее свет при легкой облачности неба и преломленный конструкциями, т. е. рассеянный, а не прямой.
Солнечный свет имеет три части спектра: видимую область (белый свет), невидимую инфракрасную и невидимую ультрафиолетовую. Всем растениям нужна полностью видимая область и ближние к ней части двух других. Наиболее полный свет получают растения в открытом грунте. В теплицы ультрафиолетовый свет не проходит из-за конструкций, но хорошо проходят инфракрасные лучи, создающие перегрев воздуха.
Перемены света и темноты
Все растения хорошо приспособлены к смене света и темноты в течение суток. Темновой период необходим для оттока накопившихся от фотосинтеза органических веществ из листьев в продуктивные части растений, для ростовых процессов всех растительных частей, уменьшения расхода веществ на дыхательные процессы и воды на испарение. Для оптимизации всех указанных процессов в ночной период температура воздуха должна быть ниже, а влажность (особенно в теплицах) выше дневной.
Радиационный фон
Научными исследованиями в середине прошлого века было установлено безвредное для сельскохозяйственных культур влияние низкого радиационного фона почвы и воздуха, т. е. малых доз ядерных (ионизирующих) излучений. При этом предполагалось, что эти излучения являются фактором, генетически (наследственно) связанным с растениями и даже необходимым для их роста и развития. Была подтверждена активизация биохимических процессов в растениях при действии на них излучений. Важную роль в этом играли некоторые сложные соединения, в т. ч. аскорбиновая кислота. Отмечалось также, что положительное влияние радиации проявляется при малоблагоприятных условиях других внешних факторов.
Температура воздуха
Температура воздуха определяет весеннее созревание почвы и ее прогрев, все процессы роста и развития надземных растительных частей и косвенно корней, физиологические и биохимические процессы в растениях. От уровня температуры (в сочетании со светом) зависят уровень фотосинтетической продуктивности, процессы цветения, налива плодов, созревания семян. Растения болезненно реагируют на резкие перепады температур в течение короткого времени, на продолжительные низкие и высокие уровни, хотя они и выработали в процессе эволюции различные приспособительные механизмы, позволяющие им выживать даже при экстремальных уровнях температур.
Э. Феофилов, засл. агроном России
(Материал из еженедельной газеты «САДОВОД»)
Понравилась статья?
Подпишитесь на «САДОВЫЕ ПОДСКАЗКИ» – подборку актуальных статей с сайта: «GAZETASADOVOD.RU»
Источник
Лимитирующие факторы.
Представление о лимитирующих факторах основывается на двух законах экологии: законе минимума и законе толерантности.
Закон минимума. В середине прошлого века немецкий химик Ю. Либих (1840), изучая влияние разнообразных питательных веществ на рост растений, обнаружил, что урожай зависит не от тех элементов питания, которые требуются в больших количествах и присутствуют в изобилии (например, СО2), а от тех, которые, хотя и нужны растению в меньших количествах, но практически отсутствуют в почве или недоступны (например, фосфор, цинк, бор). Эту закономерность Либих сформулировал так: «Рост растения зависит от того элемента питания, который присутствует в минимальном количестве».
Позднее этот вывод стал известен как закон минимума Либиха и был распространен на другие экологические факторы. Ограничивать, или лимитировать развитие организмов могут тепло, свет, вода, кислород, и другие факторы, если их значение соответствует экологическому минимуму.
Таким образом, закон минимума Либиха можно сформулировать в общем виде так: рост и развитие организмов зависят в первую очередь от тех факторов природной среды, значение которых приближается к экологическому минимуму.
Дальнейшие исследования показали, что закон минимума имеет два ограничения, которые следует у при практическом применении. Первое ограничение состоит в том, что закон Либиха строго применим лишь в условиях стационарного состояния системы. Второе ограничение связано с взаимодействием нескольких факторов. Иногда организм способен заменить (хотя бы частично) дефицитный элемент другим, химически близким.
Закон толерантности (ерпения) был открыт английским биологом В. Шелфордом (1913), который обратил внимание на то, что ограничивать развитие живых организмов могут не только те экологические факторы, значения которых минимальны, но и те, которые характеризуются экологическим максимумом. Избыток тепла, света, воды и даже питательных веществ может оказаться столь же губительным, как и их недостаток. Диапазон экологического фактора между минимумом и максимумом В. Шелфорд назвал пределом толерантности. Позднее были проведены многочисленные исследования, которые позволили установить пределы толерантности, т. е. возможного существования, для многих растений и животных. Законы Ю. Либиха и В. Шелфорда помогли понять многие явления и распределение организмов в природе.
Закон толерантности Шелфорда можно сформулировать в общем виде так: рост и развитие организма зависят в первую очередь от тех факторов среды, значения которых приближаются к экологическому минимуму или экологическому максимуму.
Было установлено следующее:
— организмы с широким диапазоном толерантности ко всем факторам широко распространены в природе и часто бывают космополитами. Например, многие патогенные бактерии;
— организмы могут иметь широкий диапазон толерантности в отношении одного фактора и узкий диапазон относительно другого. Например, люди более выносливы к отсутствию пищи, чем к отсутствию воды, т. е предел толерантности относительно воды более узкий, чем относительно пищи;
— если условия по одному из экологических факторов становятся неоптимальными, то может измениться и предел толерантности по другим факторам. Например, при недостатке азота в почве злакам требуется гораздо больше воды;
— наблюдаемые в природе реальные пределы толерантности меньше, чем потенциальные возможности организма адаптированного к данному фактору. Это объясняется тем, что в природе пользоваться оптимальными физическими условиями среды часто мешают биотические отношения (конкуренция, отсутствие опылителей, хищники) и другие взаимодействия факторов. Различают потенциальную и реализованную экологические ниши.
— пределы толерантности у размножающихся особей и потомства меньше, чем у взрослых особей, т. е. самки в период размножения и их потомство менее вы к условиям жизни, чем взрослые организмы. Забота о потомстве и бережное отношение к материнству продиктованы законами природы. К сожалению, иногда социальные достижения противоречат этим законам;
— экстремальные (стрессовые) значения одного из факторов ведут к снижению предела толерантности по другим факторам.
Если значение хотя бы одного из известных факторов приближается к минимуму или максимуму, существование и процветание организма, популяции или сообщества становится зависимым именно от этого лимитирующего жизнедеятельность фактора.
Источник