Сделай Сам Свою Работу на 5

Регулирование водного обмена





Растение в течение своей жизни нередко испытывает длительный или кратковременный недостаток или избыток воды в почве. В общей системе мероприятий по повышению продуктивности растений орошение в засушливых и дренаж в водоизбыточных районах имеют первостепенное значение. Вместе с тем в том и другом случае при несоблюдении научно обоснованных приемов мелиорации водный режим почвы не достигает оптимальных значений, что сказывается на свойствах почвы и на урожайности растений. Так, превышение норм полива в южных районах приводит к повторному засолению почвы и потере ее плодоро­дия. Осушение заболоченных лесов таежной зоны редкими канавами улучшает водный режим почвы лишь в узкой приканавной полосе, остальное пространство остается избыточно увлажненным, и гидротехническая мелиорация оказывается малоэффективной.

Одна оптимизация водного режима почвы приводит к заметному, но все же меньшему повышению продуктивности растений, чем комплекс мероприятий. Это связано с тем, что на фоне оптимального водного режима почвы растению требуется повышенное коли­чество элементов минерального питания. В связи с этим предпочтение отдается поливу растворами минеральных солей, осушению с последующим внесением удобрений и т.д. В лесах эти мероприятия сочетаются с рядом лесохозяйственных приемов, например, с прореживанием загущенных лесных насаждений, что регулирует одновременно и условия освещения в лесу, а с ними – температуру почвы и микробиологическую активность последней.



Орошение и обводнение земель в засушливых районах сказывается на протекании физиологических процессов растений. Установлено, что интенсивность транспирации дуба, ясеня и особенно акации желтой в полдень при орошении почти вдвое превышает соответствующую величину этого процесса у неорошаемых деревьев и кустарников. Повышается интенсивность транспирации и после проведения дренажных работ на затопленных лесных почвах, и при этом в большей степени на участках, осушенных интенсивнее других.

Торможение процесса транспирации под влиянием минеральных подкормок наблюдалось в частности у ели. В наших опытах внесение в почву фосфора вызвало снижение интенсивности транспирации у хвои ели обыкновенной на 13 – 22 %. Вместе с тем различные условия увлажнения почвы вносят коррективы в действие удобрений на интенсивность транспирации. В опытах Г.В. Всеволжской при высокой влажности почвы внесение удобрений при­водило к повышению интенсивности транспирации саженцев дуба черешчатого и тополя белого, а при низ­кой влажности – к понижению.



Существенная роль в регулировании водного режима растений принадлежит анmиmранспиранmам. Наибольшее распространение получили пленочные антитранспиранты – полистирол, поливинилхлорид, полиэтилен, нативный или искусственный латексы. Обработка листьев растений эмульсиями этих веществ приводит к образованию на них пленок различной толщины, закрывающих устьица и тем самым снижающих интенсивность процесса транспирации. Это снижение может достигать 50 % и более, сохраняя тем самым в большей степени сравнительно с контрольными саженцами водные запасы в течение нескольких суток. Фотосинтез обработанных антитранспирантами растений снижается в гораздо меньшей степени, а темновое дыхание остается практически на прежнем уровне. Таким образом, пленочные антитранспиранты оказывают достаточно большое сопротивление для прохождения через них паров воды и гораздо меньшее – для СО2 и О2 в особенности. Использование антитранспирантов не только положительно сказывается на приживаемости и росте лесных культур, но и удлиняет срок лесопосадочных работ.

Обработка антитранспирантами саженцев древесных растений приводила вместе с другими агроприемами к 100 %-ной приживаемости на лесокультурной площади. Полезны они оказались при пересадке крупных деревьев в городских условиях, в том числе в летний период при максимальном напряжении факто­ров внешней среды, и при черенковании древесно-кустарниковых пород.



В качестве антитранспирантов можно использовать также некоторые физиологически активные вещества, в том числе абсцизовую кислоту и некоторые органические кислоты, способные при нанесении их слабых растворов на листья вызывать закрывание устьиц.

Физиологического основы орошения. Наиболее радикальным способом повышения урожайности культур в засушливых условиях является орошение. Однако только правильное его применение эффективно. Как избыточное, так и недостаточное орошение может дать отрицательный результат. При избыточном орошении есть опасность ухудшения снабжения корней растений кислородом, уп­лотнения и вторичного засоления почвы. При недостаточных поливах с длительными межполивными периодами растения периодически попадают в условия засухи, происходят задержка роста листьев, снижение их фотосинтетической активности.

Для орошаемого земледелия важно установить интервал влажности почвы, благоприятный для роста и развития культур. На дерново–подзолистых почвах пороговые величины влажности, при которых полностью прекращаются ростовые процессы, составляют 20–30 и 90 % ПВ.

Нижний предел связан с возрастанием водоудерживающих сил, верхний – с ухудшением аэрации почвы. Оптимальной для накопления сухого вещества является влажность 70–80 % ПВ. Но постоянно поддерживать поливом такой узкий интервал влажности в полевых условиях крайне сложно и невыгодно. Экономически целесообразно получение примерно 80 % максимального урожая. В практике орошаемого земледелия наиболее эффективно поддержи­вать влажность почвы в пределах 50–80 % ПВ с учетом биологических особенностей культуры, фазы онтоге­неза, уровня агротехники, почвенных и климатических условий.

При разработке рациональных режимов орошения культур нужно определить оросительную норму – количество воды, необходимое для полива определенной культуры за весь вегетационный период в расчете на 1 га. Ее можно устано­вить на основании многолетнего опыта хозяйств и исследовательских учреждений или рассчитать на планируемый уро­жай с использованием средних коэффициентов водопотребления данной культуры. Сезонное водопотребление полевых культур составляет 3000–4000 м3/га, яблони – 5000–6000 м3/га, среднесуточный расход влаги полевыми культурами – 2,5–3,5 мм.

Можно рассчитать оросительную норму по метеорологическим данным. Наиболее широко применяют расчеты по уравнению водного баланса, сумме среднесуточных температур, относительной влажности, дефициту влажности воздуха, тепловому и радиационному балансам.

Для определения потребности растений в орошении используют данные испарения воды с поверхности эвапорометров. Этот метод основан на соответствии эвапотранспирации сплошного покрова растений при оптимальном снабжении их влагой и ис­парения со свободной водной поверхности, их сходной зависимости от метеорологических факторов. Для учета видовых особенностей растений вводятся поправочные коэффициенты.

Что касается установления сроков орошения, то необходимо провести полив, когда растение еще не испытывает недостатка в воде, но уже успело израсходовать почти всю полученную с предыдущим поливом воду. Сигналом для очередного полива не могут служить такие внешние признаки, как завядание листьев, утрата тургора стебля. Подвядание растений приводит к серьезным нарушениям в ультраструктуре клеток и обмене веществ. Даже кратковременный недостаток влаги не проходит для растений бесследно. После установления оптимальных условий водоснабжения поглотительная деятельность корня и фотосинтез восстанавливаются лишь через 5–7 дней, рост – через 2–3 недели, что приводит к значительной потере урожая. Следует также помнить, что у орошаемых культур развивается большая листовая поверхность, у них нет анатомо–морфологических приспо­соблений для ограничения расхода воды, и поэтому при перерывах в водоснабжении они страдают сильнее, чем растения на богаре.

Физиологическими исследованиями установлено, что все сельскохозяйственные растения особенно чувствительны к недостатку влаги во время закладки репродуктивных органов. У хлебных злаков это конец кущения – колошение, у плодовых культур – осень предшествующего года. Период наибольшей чувст­вительности к недостатку влаги называется критическим. Он может не совпадать с перио­дом максимальной потребности в воде, который обычно приходится на более жаркое время года или связан с формированием листового аппарата и наливом сочных плодов.

В сухие годы плоды обычно опадают раньше, чем на листьях можно обнаружить признаки увядания. Происходит это не из-за более высокой транспирации плодов, а из-за способности листьев в условиях водного дефицита оттягивать от них влагу.

Для определения времени полива часто определяют влажность почвы. Полезно также вести наблюдение за физиологическим состоянием растений. Хорошим показателем условий водоснабжения плодовых и овощных культур является динамика устьичных движений: сразу после полива устьица открываются очень широко, по мере расходования поливной воды щель их открывается все меньше и меньше, и при исчерпании запаса доступной воды они вовсе перестают открываться. Полив необходим раньше, чем наступит такое длительное закрывание устьиц. Другим достаточно надежным показателем условий водоснабжения может быть концентрация клеточного сока (ККС) растительной ткани, которая при недостатке влаги очень быстро возрастает.

В эффективном использовании воды растениями существенную роль играют удобрения, на что указывал еще Д.Н. Прянишников (1955). Даже такие почвы, которые в условиях богарного земледелия не нуждаются в удобрениях, при орошении уже не в состоянии обеспечить питательными веществами значительное повышение урожайности. Оптимизация минерального питания в условиях орошения снижает транспирационный коэффициент на 20–30 %. В орошаемом земледелии удобрения – важнейший фактор повышения не только урожая, но и его качества. Известно, что при орошении наряду с увеличением урожайности часто сни­жаются сахаристость плодов, корнеплодов сахарной свеклы, со­держание белка в зерне пшеницы. Однако, применяя минеральные удобрения, можно добиться повышения качества урожая.

С физиологической точки зрения наиболее рациональны орошение дождеванием и мелкодисперсные увлажнительные поливы. Частые поливы малыми порциями, соответствующими 20–30 мм осадков, позволяют поддерживать почву в равномерно увлажненном состоянии, снижают в жаркие часы дня температу­ру воздуха и растений, что обеспечивает благоприятный баланс газообмена и высокую продуктивность растений.

 








Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту:



©2015 - 2024 stydopedia.ru Все материалы защищены законодательством РФ.