Экология плодовых и ягодных растений.

Напомним, что экология – это факторы внешней среды, действующие на растение в комплексе и одновременно. От того, насколько они соответствуют требованиям плодовых и ягодных растений, последние испытывают комфорт, или наоборот, дискомфорт.

Из предыдущих курсов и дисциплин известно, что основными факторами внешней среды для растений считаются свет, температура, влага, почва. Это только малая часть всех факторов, они выделены как наиболее сильно влияющие на рост и плодоношение сада. На самом деле их множество и учесть их в комплексе пока наука не научилась. Тем не менее, основные факторы среды довольно хорошо известны и остановимся на каждом из них отдельно.

1. Свет. В настоящее время ежегодно всеми организмами, находящимися на земном шаре и способными к ассимиляции, в процессе фотосинтеза фиксируется 2*10¹¹ т углерода. Энергетический эквивалент этого количества углерода в 10 раз больше, чем используемого населением Земли за этот же период топлива, и в 200 раз больше энергетического эквивалента потребляемых продуктов питания. Средняя для Земли эффективность использования солнечной радиации, поступающей за год, составляет всего 0,1%. В 2—3 раза эффективнее используют солнечную энергию наземные растения (0,2—0,3%). В агрофитоценозах этот показатель достигает 0,5—1,5% (Росс, 1970; КоисЫсоузку, 1977), в садах — около 1% (Тикеу, 1968 и др.).

Низкий процент солнечной радиации, используемой в процессе фотосинтеза, не является величиной, предопределенной. Он широко варьирует в зависимости от вида растений, сорта, фенофазы, условий произрастания. О возможности краткосрочного повышения до 4-6% количества солнечной радиации, используемой сельскохозяйственными растениями, сообщает Ю. К. Росс (1970).

- свет и окраска плодов

- гелитропизм

- свет и фотосинтез

- ФАР

- распределение света в крупногабаритной кроне

- способы регулирования освещенности.

2. Воздух.Содержание углерода в растении достигает приблизительно 40% сухой массы. Почти все это количество углерода поступает из атмосферного воздуха.

Воздух содержит 0,03% СО₂ по объему, что соответствует 0,57 мг СО₂ в 1 л воздуха. Этот средний показатель колеблется в пределах 9-20%. Например, в непосредственной близости к поверхности почвы, особенно после дождя, содержание СО₂ в литре воздуха возрастает вследствие активного дыхания почвы. Возрастает концентрация СО₂ в кроне дерева в ночное время в результате теплового дыхания растения. В горных условиях абсолютное содержание СО₂ в литре воздуха ниже, чем на равнине, так как в горах и давление воздуха ниже, и влияние дыхания почвы на содержание углекислого газа в высоко лежащих слоях воздуха слабее.

Воздух почвы также содержит как СО₂, так и О₂. Причем, для корневой системы более важно наличие кислорода, т. к. он активно поглощается корнями и участвует в обменных процессах. Поэтому нормальный рост и развитие плодовых растений возможны только в условиях хорошо аэрированных почв.

3.Температура.Она контролирует:

- начало и окончание вегетации;

- сроки наступления фенологических фаз;

- интенсивность прохождения физиологических процессов;

- последовательное прохождение этапов в годичном цикле, в частности чередование периодов вегетации и покоя;

- от температуры зависит районированный сортимент, при изменении суммы температур воздуха на 300-400 ^оС, необходимо пересматривать районированный сортимент;

3.1. Термины и понятия, связанные с температурой.

Температура

- минимальная,

- оптимальная,

- максимальная.

Теплообеспеченность

- достаточная

- не достаточная

Потребность в холоде в период покоя

Морозостойкость

Зимостойкость

Холодостойкость

Жаростойкость

- Экологические требования отдельных плодовых и ягодных культур к условиям внешней среды в соответствии с темой диссертационной работы (на самоподготовку).

Возможности контроля факторов внешней среды доступными средствами.

Под контролем понимается возможность воздействовать на один из факторов доступными садоводу средствами. Например, при недостатке влаги, плодовод может удовлетворить потребность в воде путём искусственного орошения, при недостатке элементов минерального питания – пополнить их запасы за счёт минеральных или органических удобрений. Однако не все из факторов среды поддаются контролю.

Так, свет можно отнести к мало контролируемым факторам. В открытом грунте увеличить или уменьшить количество приходящей солнечной радиации сложно. Однако, учитывая, что растения из суммарного светового потока в искусственных ценозах используют всего 2-3%, то можно считать, что даже в условиях низкой освещённости, например в северной зоне плодоводства, растения не будут испытывать недостаток света. Тем не менее, свет влияет на продуктивность фотосинтеза плодовых растений и листья, расположенные в тени, получая всего 30-50% светового потока от приходящего на открытую площадку, опадают, поскольку оказываются неспособными прокормить себя.

Другим, мало контролируемым фактором можно считать температуру. Свет и температура тесно связаны, поскольку при снижении интенсивности светового потока, температура воздуха грунта снижается. Поэтому на северной границе промышленного садоводства лимитирующим фактором выступает не свет, а температура.

Она характеризуется:

- положительными и отрицательными показателями;

- минимальным, оптимальным, максимальным и экстремальным уровнями;

- продолжительностью вегетационного периода;

- суровостью зимнего периода;

- опасностью возвратных заморозков.

Практика контроля факторов внешней среды в условиях открытого грунта.

Разработки отечественных и зарубежных учёных, опыт практиков, показывает, что факторы внешней среды могут частично или полностью контролироваться доступными средствами агротехнологии.

Так, создание оптимальных условий освещённости в кроне плодовых деревьев достигается путём использования слаборослых подвоев и современных малогабаритных типов кроны, объединённых под общим названием как веретеновидные. Каждый лист такой коры находится в условиях действия прямых солнечных лучей и, если другие факторы жизнеобеспечения в оптимуме, продуктивность фотосинтеза достигает максимально возможного значения. Соответственно растёт урожайность. помимо этого, на условия освещённости влияет схема посадки и плотность размещения растений. Так, увлечение ленточными схемами размещения деревьев в садах даже слаборослых, достигающих 6 и более тысяч на одном гектаре, привело к вытягиванию крон внутренних рядов, перемещению зоны плодоношения из нижней части в верхнюю, потери продуктивности и качества плодов. На сегодня установлено, что пороговая плотность размещения слаборослых деревьев яблони не должна превышать 3,5 тыс./га.

Таким образом, освещённость в определённых пределах удаётся контролировать, хотя полный контроль в условиях открытого грунта пока не доступен.

Ни теоретики учёные, ни практики пока не предложили методы контроля температуры окружающей среды в условиях открытого грунта. Основным методом остаётся профилактика данного фактора. Она достигается мониторингом местности по теплообеспеченности и суровости зимне-весеннего периода. Рекомендуется сады любой из плодовых пород размещать на участках, где коэффициент теплообеспеченности находится на уровне 1,0 и выше, а морозоопасность не превышает 40% лет.

Влага считается фактором, который удаётся контролировать доступными плодоводу средствами – искусственным орошением. На сегодня используется несколько методов пополнения недостающей влаги в корнеобитаемом слое, среди которых наиболее совершенны, это капельное орошение и мелкодисперсное дождевание. Разработаны методы определения запасов продуктивной влаги в почве, расчёта оросительной и поливных норм и они с успехом применяются на практике.

Влажность почвы не единственный фактор, оказывающий влияние на рост и плодоношение растений. Не менее важна влажность воздуха. Привычные нам семечковые и косточковые породы мирятся с низкой влажностью воздуха в летний период в Крыму. Но такая культура, как смородина чёрная, сформировавшаяся в условиях повышенной влажности воздуха в условиях Крыма не удаётся из-за высокой температуры и низкой влажности воздуха в летний период: происходит горошение ягод весной, а летом, в июле-августе она сбрасывает листья, что сказывается на её продуктивности в следующем году. В штате Калифорния (США) по этой же причине прерывают плодоношение земляники. Летом там влажность воздуха снижается до 30% относительной влажности. В этих условиях плоды не достигают своего биологического размера, остаются жёсткими и малотоварными.

Контролировать данный фактор доступными агротехническими средствами пока не удаётся.

Почвы и их качественные показатели оказывают влияние на состояние растений и их продуктивность. Считается, что плодовые породы мало требовательны к почвам. Вместе с этим высокая плотность грунта тормозит и даже делает невозможным рост корневой системы. Причём пороговая плотность почвы для разных пород неодинакова. Известно, что семечковые породы способны произрастать при плотности 1,5, а в некоторых случаях даже при 1,6 г/см³, тогда как персик на миндале гибнет уже при плотности почвы 1,4 г/см³.

На способность к произрастанию на разных грунтах оказываю влияние подвои. Обычно сильнорослые подвои могут переносить более высокую плотность почвы, чем слаборослые. Но и среди них наблюдается различие. Например, на долинных почвах черешня хорошо растёт на подвое черешня дикая и массово выпадает уже в молодом возрасте на подвое антипка.

Считается, что косточковые породы предпочитают более лёгкие типы грунта, чем семечковые.

- Контроль экологических факторов на разных этапах развития отдельных плодовых пород (в соответствии с темой диссертационной работы – на самоподготовку)

Контролируемые и неконтролируемые факторы среды в защищённом грунте.

Защищённый грунт позволяет контролировать больше внешних факторов, но, как и в открытом грунте, не все.

Так на условия освещённости оказывает влияние кровля. Разные укрывные материалы характеризуются разной пропускной способностью, поэтому границы получения урожая в теплицах контролируются именно условиями освещённости. Например, двойной слой плёнки задерживает до 30% солнечного света, а стекло – всего 10%. Поэтому в теплицах под плёнкой не удаётся получать урожай в конце зимы и даже в ранневесеннее время. В тоже время в остеклённых теплицах урожай овощей получают уже начиная с конца февраля. Экономически оправданный урожай земляники в зимних теплицах можно получать до середины ноября и с конца марта. Во второй половине ноября, в декабре, январе, феврале и в первой половине марта урожайность настолько низкая, что даже высокая реализационная цена не обеспечивает окупаемость получаемой продукции.

Другой фактор – температура может полностью контролироваться доступными средствами, как и минеральное питание, влажность корнеобитаемого слоя и воздуха.

Следовательно, защищённый грунт даёт большие возможности к регулированию условий произрастания, но, к сожалению, не всех факторов.

Большими возможностями характеризуются климатические камеры, в которых можно контролировать до 30 параметров.

Методы контроля факторов среды в защищённом грунте.

Искусственное земледелие даёт большие возможности к увеличению урожайности и продолжительности получения продукции в течение года.

На сегодня самыми совершенными параметрами характеризуются фитотроны и гроубоксы. В них полностью удаётся контролировать свет, температуру, влагу, питание. При этом управление возможно в автоматическом режиме.

Одним из проблемных и в этих условиях остаётся свет. Для получения полноценного урожая овощных растений, земляники требуется большое количество света. Обычные лампы накаливания, люминесцентные лампы и даже натриевые не обеспечивают экономного расходования электрической энергии: большей частью она превращается тепловую.

С появлением светодиодных источников света положение изменилось, и появилась надежда на экономически оправданное получение продукции и в зимнее время.

На сегодня промышленностью выпускаются светильники, которые обеспечивают не только необходимый световой поток, но и спектральный состав. Известно, что наибольшей частью листья поглощают лучи в области красной и синей части спектра. Светодиодные лампы – фитолампы – позволяют обеспечить растениям именно этот спектральный состав, при этом достигается дополнительная экономия расходования электрической энергии.

В ряде стран уже созданы опытные, полностью изолированные от действия внешних факторов сооружения, на искусственном освещении с автоматизированным регулированием всех факторов жизнеобеспечения растений. Они позволяют получать продукцию независимо от времени года, при этом урожайность многократно увеличивается.

Литература:

- Экология плодовых культур. Иванов В.Ф., Ивановы А.С., Опанасенко Н.Е., Литвинов, Н.П., Важов В.И. Киев. «Аграрна наука». – 1998 г. – 406 с.: ил.

- Агроэкологические ресурсы и районирование степного и предгорного Крыма под плодовые культуры. Опанасенко Н.Е., Костенко И.В., Евтушенко А.П. Симферополь. Издательство «Научный мир». -2015 г. -216 с.: ил.

- Интернет ресурсы.