Вимоги рослин до фізичних умов ґрунтів, їх складання та структурного складу

Прояв цих умов значною мірою залежить від гумусного стану ґрунтів, гранулометричного та мінералогічного складу, потужності орного шару, ступеня окультурення. Кількісно виміряти відношення різних культур до цих умов не завжди можливо. Проте для якісної оцінки їх впливу на продуктивність рослин практичного досвіду в більшості випадків достатньо.

Традиційно, оцінюючи вимоги культур до фізичних умов ґрунту основна увага приділялась відношенню їх до гранулометричного складу. Довгий час він використовувався для інтегральної характеристики фізичних властивостей ґрунту.

Більшість рослин відрізняє екологічна причетність до певної категорії ґрунту, а для деяких вона досить специфічна. Зокрема, поряд з сапрофітами, причетними до піщаних умов, існує група рослин, які не витримують піщаних ґрунтів. В цілому про відношення рослин до гранулометричного складу ґрунтів відображають показники табл. 29 (за даними В. Ф. Валькова).

Проте слід мати на увазі, що в різних природних зонах відношення рослин до гранулометричного складу може значно змінюватись і залежно від умов зволоження та теплозабезпечення.

Таблиця 29. ВІДНОШЕННЯ СІЛЬСЬКОГОСПОДАРСЬКИХ КУЛЬТУР ДО ГРАНУЛОМЕТРИЧНОГО СКЛАДУ ҐРУНТУ

Польові культури виявляють різне відношення до щільності ґрунту (табл. 30). Для більшості культур суцільної сівби ці значення в межах 1,1-1,3 г/см , для просапних — у межах 1,0—1,2 г/см , що відповідає 55-60% загальної щілинності.

Таблиця 30. ОПТИМАЛЬНА ЩІЛЬНІСТЬ ОРНОГО ШАРУ РІЗНИХ ҐРУНТІВ ДЛЯ ОКРЕМИХ ПОЛЬОВИХ КУЛЬТУР

Деякі культури, наприклад бавовник, люпин, добре розвиваються при більш високих значеннях щільності орного шару. Особливо виділяється рис, для нормального росту і розвитку якого необхідне високе ущільнення верхнього шару.

При проникненні кореневої системи більшості рослин в ущільнені шари з об'ємною масою 1,4-1,6 г/см3 їх розвиток пригнічується, а при більш високих значеннях щільності ріст кореневої системи неможливий.

Потреба рослин в елементах живлення і особливості їх використання

Нагромаджено значний фактичний матеріал щодо потреб сільськогосподарських рослин у мінеральних речовинах. Різні види рослин, які вирощують на одному і тому самому ґрунті, використовують з нього мінеральні речовини в різних співвідношеннях. Вимога рослин до мінерального живлення визначена їх генотиповими особливостями.

Ефективність удобрення визначається складним комплексом умов: родючістю ґрунту, біологічними особливостями сільськогосподарських культур і їх сортів, технологією вирощування, кількістю та якістю добрив, кліматичними та погодними умовами. Останні часто мають вирішальне значення.

Умови погоди впливають як на кількість доступних поживних речовин у ґрунті, так і на дію добрив на рослини. Відомо, що продуктивність культур в основному визначається відповідним рівнем світлового режиму та мінерального живлення. Чим вищий рівень світлового та мінерального живлення, тим за умов нормального забезпечення вологою більше синтезується вуглеводів у рослин і тим більше вони здатні засвоювати азот. Світло впливає на азотне живлення не лише через фотосинтетичні процеси, а й через транспірацію. В свою чергу, транспірація залежить від вологості і температури повітря та ґрунту.

Температурний режим визначає нагромадження поживних речовин у ґрунті. Впливаючи на швидкість руху води і розчинених солей, температура впливає на темпи надходження поживних речовин в рослини з ґрунту і внесених добрив. За невисоких температур (8-10 °С) знижується надходження в корені і переміщення з них у надземні органи азоту, послаблюється його використання та утворення органічних азотних сполук. При ще більш низьких температурах (5-6 °С і нижче) поглинання коренями азоту і фосфору різко зменшується. Зниження поглинання калію при цьому проходить уповільнено.

За даними В. Д. Паннікова і В. Г. Мінєєва, в інтервалі даних температур 10-25 °С підвищується мобілізація поживних речовин з ґрунту. Оптимальна температура для надходження азоту і фосфору в рослину в межах 23-25 °С. Вона наближається до оптимальної температури росту хлібних злаків в період виходу в трубку — колосіння (22-24 °С денних або 14-16 °С середньодобових температур).

Рівень забезпечення вологою впливає на доступність поживних речовин в ґрунті і використання їх рослинами. За помітної нестачі води добрива можуть не дати позитивної дії або навіть негативно вплинути на формування врожаю.

Надлишкове зволоження пригнічує процес нітрифікації, зменшує надходження в рослини азоту з ґрунту і внесених добрив, сприяє нагромадженню шкідливих речовин. Встановлено, що при нормальному зволоженні коефіцієнт використання рослинами азоту добрив складає 57%, при надлишковому — всього 9%.

Відомо, що показники структури і щільності ґрунту достатньо віддзеркалюють умови життя рослин.

Ефективність добрив помітно зростає з підвищенням зволоження до 90% польової вологоємності на ґрунтах меншої щільності складання (з об'ємною масою 1,1-1,3 г/см3) і до 80% польової вологості щільних ґрунтів (з об'ємною масою — 1,4-1,6 г/см3 ). Подальше зволоження ґрунту до 100-120 % польової вологоємності викликає невелике падіння ефективності на нещільних мінеральних ґрунтах і різке — на щільних підзолистих ґрунтах.

Висока технологія вирощування сільськогосподарських культур, в тому числі внесення мінеральних добрив, сприяють послабленню впливу несприятливих метеорологічних умов на врожайність.

Доведений позитивний вплив фосфору і калію на обводнення колоїдів плазми і зниження коефіцієнта транспірації рослин. Внесення добрив знижує витрати вологи на створення одиниці продуктивної частини врожаю на 20-30%. Проте в умовах значної й тривалої посухи підвищення концентрації ґрунтового розчину при внесенні добрив, особливо азотних, може токсично вплинути на рослину і знизити врожай. Тобто повністю усунути наслідки значних посух тільки за рахунок мінеральних добрив без додаткових меліоративних заходів (темпи зрощення) не вдається.

Правильне застосування добрив знижує негативний вплив на урожай низьких температур, приморозків та інших несприятливих метеорологічних явищ.

Застосування добрив підвищує стійкість озимих культур до несприятливих умов перезимівлі. Рослини розвивають добре кореневу систему, більше нагромаджують сухих речовин, гідрофільних колоїдів, цукрів та інших органічних сполук, що послаблюють дію несприятливих метеорологічних умов зимового періоду. Зокрема при внесенні фосфорно-калійних добрив помітно підвищується зимостійкість озимих культур. Водночас при високих нормах внесеного азоту без фосфорно-калійного фону або на перерослих з осені посівах може відбутись значне зниження зимостійкості рослин. Помірні дози азоту на фоні фосфору і калію, навпаки, підвищують стійкість посівів до перезимівлі і сприяють більш інтенсивному відновленню частково уражених рослин.

Інтенсивність засвоєння мінеральних елементів має періодичність і може відрізнятися за фазами росту й розвитку кілька разів. Наприклад, ячмінь використовує мінеральні елементи в основному в період від кущіння до виходу в трубку, у пшениці період використання помітно розтягнутий, у цукрових буряків максимальне використання в середині вегетації, у проса — перед викиданням волоті.

Можливості використання мінеральних елементів рослинами з ґрунту пов'язані з особливостями розвитку кореневої системи, здатністю використати поживні речовини з важкодоступних форм. Остання ознака, залежить від потужності кореневої системи та від особливості безпосередньої дії на ґрунт кореневих виділень.

Відома, зокрема, підвищена засвоюваність коренів гречки, люпину, гірчиці, буркуну, соняшнику в порівняно із зерновими колосовими, льоном, коноплями та ін.

Кількісна оцінка розвитку кореневої системи рослин певною мірою відображає їх реакцію на родючість ґрунту. Наприклад, коренева система у вівса сильніша, ніж у ячменю, у озимого жита сильніша, ніж у озимої пшениці. Відповідно пшениця більш вимоглива до родючості ґрунту, ніж жито, а ячмінь вимогливіший від вівса. Цей зв'язок помітно коригується рядом інших факторів.