Факторы жизни растений и законы земледелия
Законы земледелия
Действие факторов жизни растений (вода, пища, свет, тепло и др.) подчиняется определённым закономерностям или законам научного земледелия. Их несколько.
Закон незаменимости и равнозначимости факторов жизни. Наиболее полно он сформулирован В. Р. Вильямсом. Согласно этому закону, все факторы роста и развития растений равнозначимы и физиологически незаменимы и недостаток одного из них нельзя заменить избытком другого: фосфор азотом, воду теплом и т. д. Какое значение имеет этот закон для производства? Культурные растения должны быть обеспечены всеми факторами роста без исключения. При этом они должны быть представлены в определённых количественных соотношениях. Эти пропорции регулируются вторым законом земледелия.
Закон минимума, оптимума и максимума. Разберём его по частям.
Закон минимума. Сформулирован Юстусом Либихом. Он гласит: урожай зависит от того фактора, который находится в относительно наибольшем минимуме, и до устранения этого минимума воздействие на другие факторы не сопровождается повышением урожая.
Пример:
Обеспеченность урожая | N | P | Урожай |
1 | 1,0 т/га | 1,5 т/га | 1,0 т/га |
2 | 2,5 т/га | 1,5 т/га | 1,5 т/га |
Наглядной демонстрацией этого закона является так называемая «бочка Добенека», французского учёного (рис. 2.1.1.2).
Какое производственное значение имеет закон минимума? Он ориентирует производство на первоочередную ликвидацию узких мест. В зоне достаточного увлажнения (дерново-подзолистые, подзолистые почвы) это аэрация и азот, в северных районах – тепло. В зоне неустойчивого увлажнения (лесостепь, чернозёмная степь) – влага, фосфор, в зоне недостаточного увлажнения (каштановые почвы) – влага. И поэтому борьба за влагу – основная задача в системе адаптивного земледелия Нижнего Поволжья.
Закон оптимума. Самый высокий урожай достигается тогда, когда каждый фактор находится в оптимальном количестве. Определение этого оптимума для каждого конкретного случая является задачей земледелия как науки, его обеспечение – задача земледелия как отрасли производства.
Закон максимума. Каждый фактор имеет свой максимум, за пределами которого дальнейшее его увеличение неэффективно, а иногда и вредно.
Наглядное представление о сути закона минимума, оптимума и максимума даёт так называемая кривая немецкого учёного Гельригеля, полученная им в опыте по изучению влияния влажности почвы на урожайность ячменя (рис. 2.1.1.3).
Закон совокупного или взаимообусловленного действия факторов роста. Сформулирован немецким учёным Митчерлихом. Согласно этому закону, факторы роста действуют не изолировано, а взаимосвязано, и поэтому, воздействуя (увеличивая или уменьшая) на один фактор, мы в той или иной степени воздействуем на другой. Например, на удобренном фоне, как установил, К. А. Тимирязев, растения более экономно расходуют влагу и их транспирационный коэффициент снижается. Графически суть этого закона иллюстрируется результатами опыта Э. Вольни (рис. 2.1.1.4). Из закона взаимообусловленного действия факторов роста вытекает важное положение для производства: чтобы получать высокие урожаи, необходимо влиять не на один фактор, а все факторы внешней среды, добиваясь их оптимальных значений.
Закон возврата. Сформулирован Ю. Либихом в отношении питательных веществ. Питательные вещества, взятые растениями из почвы, должны быть возвращены в неё путём удобрений или посева бобовых культур.
Как образно выразился Ю. Либих, нарушение закона возврата приводит к обогащению отцов, но разорению потомков. Сейчас в России мы его нарушаем, так как при среднегодовом выносе питательных веществ с урожаем в размере более 13 млн. тонн возвращаем лишь 2,7 млн. тонн или 20% (Каштанов, 1995- Кочетов, 1999).
Сейчас закон возврата понимается более широко и не только в отношении питательных веществ, но и других негативных воздействий на почву. Всякое негативное воздействие на почву должно быть компенсировано (переуплотнение, распыление, разрушение структуры, засоление и т. п.).
Закон плодосмена. Обоснован Д. Н. Прянишниковым. Согласно нему, более благоприятные условия для сельскохозяйственных культур обеспечиваются тогда, когда они высеваются на поле не бессменно, а чередуясь друг с другом, то есть в севообороте (табл. 2.1.1.4).
Таблица 2.1.1.4
Средние урожаи озимой пшеницы в Западной Европе при различных системах земледелия (по Д. Н. Прянишникову)
Исторический период | Урожайность, т/га |
| Зерновое трёхполье (до конца XVIII столетия) | 0,7…0,8 |
| Господство плодосмена (1840…1885 гг.) | 1,6…1,7 |
| Минеральные удобрения и плодосмен (1900…1930 гг.) | 2,5…3,0 |
| Интенсивные технологии (современный период) | 6,0…7,0 |
Закон видового разнообразия культур или мозаичности агроценозов. Наиболее высокая и устойчивая продуктивность агроценозов достигается при их достаточном видовом разнообразии. Этот закон также лежит в основе учения о севооборотах.
Закон технологического разнообразия. Постоянное длительное применение на поле одной и той же технологии (одних и тех же пестицидов, удобрений, обработки почвы и других приёмов) усиливает одностороннее негативное воздействие на почвенное плодородие и поэтому необходимо иметь севооборот с различными культурами и их агротехнологиями.
Законы земледелия действуют везде, но в разных природных условиях для их соблюдения требуются различные агротехнические мероприятия. Поэтому в каждой природной зоне должна применяться своя система земледелия, выработанная на основе общих закон земледелия, но с учётом местных условий.
