Размещено на http://www.allbest.ru/

Оцінка ерозійної небезпеки і еродованості ґрунтів

Основні деструктивні процеси в ґрунтах, їх фізична деградація пов'язані, в першу чергу, з проявами водної і вітрової ерозії. При цьому важливо оцінювати поряд з фактичною еродованістю ґрунтів потенційну схильність до ерозійних процесів і умови прояву ерозії.

В Україні майже 16 млн га земель еродовані й ерозія продовжує наступати далі на кожний п'ятий гектар з тих, які поки що не зазнали її. Проте втрати гумусу на цих землях уже досягли 30-70%.

За підрахунками вчених, на землях схилів крутизною понад 10° (їх у складі ріллі близько 52%) в Україні без користі для врожаю, а то із шкодою для навколишнього середовища і самого ґрунту втрачається до 60% талих і зливових вод, з якими виноситься в річки, озера і ставки 15-25% біогенних речовин, добрив і пестицидів.

Водною і вітровою ерозією щороку виноситься в середньому 15 т/га. а в Україні -- 740 млн т ґрунту, що містить 24 млн т гумусу, 0,7 млн т рухомого фосфору та інші елементи живлення. Основною причиною такого становища є надмірна розораність земель. Станом на 1 січня 2010 р. , питома вага ріллі в структурі сільськогосподарських угідь України становила 78%, тоді як Англії, Франції, Німеччини -28-32%, у СІЛА -- 15,8, у Канаді -- 4,6. У середньому в країнах ЄС розораність сільськогосподарських угідь становить -- 25,6%. Загальні ж нормативи становлять: розораність території 40-45 %, співвідношення екологічно сталих угідь (сіножаті, пасовища, ліси) до ріллі -- не менше одиниці.

Ерозійні процеси, руйнуючи ґрунти, впливають насамперед на забезпеченість їх органічною речовиною. Так, вміст гумусу в слабоеродованих чорноземах зменшується на 5-10%, середньоеродованих -- на 25-30% і сильноеродованих -- на 35-40% порівняно з їх повнопрофільними аналогами. У таких ґрунтах у гумусі орного шару міститься відносно більша кількість сульфокислот і менша -- гумінових, знижується їх біогенність, що погіршує умови росту і розвитку сільськогосподарських культур, а продуктивність еродованих ґрунтів знижується на 20-40% залежно від ступеня еродованості. У виробничих умовах Полісся середньорічні втрати гумусу під впливом ерозії становлять 24 млн т, у Лісостепу -- 11, у Степу -- 10,3 млн т.

Водна ерозія ґрунту -- процес його руйнування під ударами крапель дощу і під дією поверхневого стікання води. Вона відбувається унаслідок розмивання поверхні ґрунту, переходу зміщених частинок у завислий стан і перенесення їх на інші ділянки. У місцях, де швидкість потоку води зменшується, мінеральні частинки осідають, утворюючи перевідкладені пролювіальні й делювіальні наноси на намиті ґрунти. До активного антропогенного впливу на ландшафти інтенсивність ерозії вимірювали швидкістю ґрунтоутворення. Така ерозія має назву нормальної. При включенні земель до сільськогосподарського використання інтенсивність цього процесу дуже помітно зросла, що визначило її назву -- прискорена або сучасна.

За формою прояву розрізняють ерозію поверхневу, або змиву ґрунту; струменеву; розмивання, або яружну ерозію та іригаційну при неправильному зрошенні. Результати прояву цих форм ерозії можна бачити на окремих масивах земель, проте вони часто проявляються і сумісно.

Сучасна ерозія проявляється при поєднанні природних і антропогенних факторів. Поєднання певних природних факторів створює передумови для прояву прискореної ерозії, а нераціональна господарська діяльність є основною причиною її розвитку.

До природних факторів розвитку водної ерозії відносяться кліматичні (товщина снігового покриву, глибина промерзання ґрунту і швидкість танення снігу, кількість опадів та їх інтенсивність), рельєф (розчленованість, базис ерозії, величина і форма водозбору, крутизна, довжина, форма і експозиція схилів), властивості ґрунту (гранулометричний склад, структурна будова, водопроникність, вологоємність), стан захисту земель природною рослинністю.

Основні антропогенні фактори ерозії -- зменшення рослинного покриву, дигресія пасовищ, погіршення структурного стану, недостатній захист поверхні рослинними рештками.

Ґрунти з ознаками можливого прояву ерозії звуться ерозійно небезпечними, а реально піддані ерозії -- еродованими (змитими).

Рослинний покрив відіграє дуже важливу роль у захисті ґрунту від ерозії. Ґрунт, що заріс травою, як правило, за визначенням П А. Костичева, не розмивається навіть тоді, коли утворився яр, і навіть з самого краю обриву.

Вплив рослинного покриву на швидкість ерозії багатозначний. Коренева система рослин передусім скріплює структурні елементи ґрунту і цим перешкоджає його розмиванню і змиванню. У багатьох рослинних угруповань (степових, лучних, гірсько-лучних) коренева система розвинена значно більше, ніж надземна частина. На типових чорноземах, наприклад, надземна маса у сухому стані становить 3-4 т/га, а коренева -- близько 20 т/га, тобто маса коріння перевищує масу надземної частини у 5-6 разів. У сухому Степу це перевищення досягає 10-12, на гірських луках -- майже 100 разів.

У сільськогосподарських культур (крім багаторічних трав) співвідношення між надземною і кореневою масами інше. У зернових за врожайності зерна 3 т/га надземна маса становить 6 т/га, а підземна -- 2-3 т/га. Через це коренева система більшості зернових не може ефективно захищати ґрунт від ерозії. Тим більше цього не можна очікувати на ділянках, зайнятих просапними культурами, та на парових полях.

Завдяки кореневим системам рослин збільшується пористість і фільтраційна здатність ґрунту. У ґрунтах, густо пронизаних корінням, краще вбирається волога, зменшується ерозія. Завдяки кореневій системі щільність дернини у 1,2-4,7 рази менша, ніж решти гумусного горизонту.

Сільськогосподарські культури по-різному захищають ґрунт від зливової ерозії (табл.17).

Таблиця 17. Вплив сільськогосподарських культур на стік і змивання ґрунту (вилугуваний чорнозем, схил -- 5°, вологість ґрунту -- 18-20 %; ю. С. Толчельников, 1990)

Найменший ґрунтозахисний вплив мають просапні культури, меншу -- горох, ячмінь, овес. Пшениця і жито краще захищають ґрунт від ерозії, ніж ячмінь і овес. У полі багаторічних травосумішок ерозія також незначна, як і на цілинних ділянках.

Чим краще розвинена надземна маса рослин, тим вища їх ґрунтозахисна дія, оскільки густий рослинний покрив послаблює руйнівний вплив крапель дощу на ґрунт. Крім того, за більшої надземної маси в однієї і тієї самої культури більша маса коріння, завдяки якій дрібні грудочки ґрунту набувають водотривкої структури. Таким чином, при забезпеченні земними і, по можливості, космічними факторами життя в оптимальній кількості культури не тільки формують високу продуктивність, а й захищають ґрунт від ерозії.

Слабозмиті ґрунти, як правило, розміщені на пологих схилах ( не більше 3°). Середньозмиті ґрунти розташовані на схилах з ухилом 3-5°.

Дуже змиті ґрунти розміщені на схилах з ухилом понад 5°, характеризуються змитістю верхньої частини профілю.

Ерозія супроводжується втратою талих вод, розчленуванням полів, замуленням річок, ставків, водоймищ, зрошувальних і дренажних систем. Найбільш інтенсивний розвиток водної ерозії виявлено на Поліссі та в Лісостепу. Південніше прояв її послаблюється, але посилюються процеси вітрової ерозії, або дефляції.

Вітрова ерозія, або дефляція, тобто процес руйнування, переміщення і відкладання ґрунту вітром, проявляється у вигляді розвіювання ґрунту за невеликих швидкостей вітру і у вигляді пилових бур.

Основні фактори, які визначають схильність ґрунту до дефляції: швидкість вітру, ступінь розпилення і вологості верхнього шару, наявність рослинності або її решток. Опосередкований вплив на дефляцію проявляє загальна кількість опадів і розподіл їх продовж року, вологість і температура повітря, рельєф.

Основні райони прояву дефляції -- Степ і в меншій мірі Лісостеп. В умовах хвилястого або розчленованого рельєфу дії вітру найбільш піддаються підвищені ділянки поверхні та вітроударні схили. Високим ступенем дефляції вирізняються ґрунти легкого гранулометричного складу. Руйнування важких ґрунтів залежить від структурного стану. Цьому процесу сприяє перемінне їх зволоження і висушування. Ще більше розпадаються агрегати при чергуванні процесів промерзання і розмерзання ґрунту. Перетворення води в лід у перезволоженому ґрунті супроводжується збільшенням його об'єму і в зв'язку з цим розривом окремих структурних утворень на дрібні агрегати. Цим пояснюється посилення видування ґрунту від осіннього періоду до весняного.

Дефляція розпочинається з переміщення частинок ґрунту діаметром 0,1-0,5 мм, які під тиском повітряного потоку вириваються із приземного спокійного шару і набирають обертального руху з частотою 200-1000 об./с. При перекочуванні поверхнею ґрунту верхня частина частинок рухається швидше, ніж вітер, а нижня частина рухається в протилежному напрямку. Так як повітря біля поверхні частинок обертається разом з ними, вище частинок створюється відносне розрідження, а під ним повітря стискується. Внаслідок різниці аеродинамічного тиску частинка підкидається вверх і попадає в шари з помітно більшою швидкістю вітру. В міру підняття в повітря обертання навколо осі уповільнюється. Втративши вертикальний імпульс, частинка переноситься вітром по знижуючій траєкторії. Під дією сили тяжіння вона повертається до поверхні ґрунту під кутом 6-12°. Ударяючись об грудочки більшого розміру, вона подрібнює їх, збільшуючи цим кількість плигаючих частинок, внаслідок чого створюється лавинний ефект. При цьому частинки ґрунту діаметром менше 0,1 мм захоплюються вітром і переносяться на велику відстань. Частинки діаметром 0,5-1 мм переміщаються поверхнею ґрунту перекочуванням.

Тому найбільш ерозійно небезпечними є фракції розміром 0,1-0,5 мм, що викликають руйнування ґрунту, механічне пошкодження і знищення рослин. Стійкість ґрунту проти дефляції оцінюють за грудочкуватістю поверхні, тобто за кількістю вітротривких грудочок (понад 1 мм) у шарі 0-5 см, вираженому у відсотках від повітряно-сухого ґрунту. При вмісті цих грудок менше як 50% наступає процес видування. Поріг стійкості ґрунту до дефляції, коли на поверхні немає післяжнивних решток, характеризується ступенем грудочкуватості в межах 50-55%. Картина істотно змінюється залежно від наявності на поверхні ґрунту післяжнивних решток.

Ґрунтовтома, оцінка фітотоксичності ґрунту і фітосанітарного стану

Явище "ґрунтовтома" помічене людиною дуже давно. Ще за перших спроб вирощування рослин землероб зустрівся з неможливістю багаторазового культивування одного виду на одному і тому самому полі і з прогресуючою втратою родючості при беззмінній культурі. Якраз ці обставини обумовили виникнення і розвиток систем обробітку ґрунту.

Ґрунтовтома може мати різні причини, різний ступінь впливу, різну стійкість у часі. Причому дія причин ґрунтовтоми загострюється з інтенсифікацією землеробства.

Головні з них:

1 -- одностороннє винесення елементів живлення; 2 -- порушення структури та фізико-хімічних властивостей ґрунту, особливо при довготривалому вирощуванні просапних культур; 3 -- розвиток фітопатогенної мікрофлори; 4-однобічний розвиток деяких груп мікрофлори ґрунту за рахунок інших груп; 5 -- посилене розмноження бур'янів та шкідників; 6 -- порушення рН; 7 - нагромадження фітотоксичних речовин у ґрунті.

В природі і сільськогосподарському виробництві об'єктивно існують механізми нагромадження фітотоксинів, їх руйнування і виділення з середовища, що діють незалежно. При цьому необхідно констатувати, що основні правила сівозмін, добір попередників і наступних культур, агротехнічні заходи та інше, що склалися унаслідок багаторічного досвіду, повною мірою усувають токсичність ґрунту, якщо вона є. Оцінка цих механізмів, безперечно, є важливим резервом поліпшення родючості ґрунту та рентабельності сільськогосподарського виробництва.

Ґрунтовтома також розглядається як результат порушення екологічної рівноваги в системі ґрунт -- рослина, що є наслідком односторонньої дії на ґрунтове середовище культурних рослин. Визначним фактором виступає перегрупування ґрунтових мікроорганізмів у напрямку збільшення питомої ваги агрономічно менш цінної і шкідливої мікрофлори, зокрема, збільшення частки мікроскопічних грибів, антіноміцетів і фітотоксичних форм в загальній кількості мікроорганізмів. Така реакція мікрофлори ґрунту на одноякісність щорічного надходження до нього рослинних залишків.

Фітотоксичні властивості на певних стадіях розкладання решток практично усіх культур, але в різній мірі. Наприклад, залишки бобових зберігають ці властивості недовго, а залишки колосових -- довгий час.

Ґрунтовтома проявляється не тільки за беззмінної культури, але й за чергування близьких за біологією культур або за високого насичення сівозмін культурами однієї групи, хоч у першому випадку спостерігається підвищений вміст токсичних форм мікроорганізмів в ґрунті.

Фітотоксичні форми є в усіх основних груп ґрунтових мікроорганізмів, але найбільша їх кількість виявлена серед мікроскопічних грибів. Найбільшу кількість фітотоксичних видів виявлено серед грибів Pйnicillium, Aspergillus, Fusarium, серед бактерій родини Pseudomouas, Bacillus. Серед актиноміцетів значною токсичністю вирізняються культури з сірим повітряним міцелієм.

Розповсюджені фітотоксичні мікроорганізми в усіх ґрунтах. Джерелом надходження в ґрунт фітотоксичних речовин крім фітоксинів мікроорганізмів і продуктів розкладу післязбиральних залишків сільськогосподарських культур є також прижиттєві виділення надземних органів рослин і кореневі виділення.

З продуктами метаболізму кореневих систем конюшини, люцерни, льону пов'язана значна утома цих культур при беззмінному вирощуванні.

Хімічна природа фітотоксичних речовин (колінів), що обумовлюють токсичність ґрунту, дуже різноманітна. Це похідні фенолів, хінонів і нафтизіну, поліпептиди й інші сполуки.

Визначення активності водорозчинних колінів, показане в умовних кумаринових одиницях (УКО), часто використовують як показник токсичності ґрунту.

Для встановлення токсичності ґрунту, крім складних хімічних реакцій, використовують як тест реакцію проростків високочутливих рослин (крес-салат, редиска, горох та ін.).

Розглядаючи ґрунтовтому з екологічної точки зору, можна визначити її як результат екологічної кризи, що наступає як наслідок дисгармонії в відношенні рослин і ґрунтового середовища в агроценозах. У клімаксових рослинних ценозах немає ґрунтовтоми, тому вони можуть існувати практично безкінечно за умови певної постійності екологічних умов. Тільки при зміні цих умов окремі фактори ґрунтовтоми можуть бути як причина зміни рослинної формації. Ґрунтовтома -- це той екологічний механізм, за допомогою якого система ґрунт -- рослина робить спробу звільнитися від однобічного впливу на ґрунтове середовище з боку штучного рослинного ценозу, створюючи умови для його природної зміни. Якраз саме внаслідок цієї загальної причини в монокультурі одержують більший розвиток бур'яни, що являють одну із стадій можливої сукцесії. Ґрунтовтома супроводжується і розвитком хвороб та шкідників рослин.

Фітосанітарний стан агроценозів визначається багатьма факторами, в тому числі шкідливими організмами, розвиток яких пов'язаний з ґрунтовими умовами. Проте у більшості з них частина онтогенезу проходить в ґрунті, від стану якого залежить їх поширення і шкідливість. При ґрунтовтомі проходить значно інтенсивніше нагромадження інфекційного початку. Цьому сприяє зниження біологічної активності ґрунту, так як довше зберігається фітомаса пошкоджених рослин. Крім того, депресійні зміни в складі мікрофлори ґрунту обумовлюють меншу частоту контакту збудника хвороби зі своїм антагоністом з числа сапрофітних мікроорганізмів. В умовах ґрунтовтоми швидше розповсюджується первинна інфекція. Рослини заражуються на ранніх стадіях розвитку, від чого шкодочинність хвороби зростає. На початку вегетації хвороби розвиваються сильніше в тих агроценозах, які змінюються продовж ряду років. На кінець вегетації кількість уражених рослин збільшується і в сівозмінному варіанті, проте шкодочинність хвороби, безумовно, знижується.

При беззмінній культурі є більша можливість для реалізації інфекційного запасу, оскільки не відбувається зміни сприймаючих культур менш сприймаючими, інфекційне навантаження на одну рослину, до того ж ослаблену дією фітотоксинів, надзвичайно велике.

Цим пояснюється високе ураження за беззмінного вирощування зернових кореневими гнилями, картоплі -- фітофторою, льону -- фузаріозом, соняшника -- несправжньою борошнистою росою, цукрових буряків -- борошнистою росою, церкоспорозом та ін.

За беззмінного вирощування і чергування близьких за біологією культур покращуються умови живлення шкідливих комах. Це головна причина інтенсивного їх розповсюдження при монокультурі. Так, озима совка масово розмножується внаслідок повторних посівів пшениці. Хлібна жужелиця шкодить в південних районах тільки на посівах озимої пшениці, попередником якої були зернові колосові. Пошкодження посівів озимої пшениці, розміщених по добрих попередниках, незначні. Справа в тому, що ці комахи відкладають яйця тільки на стерні зернових злаків і личинки виживають лише в тому випадку, коли на наступний рік сіють ту саму культуру. ерозія ґрунт дефляція забруднення

У "стомленому" ґрунті під деякими культурами нагромаджується велика кількість дротяників.

При ґрунтовтомі знижується конкурентоспроможність культурних рослин порівняно до бур'янів щодо використання вологи, живлення та освітлення. При цьому посилюється алелопатичний механізм пригнічення культур як при їх взаємодії в посівах, так і за рахунок нагромадження в ґрунті продуктів розкладу вегетативної маси бур'янів.

У зв'язку з тим, що фітосанітарний стан в агрофітоценозах помітно коригується ґрунтовтомою, посилюється значення контролю за фітосанітарним станом ґрунту в умовах підвищеної концентрації вирощуваних сільськогосподарських культур у спеціалізованих сівозмінах.

Забруднення ґрунту важкими металами та іншими хімічними речовинами

До забруднювачів навколишнього природного середовища належать важкі метали, пестициди, окремі похідні вуглецю, сірки, азоту, фтору, різні вуглеводні, синтетичні органічні речовини, радіонукліди та інші шкідливі речовини.

Відповідно до діючого стандарту хімічні речовини, що надходять у ґрунт з викидами і відходами, поділяють на три класи за ступенем загрози (табл. 18).

Таблиця 18. Класи забруднювачів за ступенем небезпеки

Клас небезпеки хімічних речовин встановлюють за даними табл. 19.

Таблиця 19. Показники для визначення класу небезпеки хімічних речовин

Джерела надходження важких металів поділяють на природні і техногенні. До природних джерел відносять: вивітрювання гірських порід і мінералів, ерозійні процеси, вулканічна діяльність. Техногенні джерела забруднення ґрунту важкими металами можуть бути розміщені в наступний ряд за масштабами забруднення і за питомим внеском: повітряні викиди підприємств чорної металургії (найбільше джерело забруднення), автотранспорт, рідкі і тверді побутові комунальні відходи (включаючи стічні води), пестициди, органічні та мінеральні добрива (табл. 20).

Таблиця 20. Сільськогосподарські джерела забруднення ґрунту важкими металами, мг/кг сухої маси (за даними цинао, 1992 р.)

Особливість профільного розподілу важких металів на природних і техногенних територіях -- характерний регресивно-акумулятивний тип розподілу, що проявляється в підвищеному нагромаджені металів в гумусному горизонті і різкому зниженні їх вмісту в нижніх.

На особливості перерозподілу важких металів у ґрунтовому профілі впливає комплекс ґрунтових факторів: гранулометричний склад, реакція ґрунтового розчину, вміст органічної речовини, ємність поглинання катіонів, дренаж та інші.

Рівень вмісту металів, за якого починає проявлятися послаблення росту рослин та інші негативні прояви, може різнитись в декілька разів на піщаних і глинистих ґрунтах, окультурених і неокультурених. При цьому враховується не лише безпосередньо їх дія на живі організми, а й на екосистему загалом з врахуванням органічних зв'язків між її компонентами і можливих окремих наслідків надходження забруднюючих речовин в біосферу.

Характеризуючи загальний стан забруднення ґрунтів важкими металами, необхідно враховувати, що небезпечний його рівень, який перевищує МДК, виявлено в основному біля металургійних підприємств в радіусі до 10-12 км та уздовж автошляхів з достатньо інтенсивним рухом (в смузі шириною до 100 м). У цих районах і місцях сільськогосподарське використання ґрунтів повинно бути відповідно спеціалізованим, їх доцільно виключити із звичайних сівозмін.

Забруднення важкими металами з агропромислових джерел до рівнів, що наближаються до МДК, можливе тільки на землях, на яких засоби хімізації, наприклад, пестициди або стічні води, застосовували тривалий час без належного контролю. Внесення мінеральних добрив і традиційних органічних добрив у середніх дозах здатне підняти рівень вмісту важких металів в ґрунтах до діючих нині значень МДК лише за сотні років.

Найбільш вірогідними об'єктами, на яких можна очікувати підвищення рівня забруднення важкими металами і для яких необхідне обстеження, є: приміські зони великих промислових центрів (на відстані до 10 км); овочеві сівозміни з високим рівнем насичення добривами і пестицидами; поля з традиційним застосуванням стічних вод; території, на яких систематично застосовують пестициди (наприклад, препарати міді на виноградниках).

Шкалу оцінки небезпеки забруднення важкими металами за сумарним показником забруднення (2с) визначають за формулою:

де п -- кількість металів, що визначають;

Е ^с -- арифметична сума коефіцієнтів концентрації окремих металів, Кс визначається діленням фактичного вмісту металу в ґрунті (мг/кг) на фоновий вміст металу (дані можна взяти з довідникових джерел).

При 2с менше 16 категорія забруднення приймається як допустима, при 16-32 -- як помірно небезпечна, при 32-128 -- як небезпечна, понад 128 -- як надзвичайно небезпечна (табл. 21).

Таблиця 21. Принципова схема оцінки ґрунту сільськогосподарського використання за ступенем забруднення хімічними речовинами (за даними цинао, 1992 р.)

Агробіологічна оцінка сільськогосподарських культур

Оцінка сільськогосподарських культур за біологічними вимогами до умов вирощування

Вимоги рослин до теплозабезпечення та температурного режиму

Агрономічна доцільність сільськогосподарських культур починається з встановлення тривалості вегетаційного періоду. Загальна оцінка в потребі рослин до тепла визначається сумою активних температур (вище +10 °С) за період вегетації. Ця характеристика може помітно вирізнятись не лише за культурами, а й у різних сортів однієї і тієї самої культури (табл. 22). Потреба в теплі розрахована практично для усіх сільськогосподарських рослин, їх сортів та гібридів.

Поряд з цим показником для оцінки відношення культур до температурних умов важливо враховувати біологічний мінімум температури при проростанні насіння, з'явленні сходів, біологічний мінімум температури для формування вегетативних і генеративних органів, плодоношення, перезимівлі рослин.

Особлива увага повинна бути приділена оцінці мінімальної температури проростання насіння та з'явлення сходів. При низькій температурі ґрунту насіння не дає сходів, а при тривалій дії низьких температур воно гине. Чим вище температура ґрунту в період сівба-сходи, тим швидше проростає насіння за умов достатньої кількості вологи. Наприклад, насіння озимої пшениці при температурі близько 5°С проростає продовж 6 днів, при 10°С

-- 4 дні, при 15-20 °С -- протягом 1-2 днів. Картопля при 11-12 °С при достатньому забезпеченні вологи в ґрунті дає сходи на 23-й день, при 14-15 °С

-- на 17-18-й день, при 18-25 °С -- на 12-13-й день. Проте у разі, коли температура ґрунту піднімається до 27-30 °С, сходи з'являються лише на 1617-й день.

Для кожного виду рослин існують певні температурні межі, за яких проходить проростання насіння. Для зернових культур, наприклад, мінімум знаходиться в межах 0-5 °С, оптимум -- в межах 20-25 °С, а максимум -- в межах 30-40 °С. Для кукурудзи -- відповідно 8-10, 30-35 та 40-50 °С

Таблиця 22. Потреба культур в теплі за вегетаційний період для умов України

Класифікація сільськогосподарських рослин за вимогами до температури проростання насіння і з'явлення сходів подана в табл. 23.

Таблиця 23. Мінімальна температура, необхідна для проростання насіння і з'явлення сходів різних культур, °с

Для більшості теплолюбних культур температура ґрунту, за якої дозволяється сівба, повинна бути дещо вищою початкової температури проростання насіння, так як з'явлення сходів буде помітно затягуватись, а ранні сходи можуть піддаватися дії весняних приморозків.

Холодостійкість -- здатність рослин тривалий час витримати низькі позитивні температури (1-10 °С) без незворотного пошкодження. Вона властива рослинам помірної зони.

Холодостійкість визначається здатністю рослин зберігати нормальну структуру цитоплазми та не змінювати обмін речовин у період охолодження та наступного підвищення температури.

Морозостійкість -- це здатність рослин витримати температуру, нижчу за 0 °С. Морозостійкість складається з можливостей рослин уповільнювати замерзання шляхом екранування від охолодження, зниження точки замерзання і стійкості протоплазми до деградації під час замерзання.

Уповільнення утворення льоду в тканинах обумовлене зменшенням точки замерзання розчинів. Клітинний сік замерзає залежно від концентрації при температурах від -1 до -5 °С. Клітини, об'єднані в тканини, замерзають при більш низьких температурах, ніж клітинний сік. Крім того вода в клітинах здатна до переохолодження, тобто вона може охолоджуватись нижче точки замерзання без термінового утворення льоду. Проте перехолоджений стан нестійкий, він рідко зберігається довше декількох годин.

Зниження точки замерзання дає хоч і обмежений, але єдиний захист рослин від морозу в період вегетації. За стійкістю до приморозків в цей період польові культури поділяють на 5 груп (табл. 24).

Морозостійкість багаторічних рослин -- більш складне явище, пов'язане з загартуванням і морозостійкістю самої протоплазми. В умовах сезонного клімату рослини набувають восени "льодостійкість", тобто здатність витримувати утворення льоду в тканинах. Процес загартування складається з декількох фаз, кожна з яких готує перехід до наступної. Загартування до морозу у озимих злаків починається багатоденним впливом температур дещо вище нуля. В цю фазу у протоплазмі нагромаджується цукор та інші захисні речовини, клітини збезводнюються, а центральна вакуоля розпадається на багато дрібних вакуолей.

Завдяки цьому протоплазма стає підготованою до наступної фази, що проходить за постійних слабких морозів від -3 до -5°С. При цьому ультраструктури і ферменти протоплазми перебудовуються таким чином, щоб клітини витримували обезводнення, пов'язане з утворенням льоду. Лише після цього рослини можуть вступати в завершальну фазу процесу загартування, яка при безперервному морозі щонайменше від -10 до -15 °С робить протоплазму морозостійкою. Відлига, особливо під кінець зими, зумовлює швидке зниження стійкості рослин. Після закінчення зимового спокою можливість їх до загартування і разом з тим високий ступінь загартування швидко втрачаються.

Таблиця 24. Стійкість сільськогосподарських культур призаморозків у різні фази розвитку, °с

Жаростійкість рослин означає здатність витримувати спеку без незворотного пошкодження. Жаростійкість складається з можливостей протоплазми витримувати екстремально високі температури та можливості уникати пошкоджень екранованих та відбитих предметів, теплозахистом, охолодженням внаслідок транспірації.

Жаростійкість залежить від тривалості впливу тепла, тобто підпорядковується впливу тепла та закону кількостей: більш помірна спека при значній тривалості проявляє таке ж пошкодження, як і короткотермінова велика спека. Тому жаростійкість вважають характеристикою перенесення певних температур при їх півгодинній дії.

За жаростійкістю розрізняють групи нежаростійких видів рослин, які пошкоджуються вже при 30-40 °С, жаростійких здатних переносити півгодинне нагрівання до 50-60 °С.

Температура вище 60 °С є неперехідною межею для високо-диференційованих рослинних клітин. Більш високі температури здатні переносити лише жаростійкі біотипи рослин.

Жаростійкість -- дуже специфічна властивість, навіть близькі види однієї і тієї ж родини можуть помітно відрізнятися за цією ознакою. Найбільш суттєві відмінності в стійкості встановились у процесі еволюції та відбору.

З культурних рослин жаростійкістю характеризуються рослини південних широт -- сорго, рис, бавовник. У період утворення генеративних органів жаростійкість однорічних рослин зменшується.

Размещено на Allbest.ru