ГлавнаяОптимизацияМетоды оптимизации температурного режима почвы

Тепловой режим и методы его регулирования в открытом грунте. Методы оптимизации температурного режима почвы


Тепловой режим почв и методы его регулирования

Новые рефераты:

referatwork.ru

Оптимизация температурного режима почвы » СтудИзба

Оптимизация температурного режима почвы

Улучшение температурного режима почвы может быть осуще­ствлено следующими способами:

1) изменением теплообмена между почвой и воздухом при помощи различных теплоизоляции;

2) изменением радиационных свойств почвы (ее альбедо) пу­тем рыхления, изменения цвета поверхности почвы и др.;

3) увлажнением или осушением почвы, вследствие чего меня­ется расход тепла на испарение и почва соответственно охлаж­дается или нагревается.

Температурный режим почвы в разных климатических зонах регулируется для различных целей. На севере целесообразно по­вышать температуру почвы, особенно весной, чтобы раньше про­извести посев и посадку и создать наиболее благоприятные усло­вия для прорастания, укоренения и развития растений. На юге,

Рис. 17. Влияние температуры поч­вы на поступление в растения пита­тельных элементов (°/0 от поглоще­ния при температуре 20° С) (по 3. И. Журбицкому).

наоборот, избыточное количество тепла может угнетать растения. Поэтому здесь целесообразно применять приемы, направленные на понижение температуры поверхности и пахотного слоя почвы.

В районах вечной мерзлоты, по исследованиям П. И. Колоско-ва, снятие дернины и распашка приводят к повышению темпера­туры почвы и снижению уровня мерзлоты. Зимой в этих целях организуется снегозадержание, способствующее уменьшению ох­лаждения почвы. В Заполярье (в районе Воркуты) снятие торфя­ного покрова увеличивает температуру почвы в среднем за теп­лый период на 0,5—1,0 °С.

Различные виды обработки почвы по-разному влияют на ее температурный режим. Рыхление почвы на глубину 2—4 см сни­жает температуру в слое 3—5 см на I—3°С (летом больше, чем весной), а прикатывание повышает температуру на I—2°С.

Температуру почвы можно регулировать также путем мульчи­рования, т. е. покрытия ее поверхности торфом, соломой, битум­ной эмульсией и др. В зависимости от цвета мульчи температура почвы уменьшается или увеличивается. Например, средняя месяч­ная максимальная температура почвы на глубине 3 см в июле на контрольном немульчированном участке составила 32,0 °С, на участке, посыпанном каменноугольной пылью, 36,2 °С, а на посы­панном известью — только 25,6 °С. В засушливые жаркие годы под мульчей из соломы влажность почвы на 6—7% выше, а тем­пература в дневные часы на 6—7°С ниже, чем на немульчирован­ном участке.

Для повышения температуры светлые почвы зачерняют торфя­ной мульчей, битумной эмульсией. Зачернение снижает альбедо сухих глинистых почв в ясные дни с 20 до 5% и увеличивает по­глощение радиации на 15%. Опыты в Кольском филиале АН СССР показали, что в темноокрашенных почвах увеличивает­ся содержание нитратов, подвижного фосфора и калия, что спо­собствует лучшему развитию растений.

Полиэтиленовые прозрачные пленки, используемые для умень­шения теплообмена между почвой и воздухом, способствуют по­вышению температуры и влажности верхнего слоя почвы. В вы­сокогорных районах Грузии под пленкой температура на глубине 10 см днем на 8—10 °С выше, чем на контрольном участке. В хо­лодных парниках (без навоза), закрытых стеклянными рамами, температура почвы повышается на 5—6°С.

Одним из способов повышения температуры почвы является создание гребней и гряд, что увеличивает площадь деятельного слоя на 20—25%, повышает поглощение солнечной радиации, уменьшает влажность почвы. По данным опыта в Хибинах, тем­пература почвы в гребнях в среднем за период вегетации на 2—3 °С выше, чем на ровном поле.

Большое влияние на температуру почвы оказывает орошение. Опыты в Херсоне и Тирасполе показали, что на орошаемых участ-78

ках после полива температура почвы ниже, чем на богарных. На поверхности почвы понижение составляло 16—19 °С, на глубине 10 см 5—7°С, а на глубине 20 см 2—3°С. Дренирование заболо­ченных участков в летние месяцы повышает температуру пахот­ного слоя почвы, особенно ее поверхности. Широко и эффективно применяется этот прием в нечерноземной зоне.

Некоторое понижение температуры почвы наблюдается под влиянием^ лесных полос, за счет более мощного травостоя и по­вышенной влажности почвы в межполосных пространствах по сравнению с открытыми полями.

В настоящее время перечисленные методы регулирования и оптимизации температурного режима почвы все шире применя­ются в сельскохозяйственном производстве.

studizba.com

Регулирование теплового режима почвы

В северных районах нашей страны задача регулирования теплового режима почвы и приземного слоя воздуха сводится к увеличению притока теплоты в почву и сохранению ее, в южных — возникает необходимость ослабить перегрев почвы и растений, и почти во всех районах важной задачей является предупреждение повреждений растений от заморозков.

Приемы регулирования теплового режима почв направлены на лучшее использование основных и дополнительных источников тепла, сохранение и уменьшение расхода тепла и устранение перегрева почвы. Их можно разделить на Пассивные, не требующие материальных затрат, и Активные, требующие определенных материальных затрат и человеческих усилий.

К пассивным методам относятся: посев сельскохозяйственных культур в оптимальные сроки, использование в хозяйствах агроклиматически районированных культур и отдельных их сортов, правильное использование элементов рельефа. Посев теплолюбивых культур в более поздние сроки при наступлении относительно устойчивых положительных температур и надлежащем прогревании почвы способствует более благоприятным условиям их роста. Районирование позволяет определить географические границы возделывания культур, соответствующие их потребностям в тепле. Размещение более теплолюбивых культур на плато и южных склонах как лучше прогреваемых, а холодостойких — в низинах и на северных склонах позволяет лучше использовать мезоклимат.

К активным методам регулирования теплового режима почв и приземного слоя воздуха относятся такие агротехнические приемы, как посев и посадка растений на грядах и гребнях, обработка почвы и удаление избыточной почвенной влаги, мульчирование почвы, создание дымовых завес над поверхностью почвы и растениями, дополнительный обогрев почвы, создание полезащитных лесных полос, снегозадержание на полях.

При создании в северных районах гряд и гребней почва в них лучше прогревается, легче избавляется от излишней воды. Разница температур почвы на гребнистой и ровной поверхности достигает 5°С на глубине 5 см и 2,5 °С на глубине 10 см. Хотя в ночное время с поверхности гребней и гряд отдается больше теплоты, чем с ровной поверхности, все же тепловой баланс складывается более благоприятный.

Поступление тепловой энергии солнца может быть увеличена обработкой почвы и регулированием водно-воздушного режима почв. Структурные почвы обладают наиболее благоприятными тепловыми свойствами, хорошо прогреваются и сохраняют тепло в глубоких слоях. Удаление излишней влаги из почвы также способствует более быстрому прогреванию почвы, так как твердая фаза (почва) характеризуется меньшей теплоемкостью, чем вода.

Мульчирование почвы темноцветными материалами — торфом, перегноем, бумагой и др. — способствует поглощению солнечной энергии и увеличению прихода тепла в почву. Вместе с тем такие мульчирующие материалы уменьшают потери тепла ночью и одновременно уменьшают испарение почвенной влаги. Наибольшее количество теплоты из почв, особенно не покрытых растительным покровом, расходуется именно на испарение воды и на теплообмен с воздухом. На полях, покрытых растениями, наибольший расход теплоты приходится на транспирацию растений. Общий расход тепла на транспирацию и испарение воды из почвы на полях достигает 80% и более от радиационного баланса.

Органические удобрения могут служить дополнительным средством обогрева почвы в районах с коротким теплым периодом и недостаточным поступлением солнечной радиации.

Снегозадержание позволяет выгодно использовать физические свойства снега для уменьшения потерь теплоты из почвы. Благодаря своей низкой теплопроводности снежный покров хорошо сохраняет в почве тепло и защищает ее от охлаждения. Снежный покров имеет особенно важное значение для перезимовки озимых культур, многолетних трав, ягодных и плодовых насаждений. Озимые культуры благополучно перезимовывают при неглубоком промерзании почвы и при температуре на ее поверхности не ниже — 10 °С и не выше — 5°С. Такие условия создаются при высоте снежного покрова на юге европейской части СССР не менее 20 см, на севере — более 70, а в разных районах Сибири — от 40 до 100 см.

Ранней весной в ясную ночную погоду отмечается сильное лучеиспускание с поверхности почвы, и она вследствие большой потери теплоты переохлаждается, на ее поверхности могут быть заморозки, в результате чего могут пострадать посевы. Специальными мерами по предупреждению заморозков служат дымовые завесы. В качестве дымообразующих средств используют дымовые шашки и костры. Дым и водяные пары в приземном слое воздуха предохраняют почвы от лучеиспускания и соответственно от переохлаждения. Для предохранения растений от заморозков и для сохранения тепла в овощеводстве широко используют пленочные покрытия.

В хозяйствах, расположенных вблизи природных источников термальных вод или крупных промышленных предприятий, может использоваться в качестве источника тепла горячая вода для обогрева почвы через систему труб, а вода с пониженной температурой — для орошения. В Средней Азии при влагозарядковых поливах в холодное время года или при осенних поливах поливная вода выступает также как дополнительный источник тепла, поскольку имеет более высокую температуру, чем поверхностный слой почвы. Такой прием резко уменьшает амплитуду колебания температуры почвы в течение суток. При возделывании растений в защищенном грунте для дополнительного обогрева применяют пар, различные виды топлива, электроэнергию.

Важное воздействие на тепловой режим почв и приземный слой воздуха оказывают полезащитные лесонасаждения, создавая благоприятный микроклимат, уменьшая годовую и суточную амплитуду колебания температуры.

В южных районах для предупреждения перегрева почвы при-меняют различные приемы затенения почвы и посевов, а также мульчирование почвы белыми материалами, усиливающими отражение солнечной радиации. В качестве мульчи может использоваться при уборке зерновых колосовых солома, которая мелко измельчается и равномерно распределяется на поверхности почвы. Орошение посевов, особенно дождеванием, способствует охлаждению почвы и увеличивает расход тепла на испарение воды.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

www.activestudy.info

Тепловые свойства почв

Сроки проведения обработки почвы, сева сельскохозяйственных культур, а также их рост и развитие во многом определяются тепловым режимом почвы. Совокупность свойств, обусловливающих способность почвы поглощать и перемещать в своей толще тепловую энергию, называется тепловыми свойствами.

Реальное количество поступающей в почву солнечной тепловой энергии определяется широтой местности, временем года, состоянием атмосферы, экспозицией склона и др.

Количество поглощенного почвой тепла зависит от окраски почвы, ее агрегированности, затененности растениями, увлажнения и др. Часть солнечной энергии отражается поверхностью почвы.

Легкие и тяжелые почвы имеют различные тепловые свойства и разный температурный режим. Легкие почвы быстропрогреваются и так же быстро охлаждаются; тяжелые лучше сохраняют тепло. Самые холодные — торфяно-болотные почвы, так как они более влажные и имеют высокую теплоемкость. Разница в температуре торфяно-болотных и минеральных почв составляет 2,5...4,2 °С.

Снежный покров предохраняет почву от потерь тепла и прямого воздействия низких температур. Растительный покров предохраняет почву от перегрева в летний период и способствует накоплению снега зимой. Под снегом снижение температуры почвы начинается позднее и распространяется на меньшую глубину.

Для оптимизации температурного режима почв проводится комплекс агротехнических (различные способы обработки почвы: прикатывание, гребневание, оставление стерни, мульчирование), агромелиоративных (осушение, орошение, лесные полосы, борьба с засухой) и агрометеорологических (приемы, снижающие излучение тепла почвой, борьба с заморозками) мероприятий.

В северных районах комплекс этих мероприятий направлен на повышение температуры почвы, в южных — на понижение.

Тепловой баланс почвы поддается регулированию в суточном, сезонном, годичном и многолетнем интервалах, что позволяет создать более благоприятный термический режим почв.

Растительный покров усредняет температуру почвы, уменьшая ее годовой теплооборот и способствуя охлаждению приземного слоя воздуха вследствие транспирации и излучения тепла. Большие водоемы и водохранилища стабилизируют температуру воздуха.

Весьма простые мероприятия, например культура растений на гребнях и грядах, дают возможность создать благоприятные условия теплового, светового, водно-воздушного режима почвы. В солнечные дни среднесуточная температура в корнеобитаемом слое почвы на гребнях на несколько градусов выше, чем на выровненной поверхности. Перспективно применение электрического, водяного и парового отопления с использованием промышленных отходов энергии и неорганических природных ресурсов.

В почве обязательно присутствует определенное количество влаги в жидком, твердом (лед) и парообразном состояниях. От содержания влаги и ее перемещения в почве зависят все физико-химические и микробиологические процессы, обусловливающие превращения питательных веществ и поступление их с водой в растение, обеспечение растений водой, а также технологические процессы обработки почвы.

В почву влага поступает в виде атмосферных осадков, грунтовых вод, при конденсации водяных паров из атмосферы, при орошении.

belagrobiznes.ru

Значение температуры почвы » СтудИзба

Значение температуры почвы. Методы оптимизации температурного режима почв

Влияние температуры почвы на растения

Температура почвы является одним из важнейших факторов жизни растений и почвенных микроорганизмов. Прорастание се­мян начинается только при прогревании почвы до определенных значений, свойственных данному виду растений. Скорость про­растания семян возрастает с повышением температуры почвы, что обусловливает сокращение продолжительности периода от посева до появления всходов. Например, семена кукурузы при заделке их в увлажненную почву на глубину 4 см при темпера­туре 12° С дают всходы через 21 день, а при температуре 18° С — через 8—9 дней (рис. 16). Кущение многих злаков наиболее ин­тенсивно происходит при температуре 15—20° С.

Температурный режим почвы

Пониженная     температура     „ в   зоне   корней   задерживает рост подземных органов. Опы­ты, проведенные А. И. Корови-    •" ным в Карелии (Петрозаводск, 1960 г.), показали,  что    подо­грев почвы в открытом грунте до 20—24° С  повысил урожай    *8 холодостойких культур в 2 ра­за, теплолюбивых в 2—3 раза по сравнению   с   необогревае­мой почвой. Охлаждение поч-    ^ вы до 6—10° С для холодостой­ких и  10—14° С для теплолю­бивых культур снижало    уро­жай в 2—3 раза. 10

Снижение температуры поч­вы на глубине узла кущения озимых ниже критических зна­чений (—16...—18° С для В •большинства сортов озимой / пшеницы, —22 ... —25° С для ржи) вызывает их вымерзание. Наоборот, длительное нахож­дение озимых под снегом при температуре на глубине узла кущения, близкой к 0° С, вызы­вает гибель растений от выпревания.

Высокая температура почвы (выше оптимальной) действует на растения отрицательно, вызывая замедление развития семян. При высокой температуре почвы происходит вырождение карто­феля, что приводит к получению недоброкачественных клубней.

Тесно связаны с температурным режимом также распростра­нение и вредоносность болезней и вредителей сельскохозяйствен­ных растений. Так, у ряда теплолюбивых культур (кукуруза, хлопчатник) болезни проростков и повреждение семян плесенью проявляются при низких температурах (в холодные вёсны), когда термические условия неблагоприятны для растения.

Вредители растений, личинки которых находятся в почве, в зависимости от температуры могут принести больший или мень­ший вред. Например, проволочники (личинки жука щелкуна) при невысокой температуре почвы поднимаются в ее верхние слои и повреждают семена, проростки и корни кукурузы. При повы­шении температуры проволочники уходят в нижние, менее про­гретые горизонты почвы.

Температура почвы оказывает большое влияние и на процесс поглощения растениями элементов минерального питания, т. е. на

Рис. 16. Зависимость продолжитель­ности периода посев — всходы ку­курузы (у) от средней за этот пе­риод температуры почвы (х) при глубине заделки семян 4 см.

эффективность удобрений. Так, поступление в растения азота и фосфора при температуре почвы 5° С почти в 3 раза меньше, чем при температуре 20° С (рис. 17). Выдающийся ученый Д. Н. Прянишников в монографии «Агрохимия» (1952 г.) отмечал, что темпе­ратура почвы, кроме прямого влияния на деятельность кор­невой системы, играет боль­шую роль в биологических и химических процессах, опре­деляющих направление и ско­рость превращения питатель­ных веществ в почве. Усиление жизнедеятельности микроорга­низмов, использование азота и фосфора возрастает с повы­шением температуры почвы. Широкое применение удоб­рений и средств борьбы с вре­дителями и болезнями расте­ний вызывает необходимость учета температуры почвы для наиболее эффективного их исполь­зования. Приведенные примеры указывают также на необходи­мость учета информации о температурном режиме почвы для пра­вильной оценки условий, в которых произрастают сельскохозяй­ственные растения.

Влияние температуры почвы на растения

Температура почвы является одним из важнейших факторов жизни растений и почвенных микроорганизмов. Прорастание се­мян начинается только при прогревании почвы до определенных значений, свойственных данному виду растений. Скорость про­растания семян возрастает с повышением температуры почвы, что обусловливает сокращение продолжительности периода от посева до появления всходов. Например, семена кукурузы при заделке их в увлажненную почву на глубину 4 см при темпера­туре 12° С дают всходы через 21 день, а при температуре 18° С — через 8—9 дней (рис. 16). Кущение многих злаков наиболее ин­тенсивно происходит при температуре 15—20° С.

Температурный режим почвы

Пониженная     температура     „ в   зоне   корней   задерживает рост подземных органов. Опы­ты, проведенные А. И. Корови-    •" ным в Карелии (Петрозаводск, 1960 г.), показали,  что    подо­грев почвы в открытом грунте до 20—24° С  повысил урожай    *8 холодостойких культур в 2 ра­за, теплолюбивых в 2—3 раза по сравнению   с   необогревае­мой почвой. Охлаждение поч-    ^ вы до 6—10° С для холодостой­ких и  10—14° С для теплолю­бивых культур снижало    уро­жай в 2—3 раза. 10

Снижение температуры поч­вы на глубине узла кущения озимых ниже критических зна­чений (—16...—18° С для В •большинства сортов озимой / пшеницы, —22 ... —25° С для ржи) вызывает их вымерзание. Наоборот, длительное нахож­дение озимых под снегом при температуре на глубине узла кущения, близкой к 0° С, вызы­вает гибель растений от выпревания.

Высокая температура почвы (выше оптимальной) действует на растения отрицательно, вызывая замедление развития семян. При высокой температуре почвы происходит вырождение карто­феля, что приводит к получению недоброкачественных клубней.

Тесно связаны с температурным режимом также распростра­нение и вредоносность болезней и вредителей сельскохозяйствен­ных растений. Так, у ряда теплолюбивых культур (кукуруза, хлопчатник) болезни проростков и повреждение семян плесенью проявляются при низких температурах (в холодные вёсны), когда термические условия неблагоприятны для растения.

Вредители растений, личинки которых находятся в почве, в зависимости от температуры могут принести больший или мень­ший вред. Например, проволочники (личинки жука щелкуна) при невысокой температуре почвы поднимаются в ее верхние слои и повреждают семена, проростки и корни кукурузы. При повы­шении температуры проволочники уходят в нижние, менее про­гретые горизонты почвы.

Температура почвы оказывает большое влияние и на процесс поглощения растениями элементов минерального питания, т. е. на

Рис. 16. Зависимость продолжитель­ности периода посев — всходы ку­курузы (у) от средней за этот пе­риод температуры почвы (х) при глубине заделки семян 4 см.

эффективность удобрений. Так, поступление в растения азота и фосфора при температуре почвы 5° С почти в 3 раза меньше, чем при температуре 20° С (рис. 17). Выдающийся ученый Д. Н. Прянишников в монографии «Агрохимия» (1952 г.) отмечал, что темпе­ратура почвы, кроме прямого влияния на деятельность кор­невой системы, играет боль­шую роль в биологических и химических процессах, опре­деляющих направление и ско­рость превращения питатель­ных веществ в почве. Усиление жизнедеятельности микроорга­низмов, использование азота и фосфора возрастает с повы­шением температуры почвы. Широкое применение удоб­рений и средств борьбы с вре­дителями и болезнями расте­ний вызывает необходимость учета температуры почвы для наиболее эффективного их исполь­зования. Приведенные примеры указывают также на необходи­мость учета информации о температурном режиме почвы для пра­вильной оценки условий, в которых произрастают сельскохозяй­ственные растения.

studizba.com

Регулирование теплового режима почвы

Регулирование теплового режима — один из важнейших приемов повышения плодородия почвы и урожая сельскохозяйственных культур. Его следует проводить не только в течение вегетационного периода, но и в зимнее время. В западных и северо-западных районах регулирование теплового режима в основном сводится к накоплению и сбережению тепла. В южных районах предусматривается в первую очередь ослабление летнего перегрева почвы.

В производстве накапливают и сохраняют тепло в почве различными путями. На дерново-подзолистых почвах особое место занимает применение органических удобрении.

Существенное влияние на тепловой режим почвы оказывает механическая обработка почвы. С разрыхлением почвы уменьшается коэффициент теплопроводности. Так, по данным А. Ф. Чудновского, при изменении плотности с 1,4 до 1,2 этот коэффициент снизился почти в 16 раз. Следовательно, чем глубже рыхление, тем меньше теплопроводность почвы. Прикатывание, наоборот, повышает ее. Уплотненные почвы быстрее прогреваются и скорее отдают тепло. Однако в производственных условиях изменение тепловых свойств почвы путем обработки связано не только с рыхлением и уплотнением, но и с изменением водно-воздушных ее свойств.

В северных и северо-западных районах для утепления почвы делают гребни и гряды. При гребневой посадке раннего картофеля в Ленинградской и в соседних областях урожай клубней увеличивается на 40—60% по сравнению с обычной посадкой.

В опытах Агрофизического научно-исследовательского института кукуруза, высеваемая в гребни, повышала урожай зеленой массы на 80—100 ц с 1 га. Это обусловлено тем, что в раннелетний период тепловой режим в гребнях был более благоприятным для растений, чем на ровной поверхности.

В районе Хибин среднесуточная температура на глубине 15 см на гребнях превышала на 1—2° температуру гладкой поверхности (Н. А. Курмангалин).

Для утепления посевов в нечерноземной зоне применяют мульчу темного цвета (черная бумага, торфяная крошка, мелкий навоз и др.), а для отражения лучистой энергии в южных районах — белого (белая бумага, соломенная резка).

При мульчировании почвы значительно увеличивается поглощение лучистой энергии, повышается температура почвы, угнетаются сорняки, сохраняется почвенная влага и возрастает урожай многих сельскохозяйственных культур.

Мульчирование широко практикуется при возделывании овощных, ягодных и пропашных культур. Для мульчирования часто используют черную мульчбумагу и торфяную крошку. На посевах зерновых культур торфяной крошки требуется 15— 25 т на 1 га. Наибольшая прибавка урожая зерна от мульчирования торфом и навозом составляет 2—4 ц на 1 га.

Улучшение теплового режима избыточно увлажненных почв достигается их осушением, при котором уменьшается теплоемкость, а это ускоряет прогревание почвы, что очень важно в раннее весеннее время.

Для утепления озимых зерновых культур и клеверов зимой применяют снегозадержание. Оно одновременно увеличивает запас в почве влаги. Снегозадержание следует проводить в суровые зимы и в первую очередь в местах сдувания снега. Мощность снегового покрова надо доводить до 40—80 см (в зависимости от района).

Лучшим биотопливом в теплицах, парниках и рассадниках считается конский навоз. Для выращивания овощных культур в ранние сроки или в течение полного года почву обогревают горячей водой и с помощью электрической энергии.

< Предыдущая Следующая >
 

agrofak.com

Тепловой режим и методы его регулирования в открытом грунте | Овощеводство ответы

Автор: Administrator

Температура окружающей среды влияет на испарение влаги, поглощение почвенного раствора, ассимиляцию, дыхание, накопление запасных веществ и другие физиологические процессы в растениях.

Так при чрезмерно низкой, так и при высокой температуре в клетках и тканях происходят необратимые изменения, приводящие к гибели всего растения или отдельных его органов.

Тепло влияет на жизнедеятельность полезной и вредной для культурных растений микрофлоры. Так, одним из главных условий массового поражения картофеля или томата фитофторозом является смена холодных ночей теплыми днями. Фузариозное увядание овощных растений проявляется при повышенных температурах почвы на юге страны. Активная деятельность азотфиксирующих бактерий происходит только в определенных пределах температуры. С повышением температуры у растений ускоряются ассимиляция и синтез органических веществ. Но одновременно увеличивается и интенсивность дыхания, при котором расходуются продукты ассимиляции. При пониженных и средних температурах среды приток веществ от ассимиляции превышает расход на дыхание, с повышением температуры расход органических веществ возрастает, и на каком-то пределе, названном компенсационной точкой, расход и приток углеводов уравновешиваются. Важно создавать такой температурный режим, при котором в продуктовых органах растений накапливались бы наибольшие запасы продуктов ассимиляции. От температуры почвы зависят сроки и энергия прорастания семян. Например, при температуре почвы 8°С первые всходы свеклы появляются через 3 нед, а при 25°С — через 4 дня после посева. Всхожесть огурца при 18°С — 68%, а при 30°С — 91 %. Реакция овощных растений на термический фактор в зависимости от их физиологического состояния видна на следующих примерах. Сухие семена могут длительно храниться в жидком воздухе (—198°С) и не терять жизнеспособности, а самые стойкие вегетирующие растения погибают при заморозках до 6—12°С. Двулетние культуры не боятся заморозков в первый год и весной второго года жизни. С началом бутонизации они не выносят похолодания до –1°, –2°С. Разные органы одного и того же растения неодинаково реагируют на температуру среды. Рыльце и завязь к низким температурам чувствительнее других органов. Корни погибают при меньших отрицательных температурах, чем надземные органы. Лучшая температура для роста и деятельности корней в среднем на 1—3°С ниже, чем для стеблей и листьев. Поэтому при пониженной температуре почвы у начавшего прорастать семени корешок растет активнее, чем подсемядольное колено. В результате с наступлением теплой погоды, нередко сопровождающейся иссушением поверхности поля, всходы имеют возможность усваивать влагу из более глубоких слоев почвы, быстро переходят на самостоятельное минеральное питание и водоснабжение. Оценка соответствия теплового режима среды потребности овощных растений. Чтобы правильно оценить соответствие температурного фактора среды биологическим особенностям каждой культуры, необходимо иметь представление о тех параметрах температуры, при которых в растении происходят изменения, сказывающиеся на росте и урожае. Прежде всего важно знать минимальную (Тмин) и максимальную (Тмакс) температуры, при которых погибают все растение или его части. Даже очень кратковременное снижение температуры среды до Тмин или повышение до Тмакс опасно. Для огурца Тмин 0±0,5°С, Тмакс 39±3°С, а для белокочанной капусты Тмин –4±3°С, Тмакс 35±3°С. Наиболее благоприятные для каждой культуры температурные границы, в пределах которых рост и накопление урожая происходят достаточно интенсивно, называют оптимальной температурой (Топт). Для установления колебаний Топт в зависимости от степени выраженности других факторов среды, возраста и состояния растений В.М.Марков предложил формулу Топт = Тпасм + 7°С, где Тпасм — оптимальная температура при пасмурной погоде. В фазах накопления запасных веществ и бутонизации Тпасм следующая: для капусты, брюквы, репы, редиса, редьки, хрена 13°С; салата, шпината, укропа, моркови, петрушки, пастернака, гороха, щавеля, ревеня, лука-батуна 16°С; лука репчатого и порея, чеснока, свеклы, сельдерея 19°С; фасоли, кукурузы, тыквы крупноплодной и твердокорой, томата 22°С; перца, баклажана, тыквы мускатной, огурца, дыни и арбуза 25°С. Для фазы усиленного роста ассимиляционной и всасывающей поверхности все величины Тпасм В. М. Марков уменьшает на 3°С. При хорошем освещении ассимиляция углекислого газа идет лучше, чем в пасмурную погоду. Поэтому Топт в солнечные дни близка к Тпасм + 7°С. Для томата, например, Топт в солнечные дни равна 29°С (22° + 7°). Ночную оптимальную температуру определяют по формуле Тпасм – 7°С. Для томата она будет 15°С (22° – 7°). При уменьшении температуры ниже оптимальной интенсивность роста и других проявлений жизни растения постепенно снижается, но вначале все функции организма протекают без существенных нарушений. При наступлении оптимальной температуры все жизненные процессы восстанавливаются без заметных последствий. Если же температура будет продолжать снижаться, все более приближаясь к Тмин, рост прекращается, часто возникают расстройства отдельных функций растительного организма (корневого питания или обмена веществ). После сильного охлаждения и затем восстановления оптимального температурного режима наблюдается длительное, особенно у требовательных к теплу культур, отставание в росте и развитии. Например, если всходы огурца находились в течение 2—3 сут при низкой положительной температуре, у них завядают семядольные и первые настоящие листья и сильно замедляется рост на длительное время или растения погибают. У томата чрезмерное охлаждение молодых растений может стать одной из причин опадения бутонов и цветков. Следовательно, необходимо знать и те пределы, до которых температура может временно снижаться без вредных последствий для роста и урожая. В. М. Марков предлагает определять эти пределы по формуле Тпасм±14°С. Отсюда следует, что томат прекращает рост при снижении температуры до 8°С (22° — 14°). При выращивании овощных растений нельзя допускать снижения температуры среды до предела Тпасм±14°С. Отношение овощных растений к теплу в разные фазы онтогенеза. При использовании приведенных сведений об отношении к теплу отдельных групп овощных культур нужно учитывать, в какой фазе онтогенеза находятся растения. Для быстрого прорастания семян желательна сравнительно высокая температура. Тепло ускоряет дыхание, активизирует деятельность ферментов, обмен веществ и, как следствие, ускоряет деление и рост клеток зародыша. Поэтому прорастание семян овощных культур происходит лучше при температуре на 4-7°С выше оптимальной для роста растений. Так, если оптимальная температура для роста капусты 18—22°С, ее семена быстрее всего прорастают при 25—27°С. Ко времени появления всходов запасные вещества семени израсходованы, и растение переходит на питание, поступающее из корней и позеленевших семядольных, а также первых настоящих листьев. В это время излишнее тепло и вызванное им усиление дыхания могут стать причиной голодания молодого, еще не успевшего приспособиться к самостоятельному питанию растения. Поэтому в кратковременный (3—7 дней) период от появления всходов до образования двух настоящих листьев надо поддерживать температуру на уровне Тпасм — 7°С В таких условиях корни растут достаточно активно, а расход веществ на дыхание невелик. После образования сильной корневой системы и приспособления надземной части растений к внешним условиям температуру нужно повысить до оптимального для роста данной культуры уровня. В фазе накопления запасных веществ полезно снижение температуры на 1—3°С. Это ускорит рост продуктовых органов и повысит урожай. Двулетним и многолетним культурам, большинство из которых произошло из субтропиков с мягкой, но хорошо выраженной зимой, в фазе покоя зимующих органов необходима низкая положительная температура. При этом в точках роста активно идут изменения, обусловливающие образование генеративных органов. Лишь следующей весной с началом отрастания надземной части возникает потребность в тепле. Однолетние культуры, у которых в пищу используют генеративные органы, необходимо выращивать при Топт до цветения. Затем желательно понижение температуры среды на 2—4°С ниже оптимума для роста. Это способствует образованию пыльцы и опылению цветков. После окончания массового цветения температуру несколько повышают и при созревании сформировавшихся плодов доводят до наивысшего с момента появления всходов уровня, превышающего среднюю оптимальную температуру на 2—3°С. Абсолютные величины температурных параметров для разных культур неодинаковы, но общий ход изменения их в зависимости от фаз роста и развития соответствует описанной схеме. Установив закономерности развития двулетних растений и изменение их потребности в тепле в онтогенезе, семена капусты стали получать в субтропических районах РФ не за 2 года, а за 10 осенне-зимних и весенних месяцев. Способы оптимизации теплового режима в открытом грунте. В открытом грунте тепловой режим регулируют, подбирая сроки выращивания, соответствующие биологическим особенностям культуры и сорта. Холодостойкие растения высевают весной, как только почва поспеет для проведения полевых работ. Уборку урожая таких культур можно заканчивать после начала осенних заморозков. Поэтому продолжительность возможной вегетации холодостойких культур может быть и больше безморозного периода для данной местности и примерно равна числу дней со среднесуточной температурой выше 10°С. Многолетние культуры отрастают весной сразу после таяния снега, и продолжительность периода возможной их вегетации приравнивают к числу дней со среднесуточной температурой выше 5°С. Требовательные к теплу и жаростойкие культуры высевают при температуре почвы, близкой к минимальной для прорастания семян (10—12°С — томат, 16°С — арбуз), чтобы всходы появились после того, как минует опасность заморозков. Последняя уборка урожая теплолюбивых культур должна быть закончена до осенних заморозков. Поэтому время возможной вегетации требовательных к теплу растений в поле почти всегда меньше среднего безморозного периода и примерно равно числу дней со среднесуточной температурой выше 15°С. Если вегетационный период не укладывается в такой срок, применяют рассадный способ культуры. Рассаду выращивают в защищенном грунте и высаживают в поле, когда прекратятся весенние заморозки. Для требовательных к теплу культур выделяют участки с хорошо прогреваемыми почвами и со склоном на юг. В южной зоне плохо переносящие жару холодостойкие растения лучше размещать на северных склонах. В местах достаточного и избыточного увлажнения тепловой режим почвы можно несколько улучшить нарезкой на поверхности поля гребней и гряд. По данным Ю. Ф. Палкина, в Свердловске среднесуточная температура почвы гребней на глубине 10 см была на 0,4—1,5° С выше в солнечную погоду и на 0,2—0,7° С — в пасмурную. Местное внесение больших доз неразложившегося навоза может повысить температуру почвы еще больше. По ночам гребни и гряды быстрее и сильнее охлаждаются, чем ровная поверхность. В северных и северо-западных областях хорошие результаты получают при выращивании огурца и других требовательных к теплу культур в кулисах из холодостойких овощных (капуста, горох) или высокорослых полевых растений (рожь). При ветре разница в температуре приземного слоя воздуха на открытой площади и между кулисами достигает 2—4°С, а почвы на глубине 5—15 см — 1—2°С. В пригороде Ленинграда в годы с холодным летом урожай огурцов в кулисах получали в 2 раза больший, чем на открытой площади. На юге кулисы, затеняя почву и защищая ее от суховеев, понижают температуру в зоне размещения овощных растений. Недостатки кулис: действие их проявляется, когда кулисные растения достаточно вырастут; часть площади, отведенной под овощи, приходится занимать малоценными культурами. Эффективным приемом регулирования температуры почвы является мульчирование – сплошное или ленточное покрытие поверхности поля плотными (полимерные пленки, специальная бумага) или рыхлыми (торф, солома, перегной, опилки) материалами — мульчей. Общий тепловой баланс мульчированной почвы зависит от цвета мульчирующих материалов. В среднем температура почвы под светлой мульчей на 1—3°С ниже, чем под темной. Светлая мульча уменьшает нагрев почвы днем и охлаждение ночью, в результате чего амплитуда суточных колебаний выравнивается. Светлые виды мульчи дают положительные результаты на юге, особенно при выращивании малотребовательных к теплу культур. Темно-окрашенная мульча пригодна в условиях холодного климата для требовательных к теплу растений. Возможно вторичное использование в качестве мульчи полимерной пленки, отработавшей свой срок в качестве светопрозрачного ограждения сооружений защищенного грунта. Заморозки наносят большой ущерб овощеводству открытого грунта. Ослабить их действие можно дымлением. Для создания плотной дымовой завесы используют дымовые шашки. При правильно проведенном дымлении повышение температуры в зоне размещения растений не больше по сравнению с открытым полем, но иногда этого бывает достаточно для спасения растений от гибели. Сравнительно доступно и часто эффективно для предохранения растений от заморозков дождевание: 1 л воды искусственного дождя при охлаждении с 10 до 0°С выделяет примерно столько же тепла, сколько излучает при слабом заморозке 1 м2 поля. Замерзая, 1 л воды выделяет 80 ккал тепла, которое также частично расходуется на согревание окружающей растения атмосферы. Попадая на растительные ткани, вода замедляет отток влаги из клеток, препятствует обезвоживанию и коагуляции протоплазмы. В итоге при правильно выполненном дождевании нередко удается спасти от гибели такие культуры, как томат, при заморозках 3—5°С. Следует иметь в виду, что для борьбы с заморозками желательны малая интенсивность дождевания (слой дождя 0,033 мм/мин) и определенная степень распыленности воды (диаметр капель 0,5—1,5 мм). Оригинален новый способ предохранения растений от заморозков: при похолодании растения покрывают безвредным пенистым материалом. Пену получают непосредственно в поле в движущихся вдоль рядов растений машинах-пенообразователях. В зависимости от состава пенообразующих веществ пена может оставаться на растениях в течение 4—16 ч, после чего разрушается, а остатки ее быстро разлагают почвенные микроорганизмы. В опыте ТСХА пена защитила растения томата при морозе —17°С.

yadyra.ru

Prostoy-Site | Все права защищены © 2018 | Карта сайта