Розділ «1. НАУКОВІ ОСНОВИ ЗЕМЛЕРОБСТВА»

Для наочної демонстрації закону мінімуму часто використовують "діжку Добе-нека", висота клепок якої умовно визначає рівень забезпеченості рослин факторами їхнього життя (рис. 1).

Якщо в таку діжку налити воду, то її рівень, що приймається за врожай, не буде вищим від рівня найнижчої клепки.

Численними дослідами встановлено, що найвищий урожай можна одержати тільки за оптимальної кількості фактора життя рослин.

Рис. 1. Графічне зображення, яке ілюструє дію закону мінімуму (діжка Добенека):

1 - максимально можливий урожай; 2 - фактичний урожай

Обмежувати врожай можуть не тільки фактори життя, а й несприятливі умови середовища: ґрунтові, фітологічні, агротехнічні (забур'яненість, кислотність та ін.).

При розробленні системи землеробства (особливо для окремих господарств) важливо уміти правильно визначити обмежувальні фактори і причини, що стримують розвиток землеробства в певний час і можливі в недалекому майбутньому. Вони можуть бути різними і пов'язаними з особливостями клімату, ґрунту, ландшафту.

Низька родючість ґрунту і обмежені можливості одержання високих урожаїв можуть бути спричинені не тільки природними умовами, а й недоліками та помилками в культурі землеробства.

Багато з обмежувальних причин можуть бути тимчасовими, оскільки за відносно короткий час їх можна усунути. Відповідно до цього в освоєнні системи землеробства повинні бути зроблені уточнення. По-іншому буває, коли обмежувальними виявляються постійно діючі причини. Їх дуже важко, а в багатьох випадках і неможливо повністю усунути, проте їх шкідливий вплив можна послабити. Відповідно до цього набір заходів у системі землеробства повинен забезпечувати постійну боротьбу з ними.

Близький до закону обмежувальних причин широко відомий закон мінімуму, максимуму і оптимуму. Його вперше сформулював Ю. Сакс. Зміст закону полягає в тому, що найбільш високий врожай може бути одержаний за оптимальної наявності фактора, а із збільшенням або зменшенням останнього урожай зменшується.

Академік В. Р. Вільямс дав йому більш чітке визначення: "Найбільший урожай реалізується при середній "оптимальній" наявності фактора; при найменшій (мінімальній) і найбільшій (максимальній) наявності фактора урожай нереальний (дорівнює нулю)".

Цей закон добре ілюструється також результатами досліду, де були випробувані дози азоту, який поглинали рослини (рис. 2). Найвищу продуктивність отримано при дозі 7,5 г сульфату амонію на посудину, а подальше її підвищення різко знижувало врожайність. Вплив у загальному вигляді описується параболою (рис. 3). З її рівня видно, що кожний наступний рівновеликий вплив елемента в інтервалі від мінімального до оптимального

значення супроводжується все меншим і меншим приростом урожаю, а в інтервалі від оптимального до максимального значення - наростаючим зниженням врожаю.

Рис. 2. Урожай надземної маси та коренів вівса за різних доз сульфату амонію (К. А. Блок, 1973)

Виключно велике значення в землеробстві має закон сукупної дії факторів життя рослин. Основу цього закону сформулював ще в кінці ХІХ ст. німецький дослідник Лібшер. Суть його полягає в тому, що для одержання високого врожаю необхідна наявність усіх факторів життя в оптимальному співвідношенні. Підтвердженням його є висновок О. О. Зіганшина та Л. П. Шарафуліна (1974) про те, що оптимізація факторів життя дозволяє більш продуктивно використовувати не тільки ті, які знаходяться в мінімумі, а й ті, що присутні в достатній кількості.

Е. А. Мітчерліх доповнив визначення Лібшера та виразив його математично. З графічного зображення (рис. 4) видно, що врожай рослин (V) підвищується з насиченням впливу якого-небудь фактора росту (Х) пропорційно величині врожаю, якої не вистачає до максимального врожаю (А):

де А - максимально можливий урожай; V - фактичний урожай; X - фактор росту; С - коефіцієнт пропорційності.

Рис. 4. Закон сукупної дії факторів (за В. Д. Мухою та ін., 1994)

Таку саму думку про цей закон висловив і В. Р. Вільямс. Як ілюстрацію, що підтверджує цей закон, він наводить графік безперервного підвищення урожаю при одночасній дії на світло, воду, поживу, побудований на підставі дослідів, проведених німецьким агрофізиком (рис. 5) Є. Вольні. У дослідах виявилося, що надбавка урожаю ячменю на посудину від покращення освітлення при вологості ґрунту 20% становила всього 22 г (23,7%), при вологості 40% - 135 (73%), а при вологості 60% - 195 г (93,5%). Ще більше помітна різниця була одержана від застосування добрив. Тут за умов високого освітлення одна й та сама доза добрив сприяла підвищенню врожаю ячменю в 12,5 разу.

У дослідах Лезера в Індії при вирощуванні льону і пшениці на різних фонах удобрення повним мінеральним добривом в 1,5-2 рази знизились транспіраційні коефіцієнти порівняно з неудобреним фоном або удобреним лише азотним добривом.