Розділ «1. НАУКОВІ ОСНОВИ ЗЕМЛЕРОБСТВА»

1.1. Фактори життя рослин і закони землеробства

Безперервний розвиток агрономічної науки і вдосконалення сільськогосподарської техніки були і залишаються головними критеріями поступового руху землеробства і всього сільськогосподарського виробництва. Довготривалі досліди і практика показали, що в основі землеробства, як і інших наук, лежать закони, що відображають об'єктивні процеси, які проходять в природі землеробства. Вони розкривають шлях практиці, запобігають багатьом помилкам і допомагають продуктивніше використовувати не тільки землю, а й машини, знаряддя та інші засоби виробництва.

Підвищення продуктивності сільськогосподарського виробництва не може ґрунтуватися тільки на показниках виробництва, які змінюються. В міру зростання знань як безпосередньо в агрономії, так і в інших науках, закони вдосконалюються і відкриваються нові.

За часом відкриття і за загальним значенням у біології і агрономії перше місце слід віддати закону автотрофності рослин. Він об'єднав теорію фотосинтезу і мінерального живлення рослин. Зелені рослини, використовуючи енергію сонячного світла і поглинаючи з повітря вуглекислий газ, а з ґрунту воду і мінеральні речовини, синтезують усі необхідні їм органічні речовини в кількостях, які забезпечують новий розвиток і високу продуктивність рослин. Цими основними принципами відображається сутність цього закону. Тому одним з найважливіших принципів при створенні врожаю повинно бути швидше нарощування оптимальної асимілювальної поверхні листя, здатної з найкращим ефектом засвоювати сонячну енергію для синтезу цукрів, амінокислот, білків, ферментів та інших клітин протоплазми, тканин і органів рослинного організму.

Для інтенсивного розвитку рослин надзвичайно важливо, щоб у ґрунті в достатній кількості постійно була вода, всі необхідні елементи мінерального живлення в доступних формах та не було перепони їх надходження в кореневу систему.

Одним з найважливіших в агрономії, що визначає умови життя рослин, є закони незамінності і рівнозначності факторів їх життя. Ці закони сформулював академік В. Р. Вільямс.

Завдяки багаторічним дослідженням переважно в галузі фізіології рослин та агрохімії досить повно встановлено потреби рослин у факторах життя, які становлять їх матеріальну та енергетичну основу. Умови зовнішнього середовища (ґрунт та атмосфера) помітно впливають на використання рослинами води і елементів мінерального живлення. Серед умов життя рослин основами є агрофізичні та агрохімічні властивості ґрунту, склад ґрунтового та приземного повітря, наявність у ґрунті життєздатного насіння бур'янів, збудників хвороб і шкідників та ін. Від умов зовнішнього середовища ґрунту та атмосфери значною мірою залежить регулювання і використання рослинами факторів життя.

Для росту й розвитку будь-якої зеленої рослини необхідні дві групи факторів: 1) космічні - світло та тепло; 2) земні - вода, повітря і поживні речовини.

На ріст і розвиток рослин впливають не лише фактори життя, а й умови, за яких проявляється дія факторів життя. Під умовами середовища слід розуміти зовнішні умови, за яких проявляється дія факторів життя. Умови середовища поділяються на три групи: 1) ґрунтові (будова орного шару, структура, кислотність ґрунту та ін.); 2) фітологічні (наявність бур'янів, шкідників і хвороб); 3) агротехнічні (своєчасність і якість проведення польових робіт).

Взаємодія факторів життя рослин під час їх росту і розвитку надзвичайно складна, багатогранна і протягом тривалого часу є предметом вивчення біологічних та агрономічних наук.

Суть закону незамінності і рівнозначності факторів життя рослин полягає в тому, що всі фактори життя рослин незамінні й абсолютно рівнозначні. Жоден з них не може бути замінений іншим, навіть при надлишку останнього. Цей закон сформулював В. Р. Вільямс.

Дійсно, не можна замінити воду світлом або азот фосфором, оскільки кожний фактор життя виконує певну фізіологічну функцію. Поняття рівнозначності слід розуміти так, що немає головних і другорядних факторів життя навіть тоді, коли для рослин будь-який із них необхідний у незначній кількості, серед яких - окремі частини спектра сонячного променя, наявність у повітрі кисню, азоту, вуглекислоти, температура в певних інтервалах, різноманітні біологічно важливі елементи живлення та ін.

Наступне важливе значення в практичному землеробстві має закон мінімуму (закон обмежувальних факторів). Суть його зводиться до того, що величина врожаю визначається фактором, який перебуває в мінімумі і буде в міру задоволення ним зростати доти, поки не буде обмежена іншим фактором.

Вперше цей закон у 1840 р. сформулював німецький вчений Ю. Лібіх на підставі розвитку теорії мінерального живлення рослин і причин зниження родючості ґрунту. Він вважав, що зростання врожаю прямо залежить від збільшення фактора, який знаходиться в мінімумі:

Y = A х X,

де Y - урожай;

Х - наявність фактора;

А - коефіцієнт пропорційності цього фактора.

На ріст культурних рослин впливає не один фактор, а сукупність факторів життя і умов середовища. Дослідами практично встановлено, що, змінюючи лише один фактор життя, без прямого впливу на інші, приріст урожаю поступово знижується, а потім і зовсім припиняється від однакових додаткових доз фактора. Причина цього - обмежувальний вплив інших факторів життя, оскільки при цьому вступає в дію закон мінімуму, або обмежувального фактора.