Розділ «4. Агробіологічна оцінка сільськогосподарських культур»

У спекотну погоду вода запобігає загибелі рослин, вона охолоджує і підвищує її стійкість до високих температур. Вода підтримує тургор клітин, розміщує по окремих її органах продукти асиміляції. За допомогою води відбувається кореневе живлення рослин. Нестача її призводить до недобору врожаю, викликає пригнічення, а інколи і загибель рослин. Проте і надлишок води також негативно впливає на більшість сільськогосподарських рослин, за винятком рису та інших вологолюбів.

Рослинам вода потрібна від сівби насіння і до закінчення формування врожаю. Використовувати воду рослина починає від набубнявіння насіння, кількість якої для нормального проростання неоднакова для різних сільськогосподарських культур (табл. 25).

Таблиця 25. КІЛЬКІСТЬ ВОДИ НЕОБХІДНОЇ ДЛЯ ПРОРОСТАННЯ НАСІННЯ РІЗНИХ КУЛЬТУР, % ВІД ЇХ МАСИ

Рослини використовують воду з ґрунту до того часу, доки всмоктуюча сила корінців може конкурувати з всмоктуючою силою ґрунту. Поглинання води проходить тим інтенсивніше, чим більша поглинальна поверхня кореневої системи, та від того, коли коріння і ґрунтова волога знаходяться в дотичності.

Коріння розвиває всмоктуючу силу завдяки концентрації клітинного соку, достатню для використання з ґрунту більшої частини зв'язаної води. Потім всмоктуюча сила ґрунту різко підвищується. Для подальшого використання води кореням необхідне надходження з її ділянок ґрунту, вільних від коренів, або ж коренева система спрямовується за водою, збільшуючи свою активну поверхню.

У вологолюбних трав'янистих рослин стійке в'янення настає при всмоктуючій силі ґрунту 0,7-0,8 Мпа, у більшості сільськогосподарських рослин — при 1-2 Мпа, а у рослин помірно сухих умов — при 23 Мпа. Відповідну вологість називають вологістю в'янення. її визначають, фіксуючи вологість ґрунту, за якої рослини стійко в'януть. Відношення вологості в'янення до максимальної гігроскопічності називають коефіцієнтом в'янення. Величина його помітно змінюється у різних рослин (табл. 26).

Таблиця 26. КОЕФІЦІЄНТ В'ЯНЕННЯ РІЗНИХ СІЛЬСЬКОГОСПОДАРСЬКИХ КУЛЬТУР

Вологість в'янення залежить від щільності ґрунту. В міру його ущільнення помітно скорочується кількість водо- і повітропровідних щілин, в які могли б проникати корені рослин. У той же час збільшується частина дрібних неактивних щілин, в яких вода утримується з тиском більше 1,6 Мпа. В межах щільності 1,50-1,55 г/см вологість в'янення зростає на 28-30% порівняно з щільністю 1,11-1,44 г/см3.

Оптимальна вологість кореневмісного шару ґрунту, за якої досягається максимальна інтенсивність росту рослин, змінюється для різних видів в межах 65-90% найменшої вологоємності, зокрема: 75-90% — для багаторічних трав, 65-80% — для зернових, 70-85% — для овочевих культур.

У перезволоженому ґрунті порушується повітряний режим, нагромаджуються токсичні продукти анаеробісу. Стійкість різних рослин до перезволоження або затоплення водою досить різна. Деякі з них характеризуються достатньо високим пристосуванням до надлишку вологи за рахунок повітроносних тканин у коренях, поверхневого розвитку кореневої системи в більш аерованих шарах ґрунту та ін. (лядвенець великий, канарейник, рис, вівсяниця висока).

Тривалість виживання рослин в умовах затоплення помітно залежить від температури води. Якщо у весняний період допустима тривалість затоплення різних видів багаторічних трав в межах 5-25 діб, то вже в літній період вона не повинна бути більше як 20-26 год. Для зернових культур літнє затоплення не повинно перевищувати 5-12 год., а для овочевих — 5-7 год.

Рослини по-різному реагують на глибину залягання і якість ґрунтових вод. їх вплив може бути позитивним, коли мова іде про "ґрунтове живлення" рослин прісними водами при їх оптимальній глибині залягання, і навпаки, рослини можуть пригнічуватись внаслідок заболочування при близькому розміщенні ґрунтових вод і страждають від надлишку солей при підвищеній мінералізації.

За умови недостатнього зволоження продуктивність сільськогосподарських культур визначається посухостійкістю, тобто здатністю витримувати значне обезводнення клітин, тканин, органів.

Рослини зазнають водного стресу як внаслідок нестачі вологи в ґрунті (ґрунтова посуха), так і внаслідок посилення транспірації у відповідь на високу температуру і низьку вологість повітря (атмосферна посуха). Ґрунтова посуха, як правило, нарощується поступово, і рослини частково встигають пристосуватись до неї, атмосферна посуха наступає раптово, її дія призводить до запалу або захвату рослин.

Під дією посухи знижується схожість насіння, зменшується ріст зародкових коренів, затримується формування вторинної кореневої системи, закриваються продихи, листяки в'януть і скручуються, прискорюється їх старіння, помітно знижується ККД фотосинтезу і т. ін.

Як комплексна властивість, посухостійкість залежить від здатності рослин запобігати висушуванню і стійкості до висихання. Запобігати висиханню допомагає ряд механізмів, за допомогою яких рослинам вдається при сухості повітря і ґрунту зберегти якомога довше добрий стан води в тканинах. Це досягається в тій чи іншій мірі здатністю більш ефективно поглинати воду з ґрунту підвищенням усмоктувальної сили і розвитком кореневої системи, зменшенням втрат завдяки своєчасному закриттю продихів, ефективним зменшенням транспіраційної поверхні, запасанням води і підвищенням здатності проводити воду.

Стійкість до висихання — це видоспецифічна здатність до адаптивної зміни властивостей протоплазми витримувати помітне обезводнення.

Посуха буває інколи наскільки сильною, що рослини вже не в стані використовувати воду з ґрунту. Посухостійкість рослин при повному припиненні водопостачання називають витривалістю. Це міра специфічної здатності конкретного виду рослин зберігати запаси води в своїх органах.

Існують різні класифікації рослин щодо їх відношення до водного режиму. Виділяють такі типи рослин: гідрофіти, гігрофіти, мезофіти, ксерофіти. Більшість рослин у сільському господарстві — мезофіти і значно рідше — ксерофіти. Серед культурних форм типових ксерофітів практично немає, вони представлені дикорослими видами.

Певною мірою посухостійкість рослин може характеризуватися коефіцієнтом транспірації, тобто кількістю води в грамах, що витрачається на синтез 1 г сухої речовини. Величина його значною мірою залежить від умов середовища (водно-фізичних властивостей ґрунту, забезпечення поживними речовинами та ін.) та щільності фітоценозу. Проте цей коефіцієнт специфічний для різних культур і показує, наскільки продуктивно витрачається волога рослинами ( табл. 27).