Значение экологических факторов в жизни плодовых растений
При слове "экология" наши современники обязательно прибавляют к нему характеристику "плохая". Но как может быть экология плохой, ведь экология - это, прежде всего, наука изучающая взаимоотношения живых организмов друг с другом и с окружающей средой. Разделов экологии много, среди них и экология плодовых растений. В этой статье я бы хотел немного осветить этот вопрос. Дело в том, что набор плодовых и ягодных культур, выращиваемых в любительских садах очень большой и включает в себя самые разнообразные биологические группы растений. Эволюция этих растений протекала в определенных условиях среды, в результате чего сформировались специфические признаки и свойства видов. Наиболее четко они выражены в соответствующих жизненных формах. Однако признаки вида, характеризующие внешний облик растения, довольно пластичны. Растительные организмы имеют различные возможности реализации своей наследственности в онтогенезе при взаимодействии генотипа и условий окружающей среды.
Взаимодействие плодовых растений и факторов внешней среды многогранно. Основная задача при их возделывании - изучить это взаимодействие, определить оптимум условий среды для жизнедеятельности растений и на этой основе разработать агротехнические приемы.
Среди факторов внешней среды наибольшее значение для жизнедеятельности растений имеют свет, тепло, влага, условия почвенного питания.
Свет. В зависимости от того, в каких экологических условиях, определяющих режим освещенности, протекала эволюция растений, возникли и соответствующие жизненные формы – от травянистых и кустарничков до кустарников и деревьев. Как правило, кустарники и лианы являются более теневыносливыми, а деревья светолюбивыми.
Световой режим сельскохозяйственных растений обычно характеризуется продолжительностью освещения (длина дня) и количеством света, выражающегося физиологической радиацией или фотосинтетически активной радиацией (ФАР). Эти показатели не всегда положительно связаны между собой. Так, в южных регионах продолжительность освещения в течение вегетационного сезона меньше, чем в средней зоне, однако количество солнечной радиации на юге больше.
В жизнедеятельности растений имеют значение обе характеристики светового режима. Реакцию растений на продолжительность освещения называют фотопериодизмом. Здесь следует иметь в виду общую закономерность – при продвижении с юга на север, то есть с увеличением продолжительности освещения, лучше растут и развиваются те растения, филогенез которых протекал в условиях длинного дня. Южные экотипы, наоборот, лучше развиваются при более коротком дне. В результате возникла физиологическая классификация – растения короткого и длинного дня. Однако есть и нейтральные виды, которые успешно растут как при коротком, так и при длинном дне.
Световой режим в садовых насаждениях можно регулировать. Самыми простыми способами являются: правильное размещение рядов (с севера на юг) и оптимальная густота посадки (она определяется исходя из размеров дерева или кустарника). Также сады лучше растут на пологих склонах, которые хорошо освещаются в течение дня. Более трудозатратным способом регулирования режима освещения является обрезка, которая позволяет удалить лишние ветви и, тем самым, улучшить световой режим внутри кроны дерева или кустарника.
Тепло. Тепловой режим воздушной и почвенной среды – один из ведущих факторов роста и развития растений. Правильное размещение плодовых и ягодных растений невозможно без учета их требований к температуре. При этом следует иметь в виду не только общее количество тепла, необходимое для нормального развития, но и устойчивость плодовых культур к отрицательной (зимостойкость) и высокой положительной (жароустойчивость) температурам.
Отношение плодовых и ягодных культур к теплу определяется двумя факторами: продолжительностью вегетационного периода и режимом температуры. Более теплолюбивые виды и сорта требуют и более продолжительного вегетационного периода. Однако при этом важно учитывать режим температуры в течение вегетации, поскольку от этого зависят темпы роста и развития растений.
Требования плодовых культур к температурному режиму меняются в течение вегетационного периода. В процессе прорастания семян и на начальных этапах развития зимующих растений весной они, как правило, проявляются в меньшей степени. Большинство растений наиболее требовательны к теплу в период цветения и развития семян, а также в период закладки цветковых почек у древесных растений. Особое практическое значение это имеет для красивоцветущих древесных видов и для растений, размножающихся семенами.
Традиционно растения по отношению к теплу делят на теплолюбивые, холодостойкие и зимостойкие.
Теплолюбивые растения – это растения, не способные переносить понижение температуры ниже 10-150С. Сюда относятся тропические и субтропические плодовые культуры – все цитрусовые, тропические разноплодные (бананы, ананасы).
Холодостойкие – растения, способные переносить низкие положительные температуры. К холодостойким можно отнести некоторые цитрусовые растения, произрастающие в условиях Северной Калифорнии (США) или Абхазии, способные переносить понижение температуры до 00С. Еще в начале 20 века американским селекционером Лютером Бербанком были упомянуты гибриды, полученные от скрещивания апельсина с Citrus trifoliata (зимостойкий, но несъедобный вид цитрусовых). Полученные гибриды выдерживали понижение температуры до -180С. (L. Burbank, 1914-1915, Л. Бербанк, 1955).
Морозостойкие и зимостойкие – растения способные переносить отрицательные температуры и комплекс неблагоприятных факторов зимнего периода.
Отрегулировать тепловой режим можно рыхлением почвы (темная почва притягивает солнечные лучи и хорошо прогревается), в зимнее время для уменьшения колебания температуры почвы применяют утаптывание снега, либо проводят другие мероприятия, направленные на снегозадержание (с осени оставляют траву в саду не скошенной). Посадка на склоне способствует лучшему прогреву почвы и быстрому стоку холодного воздуха вниз.
Вода. Вода является одним из важнейших факторов, определяющих успешность возделывания плодовых растений, которые, в свою очередь, неодинаково относятся к режиму увлажнения.
Большинство пород предпочитает средние по увлажнению почвы. Однако по уменьшению требовательности к водному режиму их можно расположить в следующем порядке: слива, яблоня, груша, вишня войлочная, абрикос. Ягодные культуры (жимолость, черная смородина, облепиха) все без исключения являются требовательными к влаге.
Для создания благоприятного режима влажности почвы в насаждениях необходимо соблюдать правильную агротехнику. При помощи агротехники можно не только увеличивать запасы продуктивной влаги, но и, наоборот, способствовать ее уменьшению при избыточном увлажнении.
На рост и развитие плодовых растений также оказывают влияние грунтовые воды. Очень важно при закладке сада избегать мест с их близким залеганием, так как они вытесняют из почвы воздух, необходимый для корневой системы дерева (кустарника) и деятельности микроорганизмов. При подъеме грунтовых вод до 1,5 метра от поверхности возникает явление суховершинности. Оно возникает в результате того, что гибнет часть всасывающих корней и корневая система уже не способна снабжать водой всю надземную часть дерева.
Воздух. Определяя значение воздуха как фактора жизни плодовых растений, в первую очередь, необходимо вести речь об аэрации почвы. Аэрация почвы влияет на деятельность всасывающих корней, аэробных микроорганизмов, минерализующих органическое вещество, почвенных животных (червей). Последние также оказывают влияние на воздушный режим почвы, прокладывая ходы. Особенно сильное влияние на воздушный режим почвы оказывают дождевые черви, их каналы с укрепленными выделениями капролита стенками могут достигать 1км на 1м2 поверхности почвы. Известно, что корни растений предпочитают проникать в глубокие слои почвы по их ходам. Вместе с тем воздушный режим почвы тесно связан с водным и их регуляция производится при помощи агротехнических мероприятий.
Важное значение имеет ветроустойчивость. Ветроустойчивость у пород меняется в зависимости от характера почвы. При высоком стоянии грунтовых вод корневая система развивается не глубоко, и деревья становятся менее устойчивыми к ветру.
Почвенные условия
Влияние почвенных условий на плодовые растения является определяющим саму возможность их возделывания. Почва, ее гранулометрический состав, содержание органического вещества, толщина плодородного слоя, объемная масса и другие физические показатели оказывают прямое влияние не только на питание растений, но и на содержание влаги и воздуха, необходимых корням.
Несмотря на то, что под плодовые породы часто отводятся места малопригодные для возделывания других сельскохозяйственных культур, большинство из них нуждается в хороших почвах, богатых органическим веществом, имеющих благоприятный для развития корневой системы режим увлажнения. Конечно, растения могут расти в самых разнообразных условиях. Например, облепиха, которая в Амурской области, не являясь представителем аборигенной флоры, сумела очень широко распространиться и хорошо себя чувствует как дикорос на каменистых склонах, по краям оврагов и другим местам, где другие плодовые культуры расти не могут. Однако, для садовода на первом месте стоит задача не выживания растений, а получения высоких и стабильных (ежегодных) урожаев плодов и ягод с высокими потребительскими качествами. Достичь этого при неблагоприятных почвенных условиях невозможно.
Все возделываемые сорта сильно различаются по способности сохранять стабильность своих признаков (урожайности, размера плодов и др.) в зависимости от условий возделывания, одни являются отзывчивыми на изменение условий (пластичные сорта), другие относительно стабильны. Оценивая пригодность почв под закладку плодовых насаждений, необходимо ориентироваться на биологические особенности культур, особенности сортов, их потребность в элементах питания в различные периоды, отзывчивость на изменение условий минерального питания (внесение удобрений). Сама система удобрений также должна строиться исходя из особенностей почв. Например, на легких по гранулометрическому составу почвах требуется внесение калийных удобрений, тогда как на среднесуглинистых и глинистых без них можно и обойтись. Азотные удобрения на песчаных почвах лучше всего вносить дробно в небольших количествах (в виде подкормок), так как почвенный поглощающий комплекс не может их удержать и при ливневых осадках во вторую половину лета они вымываются вниз по профилю, либо в горизонтальном направлении (по склону).
Следует также учитывать и толщину плодородного слоя, который в условиях Амурской области на лугово-бурых черноземовидных почвах не превышает 22 см, а на бурых лесных -15 см. При такой толщине плодородного слоя корни растений предпочитают распространяться не в глубину, а в горизонтальном направлении. Поэтому для формировании глубокой корневой системы нужна агротехника, направленная на повышение содержания органического вещества в почве, улучшение ее аэрации и режима влажности в более глубоких слоях.
Рельеф местности оказывает влияние на тепловой, водный и воздушный режимы в насаждениях плодовых и ягодных культур. От рельефа зависит, будут ли страдать плодовые насаждения от зимних морозов, «солнечных ожогов», недостатка влаги в летний период, будет ли наблюдаться эрозия почв и т.п. Практически все плодовые и ягодные растения желательно выращивать на пологих склонах. В Амурской области лучше выбирать склоны северного и северо-восточного направлений. Здесь раньше устанавливается и позже сходит снежный покров, что очень актуально для южной части области, где его высота в отдельные годы не превышает 5 см, а в начале лета растения сильно страдают от сухости почвы, так как снег сходит по солярному типу (испаряется). При таянии вода практически не впитывается в почву. Размещаясь на склонах, плодовые культуры получают больше солнечного света, чем на ровной поверхности, следовательно, их продуктивность будет намного выше. При этом важно избегать склонов южной или юго-западной экспозиции, на которых в марте случаются оттепели и темноокрашенные ветви некоторых плодовых пород и сортов притягивают солнечные лучи, в них начинаются процессы сокодвижения, а ночью вода замерзает и разрывает ткани, места повреждений чернеют. Образуются так называемые «солнечные ожоги» с той стороны ветки, которая была обращена к солнцу. Особенно сильно страдает однолетний прирост абрикоса, яблонь-полукультурок, некоторых сортов груш. Поэтому, если производится закладка сада на склоне южной экспозиции, следует отдавать предпочтение породам и сортам со светлой окраской ветвей, либо применять специальные методы защиты.
На склонах более интенсивно происходит сток холодного воздуха ночью, а днем он быстрее прогревается. В результате создается благоприятный тепловой режим, который влияет на начало вегетации, сроки цветения и наступления съемной зрелости плодов, уменьшает повреждение цветков весенними заморозками. Последнее для Амурской области не актуально, так как все возделываемые сорта устойчивы к данному типу повреждений (в силу своей близости к диким формам), но в некоторых развитых районах плодоводства страны это имеет большое значение.