Значение тепла и теплового режима в жизни растений, почвы, микрофлоры и способы его регулирования

25/. значение  тепла и теплового режима в  жизни растений, почвы, микрофлоры  и способы его регулирования.

Рост и развитие растений, а также нормальная жизнедеятельность  микроорганизмов возможны лишь при  определенных тепловых, почвенных и  климатических условиях. Потребность сельскохозяйственных культур в тепле очень различна. Наиболее холодостойкие растения (рожь, пшеница, ячмень, лен, конопля, сахарная свекла, клевер, горох, люпин, вика, редис, лук, и др.) могут произрастать при температуре ниже 5°. Теплолюбивые растения (просо, кукуруза, огурцы и др.) начинают рост при температуре почвы 10—15°. Картофель и подсолнечник прорастают при 5—6°. С повышением температуры прорастание всех семян культурных растений ускоряется.

Наилучший рост и  развитие растений наблюдаются при температуре 25—30°.

Температура оказывает  влияние на рост и развитие не только надземной части, но и подземной. По сообщению И. Б. Ревут, лучше всего  протекают ростовые процессы у озимой и яровой пшеницы при сравнительно низких температурах почвы. Наиболее быстро развивается корневая система при 24—28°, но более мощной она бывает при 12—16°. У ячменя корни сильнее развиваются при температуре 20° и слабее — при 10 и 30°.

В опытах П. С. Коссовича  прирост корней овса при температуре  почвы 6—8° был в 1,5 раза больше, чем при 12— 14°.

Температура почвы  влияет и на рост клубней картофеля. По данным Джонсона, Мак-Кнннея и Феллоуса (1922), клубни лучше развивались при  температуре 18°.

Низкие температуры  в весеннее время у многих растений снижают синтетическую деятельность и ослабляют белковый обмен. Отрицательные температуры неодинаково действуют на растения в различные фазы их развития. Например, все культурные растения выносят низкие температуры в фазе наклюнувшихся семян. В дальнейшем, по мере роста и развития проростка (до всходов), холодостойкость понижается. При отрицательных температурах, продолжающихся длительное время, большинство культурных растений погибает. Гибель их наступает потому, что вода, содержащаяся в оболочке клеток и в межклетниках, превращается в лед. Кристаллы его оттягивают воду из клеток и оказывают на них давление, что вызывает обезвоживание протоплазмы и повышение концентрации клеточного сока. Все это, вместе взятое, приводит к свертыванию коллоидов плазмы, утрате ее непроницаемости и полной гибели.

Отрицательное действие на растения оказывают не только низкие температуры, но и повышенные. Так, при  высокой температуре и пониженной относительной влажности воздуха  замедляется передвижение питательных  веществ из листьев в созревающие  семена зерновых культур, вследствие чего зерно получается щуплое и неполновесное.

Исключительно большое  значение имеет тепловой режим для  жизнедеятельности микроорганизмов. По данным Расселя и Хатчинсона, для большинства микробов почвы  оптимальная температура составляет 12—30°.

В искусственных  условиях бесспоровые бактерии и  грибы погибают при 80—100°. От низких температур микроорганизмы не погибают, но прекращают свою деятельность. роме клубеньковых бактерий, развивающихся на корнях бобовых культур, на пищевой режим почвы оказывают большое влияние прикорневая микрофлора, водоросли и простейшие животные.

Некоторые исследователи (Е. X. Ремпе, Е. Ф. Березова, Ф. Ю. Гельцер и др.) утверждают, что прикорневая микрофлора тесно и неразрывно связана с растениями. Ее питание зависит от растений, а растений — от микрофлоры. Такого рода симбиоз характерен для многих растений. Корни их, как органы питания, связаны с микрофлорой. Этим и обусловливается тот факт, что зона расположения корневой системы растений всегда богата микроорганизмами, которые в процессе жизнедеятельности накапливают в почве в усвояемой для растений форме минеральные вещества. А микроорганизмы используют для питания корневые выделения растений.

Химический  состав корневых выделений у разных видов растений различен. Неодинакова  и потребность в корневых выделениях у микроорганизмов. Следовательно, одни выделения будут удовлетворять их, а другие, наоборот, угнетать или не оказывать на них никакого действия.

Растения  могут нормально развиваться  и в среде, где отсутствуют  микроорганизмы (в дистиллированной воде, промытом и прокаленном песке), в которую внесены только минеральные питательные вещества в необходимых дозах.

Из свободно живущих азотфиксаторов больше всего  изучены азотобактер и клостридиум .Азотобактер относится к аэробным бактериям, а клостридиум - к анаэробным. Азотобактера нет в кислых почвах и в почвах с небольшим содержанием органического вещества и фосфора. Недостаток кислорода в почве, избыточное увлажнение и пониженная температура ограничивают его распространение. Этим объясняется то, что в дерново-подзолистых почвах активность азотобактера слабая. Она может быть усилена лишь внесением органических и фосфорных удобрений и извести. Положительное влияние на деятельность микроба оказывает обработка почвы.

Азотобактер обитает вокруг корней многих растений, но более активен он в зоне корневой системы люцерны, табака и крестоцветных. Почти не развивается азотобактер в ризосфере пшеницы, так как корневые выделения ее токсичны для этого микроба (Н. А. Красильников).

При благоприятных  условиях азотобактер может накопить в почве более 30 кг азота на 1 га.

Клостридиум по энергии усвоения азота значительно уступает азотобактеру, но он менее требователен к условиям среды, а поэтому более широко распространен в почвах.

Из растительного  мира к микроорганизмам относят  микроскопические водоросли (зеленые, сине-зеленые, диатомовые и др.), а из животного — мельчайшие одноклеточные организмы (протозоа). Водоросли в процессе обмена выделяют кислород, усиливают выветривание почвы, улучшают аэрацию, обогащают почву гумусом и стимулируют развитие азотфиксирующих бактерий. Некоторые из них способны поглощать азот из воздуха и накапливать его в почве.

Исследования  Ф. Ю. Гельцер показали, что за шесть  лет в лизиметрах без растении содержание в почве азота увеличилось  более чем в 2 раза, а гумуса —  на 0,7%. Автор объясняет это развитием  в лизиметрах водорослей, многие из которых усваивают азот из воздуха.

Ряд исследователей утверждают, что содержание азота  в почве также увеличивается  в результате деятельности простейших животных (Е. Бланк, Ф. Гизике, 1920), но оно  существенно не отражается на питании растений. Важнейшим биологическим процессом, который имеет наибольшее значение в пищевом режиме почвы, считается превращение органических и труд ноусвояемых минеральных соединений в легко доступные растениям.