15.2. Факторы жизни растений и плодородия почв.
Факторы жизни растений делятся на космические, атмосферные, почвенные, а также абиотические и биотические.
По характеру влияния на растения выделяют группы факторов: необходимые для жизни, косвенные, токсические, случайные (Б.А. Никитин, 1987).
Необходимые факторы абсолютно требуются для существования организмов в экосистеме, и их нельзя заместить другими факторами. В этой группе выделяются материальные, энергетические и вторичные факторы. Сюда относятся те факторы, которые усваиваются организмами или непосредственно воздействуют на организмы. Это пища, вода, солнечная энергия, явления и процессы, возникающие в результате перечисленных и других компонентов среды, например, температура среды, соотношение ионов в питательном растворе и его реакция.
Косвенные факторы воздействуют на содержание и соотношение необходимых факторов и оказывают на них регулирующее влияние. При определенном количественном выражении и соотношении друг с другом они могут обусловливать оптимальное действие необходимых факторов жизни, но могут и снижать действие, а в ряде случаев подавлять.
Токсические факторы нарушают физиологические функции в растениях. К ним относятся ряд химических соединений: двуокись азота, сернистый газ, органические соединения (фенол и др.), тяжелые металлы, сероводород, сероуглерод, окись углерода, фтористые и другие соединения. К этой группе факторов должны быть причислены фитонциды – биологически активные вещества, выделяемые растениями и подавляющие развитие других живых организмов.
Случайные факторы не характерны для среднего (нормального) состояния экосистемы. Они чаще всего возникают в результате процессов, идущих в космосе, биосфере в целом или соседних экосистемах, и обусловливают большие отклонения в действии других факторов. К ним могут быть отнесены ураганы, град, болезни организмов, нарушения в ритме освещения, режиме температуры и т.д. К ним относится также аномальное снижение температуры почвы весной или летом, затопление почв в результате неожиданного наводнения, засыпка почв пылью, принесенной ветром и т.д.
Перечисленные факторы жизни растений, а точнее сказать продуктивности биоценозов входят составными частями как в атмосферу, так и в почву биогеоценозов (агроценозов). По В.Р. Вильямсу факторы плодородия подразделяются на элементы и условия плодородия.
Элементы представлены необходимыми для жизни растений материальными и энергетическими факторами, а условия – необходимыми вторичными, косвенными, токсическими и случайными факторами.
В почве имеются следующие факторы жизни растении: необходимые – элементы питания, вода, соотношение ионов в почвенном растворе, концентрация этого раствора, тепловая энергия, кислород и углекислый газ в почвенном воздухе; косвенные – физические, физико-химические, физико-механические и биологические свойства почв, компоненты твердой фазы (гумус; минералы, содержащие фосфор, калий и другие питательные элементы)
Как видим, почвенные и атмосферные факторы тесно связаны. Взаимодействие их может давать контрастные эффекты почвенного плодородия. Например, в условиях холодного и влажного климата наиболее плодородны легкосуглинистые почвы, по сравнению с более тяжелыми, благодаря лучшей прогреваемости. Они «теплые» в отличие от «холодных» глинистых почв с высокой влагоемкостью и соответственно теплоемкостью. В засушливых степных районах более плодородны тяжелосуглинистые и глинистые влагоемкие почвы, в отличие от легкосуглинистых и более легких, характеризующихся низкой водоудерживающей способностью и остро дефицитным водным режимом.
Закономерности влияния факторов на продуктивность растений различны, но необходимые факторы (кроме воды) воздействуют в соответствии с законом минимума – оптимума – максимума. Регулирование условий плодородия осуществляется по принципу последовательности устранения лимитирующего фактора. В качестве таких факторов могут выступать избыточная кислотность или щелочность, избыток водорастворимых солей, солонцеватость, высокая плотность, заболоченность, различные токсикозы и др.