Реакция растений на засушливые условия
Июль – наиболее важный для аграриев месяц в отношении осадков. Ведь посев пшеницы проводится в последних числах мая для того, чтобы совместить самые требовательные к влаге фазы развития пшеницы «выход в трубку» – «колошение» с традиционными для североказахстанского региона июльскими дождями.
Те же самые фазы являются критическими, в отношении влаги, для ячменя и овса; для кукурузы это «начало цветения»-наступление «молочной спелости»; для проса – «вымётывание метёлки»- «налив семян»; для подсолнечника «образование корзинки»- «середина цветения»; для картофеля – «формирование клубня» (Савченко М.П., 1974).
Согласно данным РГП «Казгидромет», сегодня казахстанским сельскохозяйственным угодьям в большинстве случаев не хватает влаги. Ведь количество осадков за июнь в ряде районов и областей было меньше среднемноголетней нормы.
Возделываясь в условиях недостаточного увлажнения, все наши культуры и их сорта обладают одним общим свойством – засухоустойчивостью. Именно этим свойством и обусловлена их продуктивность.
О засухоустойчивости
Разумеется, нет единой градации засухоустойчивости сельскохозяйственных культур, как и нет универсальных признаков засухоустойчивости. Так, первыми шагами на пути создания теории засухоустойчивости было то, что учёные вели поиск зависимости устойчивости растений к засухе от их анатомо-морфологических особенностей. Это и величина клеток, число и размер устьиц, наличие или отсутствие воскового налёта и опушения листа. Увязывали засухоустойчивость с размером и характером жилкования листа, окраской колоса и его остистостью. Однако по мере накопления данных, исследователи пришли к выводу, что все эти признаки имеют значение для засухоустойчивости растений только лишь в совокупности с другими.
Все культуры проявляют разную устойчивость к засушливым условиям – это неоспоримый факт. Так, длительное завядание, вызванное пересыханием почвы, мало отражается на урожае проса, но очень сильно снижает урожай овса.
Некоторое представление нам даёт сравнение транспирационных коэффициентов (количество граммов воды, расходуемое на испарение при накоплении 1 грамма сухого вещества растением) различных культур. Таким образом, чем ниже значение данного показателя, тем экономнее растение расходует влагу, а значит, тем оно засухоустойчивее (таблица 1). На основании приведённых в таблице цифр можно сделать вывод о том, что ячмень более засухоустойчив, чем пшеница; самой засухоустойчивой культурой можно назвать сорго; наиболее требовательна к влаге люцерна.
Таблица 1 – Пределы колебания транспирационного коэффициента (ТК) у сельскохозяйственных культур в условиях Западной Сибири (Савченко М.П., 1974)
Культура | ТК |
Яровая пшеница | 338 – 513 |
Озимая рожь | 500 – 800 |
Ячмень | 310 – 534 |
Кукуруза | 250 – 400 |
Просо | 200 – 300 |
Гречиха | 500 – 600 |
Подсолнечник | 500 – 600 |
Лён | 700 – 905 |
Горох | 270 – 800 |
Люцерна | 844 |
Картофель | 300 – 636 |
По сути, транспирация выполняет роль терморегулятора растений и предохраняет их от перегревания (аналогично потоотделению у человека), способствует всасыванию воды корнями, передвижению минеральных питательных веществ – азота, фосфора, калия и микроэлементов, взятых из почвы, по растению. Однако даже в пределах одной культуры ко эффициент транспирации может варьировать в зависимости от местных условий. Так, чем больше доступной воды в почве, выше температура, значительнее ветер и ниже относительная влажность воздуха, тем транспирационный коэффициент выше.
О жароустойчивости
Наряду с засу хоустойчивостью, растения мо гут обладать таким свойством, как жароустойчивость. Жароустойчивость в значительной степени определяется фазой роста и развития растений. Наибольший вред высокие температуры причиняют растениям на ранних этапах их развития, так как молодые, активно растущие ткани менее устойчивы, чем старые и «покоящиеся». В период образования генеративных органов жароустойчивость однолетних растений снижается. Устойчивость к жаре у различных органов растений также неодинакова: менее устойчивы подземные органы, более – побеги и почки.
Жароустойчивость зависит от продолжительности воздействия тепла, подчиняясь закону доз: более умеренная жара при большой продолжительности оказывает такое же повреждающее действие, как и кратковременная сильная жара. Поэтому жароустойчивость принято характеризовать переносимостью определённых температур при их получасовом воздействии. Из культурных растений жароустойчивостью обладают теплолюбивые растения южных широт – сорго, рис, хлопчатник, клещевина.
Иногда в качестве критерия жароустойчивости используют длительность воздействия высокой температуры, при которой наступает паралич устьиц листьев. Например, у овса, довольно чувствительного к высоким температурам и подверженного запалу, паралич устьиц наступает при температуре 38-40°С через 4-5 часов. У ячменя, характеризующегося более высокой жароустойчивостью, паралич устьиц при той же температуре отмечен через 25-35 часов, а у проса, отличающегося ещё более высокой жароустойчивостью, паралич устьиц не наблюдается при этой температуре в течение 48 часов (Кирюшин В.И., 1996).
Многообразие связей
Для засушливых условий характерно то, что расход воды не покрывается её приходом, тогда у растений наблюдается полуденный водный дефицит, исчезающий в ночное время, или остаточный дефицит, не исчезающий и ночью, и являющийся опасным для жизни растения.
Засуха в ранние периоды развития приводит к гибели цветочных зачатков, их стерильности (белоколосица), а в более поздние – к образованию щуплого зерна (захват). При этом захват будет более вероятен при хорошо развитой к началу засухи листовой поверхности. Поэтому при сочетании влажной весны и начала лета с очень сухой второй половиной (или даже отдельных суховеев) опасность снижения урожая наиболее вероятна.
Различают почвенную и атмосферную з асуху. П ервая обычно нарастает постепенно, и растения отчасти успевают приспособиться к ней, а вторая наступает внезапно, её действие приводит к запалу или захвату растений.
Установлено, что температура почвы от 50 до 53°С способствует появлению ожогов на листьях, а при температуре 54,5°С ожоги настолько сильны, что приводят к отмиранию растений. Кроме того, высокая температура губительно действует на репродуктивные части растения – цветки не оплодотворяются, снижается озернённость колоса, зерно становится щуплым. Температуру воздуха выше 40-45°С следует считать критической почти для всех видов и сортов пшеницы (Ионова Е.В., 2011).
К слову, на засухоустойчивость растений влияют удобрения. Так, если калийные и фосфорные её повышают, то азотные, особенно в больших дозах, – снижают. Устойчивости к засухе в полевых условиях способствует выращивание сельскохозяйственных культур с соблюдением зональных технологий их возделывания.
Также некоторым культурам свойственен естественный уход от засухи: наиболее чувствительные фазы их развития проходят до или после наступления засушливых условий. Так, кукуруза и просо хорошо используют осадки второй половины вегетации.
Алина Суворова