закон земледелия учитывающий главный лимитирующий фактор жизни растений

Закон земледелия учитывающий главный лимитирующий фактор жизни растений

Теоретической основой и руководством в практической работе земледельцам служат законы действия и взаимовлияния факторов жизни в процессе роста и развития растений. В агрономической науке сформулировано пять законов земледелия.

1. Закон равнозначимое™ и незаменимости факторов жизни растений.

3. Закон минимума, оптимума, максимума.

4. Закон совокупного действия факторов жизни растений.

Закон равнозначимости и незаменимости факторов жизни растений утверждает, что для роста и развития растений необходимы все блокирующие факторы в нужных количествах и ни один

из них не может быть заменен другим. Отсутствие одного из ментов питания растений, например калия, нельзя замени4 даже близким по химическим свойствам натрием. Точно так недостаток одного из факторов нельзя компенсировать избьАч. ком другого, например недостаток воды избытком вноси^_1х удобрений, и т. д. j

Закон минимума утверждает, что величина урожая ограничивается фактором, находящимся в минимуме. Согласно этому закону необходимо прежде всего увеличивать фактор, находящийся в минимуме. Немецкий химик Ю. Либих, впервые сформулировавший этот закон, считал, что рост урожая прямо пропорционален увеличению количества фактора, находящегося в минимуме. Однако исследования других ученых доказали, что рост урожая происходит только до тех пор, пока не окажется в минимуме другой фактор, что закон минимума нужно принимать с учетом действия всей совокупности факторов жизни растений и что эффект от увеличения каждого отдельно взятого фактора значительно снижается.

Закон минимума, оптимума, максимума выражает изменение урожайности растений при увеличении количества одного из факторов без изменения остальных факторов жизни растений. Повышение урожайности растений по мере увеличения одного фактора, например влажности почвы, происходит до определенного уровня, после которого начинается снижение. Самая высокая урожайность соответствует оптимуму влажности, после которого начинается снижение урожайности от недостатка кислорода в почве, которое заканчивается гибелью культурного растения при полной влагоемкости, что соответствует максимуму фактора. Это частный случай проявления закона минимума, оптимума, максимума.

Если же при увеличении количества одного из факторов одновременно увеличивать другие факторы, например, при увеличении влажности почвы вносить органические и минеральные удобрения, усиливать освещенность, улучшать аэрацию почвы и др., то происходит значительное увеличение оптимума урожайности от взаимодействия факторов жизни растений.

Закон совокупного действия факторов жизни растений утверждает, что все факторы действуют совокупно при взаимодействии друг с другом в процессе роста и развития растений. Увеличение количества фактора, находящегося в минимуме, тем эффективнее повышает урожайность растений, чем больше других

_т0ров находится в оптимуме. Познание этого закона имеет Ф аК |_111<,_с значение в земледелии, является основой повышения °° жайности растений. В природе все элементы комплекса усло-УР°_Й „заимосвязаны, они представляют одно органическое целое. Воздействие на один из элементов вызывает необходимость воз-ействия на другие. Например, при недостатке фосфора в почве внесение суперфосфата в рядки в малых дозах (10 кг д.в. на 1 га) повышает урожайность зерна пшеницы на 2—3 ц/га. Дальней-nice увеличение доз фосфорного удобрения незначительно повышает урожайность пшеницы по сравнению с рядковым удобрением. Необходимо воздействовать на другие факторы, улучшать водный режим, вносить другие виды удобрений и т. д., чтобы получать устойчивые и высокие урожаи растений.

Закон возврата обязывает земледельца возвращать в почву вещества и энергию, поглощаемые растениями на формирование урожая и отчуждаемые с ним. При ежегодном отчуждении ив почвы элементов питания и энергии с урожаями снижается ее плодородие, ухудшаются состав и свойства, возникает необходимость возврата веществ, которые оказываются в минимуме и лимитируют урожайность растений.

При возврате отчужденных веществ и энергии в почву она сохраняет свое плодородие, т. е. происходит простое воспроизводство почвенного плодородия. При внесении веществ и энергии в почву больше выноса добиваются повышения почвенного плодородия, т. е. расширенного воспроизводства.

Источник

Закон земледелия учитывающий главный лимитирующий фактор жизни растений

Есть вещи, без которых сельское хозяйство вообще не возможно. Без них оно превращается в первобытное собирательство. Эти вещи называются законами земледелия. Основных законов земледелия семь.

Закон незаменимости и равнозначности факторов жизни растений. Незаменимость состоит в том, что ни один из факторов жизни растений не может быть заменён другим, потому что физиологически они одинаково необходимы растению. Равнозначность состоит в том, что каких бы факторов не требовало растение, отсутствие любого из них приведёт к снижению урожайности.

Закон минимума Либиха. Согласно этому закону, от вещества, концентрация которого является минимальной, зависит рост растения, величина и качество её урожая. То есть, то вещество, которого растение получает меньше всего, будет лимитирующим, даже при достаточных объёмах остальных веществ. Иллюстрацией к этому закону является та самая бочка Либиха.

Закон минимума, оптимума и максимума. Согласно этому закону земледелия важным является придерживаться так называемой «золотой середины» в факторах, которые влияют непосредственно на растение (температура, влага, удобрения и прочее). Важным аспектом этого закона является то, что эффект от факторов, которые находятся в оптимуме усиливается. То есть, чем больше факторов оптимизировано, тем меньшим будет влияние на растение того самого лимитирующего фактора.

Закон совокупного действия факторов жизни. Он состоит в том, что величина урожая зависит от всей совокупности действующих факторов одновременно.

Закон возврата веществ в почву. Здесь вообще всё просто. Чтоб растение выросло, оно должно забрать из почвы часть питательных веществ. А при уборке урожая мы окончательно забираем эти вещества с поля. Поэтому мы должны вернуть в почву такое же количество питательных веществ, которое забрали. Фактически, это аграрная вариация закона сохранения материи.

Закон прогрессивного роста эффективного плодородия почвы по мере интенсификации земледелия. Согласно этому закону, увеличение плодородия почвы является природным процессом и должно происходить само по себе, но при постоянном использовании почвы как средства производства, земля не успевает правильно обновляться. Для исправления данной ситуации проводятся специальные агротехнические приёмы.

И последним и, наверное, самым важным законом является севооборот. Чередование сельскохозяйственных культур в пространстве и времени даёт возможность минимизировать негативное влияние человека на развитие растений. Ведь грамотно чередуя культуры на поле мы делаем невозможным развитие болезней, вредителей и сорняков, уменьшаем негативное влияние на почву и прочее.

Именно соблюдение данных законов определяет агрария, как специалиста сельского хозяйства.

Источник

Основные законы земледелия кратко

Закон равнозначимости и незаменимости факторов жизни растений, который устанавливает, что ни один из факторов жизни растений не может быть заменен никаким другим.

Независимо от количественной потребности в том или другом факторе жизни физиологически они одинаково необходимы растению.

Например, если растению (томатам) необходим микроэлемент бор в ничтожно малом количестве во время цветения для завязывания плодов, и он не будет дан растению, то это может нарушить нормальное плодообразование томатов и т.д.

Дефицит в том или ином факторе жизни определяется не только величиной потребности, но и запасами его в почве и притоком извне. Разница между потребностью и наличием фактора составляет величину дефицита, который должен быть покрыт соответствующими приемами агротехники, мелиорации или химизации.

Закон минимума, оптимума и максимума — “Величина урожая определяется фактором, находящимся в минимуме. Наибольший урожай осуществим при оптимальном наличии фактора. При минимальном и максимальном наличии фактора урожай невозможен”.

Впервые его сформулировал Либих. “Продуктивность поля находится в прямой зависимости от необходимой составной части пищи растения, содержащейся в почве в самом минимальном количестве” Он считал, что прибавка урожая прямопропорциональна увеличению питательного вещества, находящегося в минимуме. У = АХУ — урожай А — коэффициент пропорциональности для данного вида удобрений Х — количество питательного вещества.

В последующем Либих признал понижающий эффект одинаковых доз последовательно вносимых в почву удобрений или других факторов.

По мере удовлетворения потребности растения в недостающем факторе урожай повышается до тех пор, пока не будет ограничен другим фактором, оказавшемся в минимуме.

Закон совокупного действия факторов жизни растений

Совместное действие факторов жизни растений проявляется не только в лучшем использовании растениями каждого из них, но и путем воздействия друг на друга.

Например, фосфорные удобрения сами по себе не оказывают влияния на количество доступной для растений воды, но, снижая транспирационный коэффициент и, способствуя более быстрому созреванию урожая, снижают общую потребность растения в воде.

Закон совокупного действия не устраняет закон минимума. Умение определить фактор, находящийся в данном случае в минимуме и воздействовать на него позволяет повышать урожайность при наименьших затратах труда и средств.

Закон возврата

Этот закон открыт Либихом: “Вещество и энергия, отчужденные из почвы с урожаем, должны быть компенсированы (возвращены в почву) с определенной степенью превышения.

Тимирязев и Прянишников признавали этот закон одним из величайших приобретений науки.

При систематическом отчуждении урожая с поля без компенсации использованных урожаем составных частей почвы и энергии почва разрушается, она теряет плодородие.

При компенсации выноса веществ и энергии из почвы она сохраняет свое плодородие, при компенсации веществ и энергии с определенной степенью превышения происходит улучшение почвы. Закон возврата — научная основа воспроизводства почвенного плодородия.

Законы земледелия широко используются в практике земледелия России

Например: интенсивное применение минеральных удобрений в Нечерноземной Зоне обусловило повышенную отзывчивость полевых культур на микроудобрения. Одновременно по мере интенсификации земледелия большую актуальность преобладает регулирование водного режима и кислотно-щелочных свойств почвы.

Высокая культура земледелия предполагает не только научно обоснованную систему удобрения, специализацию севооборотов, почвозащитные системы обработки почвы, приемы борьбы с сорняками, вредителями и болезнями. Но и в целом обязательное использование научно обоснованных почвозащитных зональных систем земледелия. Система земледелия хозяйства — это сложный комплекс, созданный исходя из требований законов земледелия.

На основе исследований Ю. Либиха, В. Р. Вильямса, Э. А. Митчерлиха, С. П. Кравкова, А. Н. Соколовского и др. были установлены и сформулированы важнейшие законы земледелия.

Закон незаменимости и равнозначности факторов жизни растений. Для нормального роста и развития растений в равной степени необходимы вода, воздух, тепло, свет, питательные элементы и другие факторы.

Ни один из этих факторов не может быть заменен другим.

3. Законы земледелия.

Нельзя заменить азот фосфором или калием, и наоборот. Отсутствие любого из них приводит к гибели растений. Даже при недостатке какого-либо микроэлемента, например марганца или меди, следует гибель растений, при этом недостаток марганца нельзя компенсировать цинком или бором.

Р. Вильяме подчеркнул непрерывность возрастания плодородия почв под влиянием сбалансированной системы одновременного воздействия на все факторы жизни растений. Факторы жизни растений равнозначны. Одностороннее воздействие на какой-либо фактор жизни растений без изменения других приводит к постепенному уменьшению эффекта от такого воздействия, а при определенных условиях может снизить урожай.

В качестве примера можно привести результаты исследований Гельригеля. По данным его опытов, каждое последующее увеличение влажности почвы на 10 % уменьшало прибавку урожая ячменя, а при влажности более 60 % ПВ урожаи стали снижаться. Воздействие только на один фактор (воду) вызвало в определенный период снижение урожая, а увлажнение до полной влагоемкости привело к гибели растений.

Закон минимума, оптимума и максимума. В зависимости от конкретных условий каждый фактор жизни растений может характеризоваться минимальным, максимальным и оптимальным значениями показателей.

Как при минимальном, то есть наименьшем количестве фактора, так и при его максимальном количестве создаются наихудшие условия для развития растения; только при оптимальной интенсивности фактора растение имеет наилучшие условия для своего развития.

Различные растения по-разному реагируют на интенсивность действия фактора: воды, тепла, света; так, есть растения теплолюбивые, влаголюбивые, светолюбивые и теневыносливые, морозостойкие и неморозостойкие, короткого или длинного дня, что необходимо учитывать при их возделывании.

Закон лимитирующего фактора. Установлено, что уровень урожайности зависит от количества фактора, находящегося в минимуме, так называемого лимитирующего, который снижает положительное действие всех других факторов.

Чтобы создать нормальные условия для развития растений, необходимо выявить лимитирующий фактор.

Например, недостаток азота в почве ослабляет рост и развитие растений, что отрицательно сказывается на их урожайности. Для устранения недостатка азота необходимо внести азотные удобрения, так как воздействие на другие факторы в данном случае не даст нужного эффекта.

Для различных природных зон характерны свои лимитирующие факторы: в таежно-лесной зоне — это низкое содержание питательных элементов и повышенная кислотность дерново-подзолистых почв; в степной зоне — недостаток влаги в южных черноземах и каштановых почвах.

Следовательно, для повышения урожайности сельскохозяйственных культур в таежно-лесной зоне необходимо вносить органические и минеральные удобрения, а также известковать кислые почвы, а в степной зоне — применять приемы по накоплению и сохранению влаги в почве.

Закон комплексного действия и оптимального сочетания факторов. Для повышения урожаев сельскохозяйственных культур необходимо оптимальное сочетание всех экологических факторов.

При комплексном действии изменение одного фактора влечет за собой изменение других факторов и при оптимальном сочетании повышается общая эффективность. Например, в результате применения удобрений повышается концентрация питательных веществ в почвенном растворе и растениям для образования органического вещества требуется меньше воды.

Закон возврата в почву питательных веществ. Сельскохозяйственные культуры ежегодно потребляют большое количество элементов питания из почвы (азота, фосфора, калия), которые отчуждаются вместе с урожаем.

Кроме того, в процессе водной и ветровой эрозии из почвы также выносится большое количество питательных веществ. В результате происходит истощение почв. Для предотвращения снижения почвенного плодородия необходимо возвращать в почву питательные вещества с помощью внесения удобрений.

Закон соблюдения правильного чередования сельскохозяйственных культур в полях севооборота. Культурные растения потребляют различное количество питательных веществ при создании урожая.

Например, зерновые культуры (пшеница, рожь, овес и др.) выносят из почвы сравнительно больше азота и фосфора, корнеплоды (сахарная свекла и картофель) — калия, бобовые культуры — кальция. Длительное возделывание той или иной культуры на одном поле приводит к истощению почвы элементами, выносимыми в большом количестве, а также вызывает поражение растений характерными для них вредителями. Для того чтобы избежать отрицательных последствий бессменных посевов, необходимо соблюдать правильное чередование сельскохозяйственных культур в полях севооборота.

Таким образом, формирование урожая и эволюция почвенного плодородия происходят в строгом соответствии с законами земледелия.

Научное понимание и практическое использование этих законов позволяют эффективно регулировать почвенное плодородие и получать высокие урожаи сельскохозяйственных культур.

Интересное

Основные законы земледелия и их значение.

Сущность закона заключается в том, что ни один фактор жизни растений нельзя полностью исключить или заме­нить другим; в обоих случаях гибель растения неизбежна.

Закон равнозначимости и незаменимости факторов жизни расте­ний является основополагающим. Именно вследствие равнозначимости и незаменимости факторов проявляется действие других законов — ми­нимума, совокупного действия.

Особенность этого закона такова, что в производстве его проявление мало заметно. Это объясняется тем, что в естественных условиях растения находят все необходимые для их рос­та и развития факторы, хотя в количественном отношении потребность в них и наличие их может быть самое различное.

Здесь уже вступает в действие законы минимума и совокупного действия.

Идя методом исключения физиологи растений и агрохимики установили состав полной питательной смеси. В 1859 г. расте­ния в водных культурах в опытах И. Кнопа и Ю. Сакса впервые были доведены до созревания.

Закон минимума. Этот закон сформулирован Ю. Либихом в 1840 г. Он так описывает его действие: «Каждое поле содержит одно или несколько питательных веществ в минимуме и одно или несколько других в максимуме.

Георг Либшер (1853-1895) сделал к этому закону поправку, со­гласно которой «растения с тем большей продуктивностью используют находящийся в минимуме вегетационный фактор, чем больше других факторов находится в оптимуме».

Это несколько сглаживает кате­горичность закона минимума, однако значительного повышения урожай­ности можно достичь лишь повышаяобеспеченность культур недостаю­щими факторами.

В условиях Северного Казахстана в первом минимуме находится влага. Предположим, нам нужно выбрать, что в первую очередь приме­нять: снегозадержание, лункование, искусственноеоструктуривание или другие приемы.

Все они прямо или косвенно улучшают водный режим почвы, но наиболее сильное воздействие оказывает снегозадержание.

При этом оказываются неизбежно затронуты другие факторы жиз­ни растений: воздушный, тепловой, микробиологический и пищевой режим почвы и агрономы неизбежно вынуждены регулировать и их в соответствии с законом совокупного взаимообусловленного, а не изо­лированного действия факторов жизни растений. Только обеспечив растения влагой, можно рассчитывать на высокий эффект от примене­ния удобрений, гербицидов, районированных сортов и т.д.

Закон оптимума: «Наибольший урожай осуществим при сред­нем (оптимальном) наличии факторов; при наименьшем (минимальном) и наибольшем (максимальном) наличии фактора урожай не осуществим (равен нулю)».

Закон оптимума говорит о том, что наибольший урожай достижим при оптимальном наличии каждого фактора жизни растений.

Каждое растение имеет оптимальные границы, в пределах которых обеспечение всеми факторами жизни оказывает наиболее благоприятное воздействие на урожай.

Это отчетливо наблюдается по отношению растений к температуре, свету, воде и другим факторам.

Однако оптимизация в обеспеченности растения каким-либо од­ним или несколькими факторами не приведет к успеху.Наибольший урожай возможен при одновременном наличии в оптимальном коли­честве всех факторов жизни растений.

Закон совокупного взаимообусловленного, а не изолирован­ного действия факторов жизни растений. Его можно сформулировать сле­дующим образом: комплекс факторов жизни растений представляет со­бой единое целое, все элементы которого неразрывно связаны друг с дру­гом.

Воздействие на один из них влечет за собой изменение всего комп­лекса. Постоянный прогресс возможен лишь в том случае, когда воздей­ствие направлено на весь комплекс факторов одновременно.

Каждый специалист должен быть глубоко убежден в том, что без уче­та действия этого закона нельзя рассчитывать на постоянный успех.

Закон возврата Ю.

Либиха: «Все, что отчуждается из почвы с урожаем должно быть возвращено, иначе неизбежно падение плодоро­дия».Более полная формулировка этого закона звучит так:

«Элементы пиши растений, отчужденные из почвы с урожаем, должны восполняться до оптимума за счет внутрипочвенных процессов (хими­ческих, микробиологических и т.п.) и внесением удобрений.

Прогресс возможен в том случае, если это восполнение происходит во все возрастающих и сбалансированных количествах».

Значение закона возврата для сохранения и дальнейшего повы­шения плодородия почвы чрезвычайно велико.

Принцип плодосмена* может быть сформулирован следую­щим образом: «При данном уровне потенциального плодородия почвы и при определенных климатических условиях максимальная продуктив­ность севооборота имеет место при ежегодной смене в нем культур наи­более отдаленных по биологии и агротехнике возделывания».

Однако в условиях недостаточно благоприятного климата, например засушли­вости, этот принцип не соблюдается. Наибольшее производство зерна с гектара севооборотной площади достигается в зернопаровых севоо­боротах, в которых кроме пшеницы, или пшеницы и ячменя других культур нет.

Законы земледелия

Изложенные в этой статье законы земледелия в разных научных источниках формируются с некоторыми различиями, но это не меняет их сути и смысла. Главное, что следует извлечь из этих постулатов современной агрономии — использовать плодородные свойства почвы следует очень осторожно и разумно, не подвергая ее истощению и, как следствие, убивая способность давать жизнь растениям.

Соблюдать эти законы обязаны все, чья деятельность так или иначе связана с использованием почвенных ресурсов, иначе наши потомки будут лишены счастья любоваться зеленью на Земле и получать натуральную пищу, возделывая ее плодородный слой.

Закон возврата питательных веществ заключается в том, что для поддержания плодородия почвы человек обязан восполнять запасы питательных веществ в ней, выносимых урожаем. Это восполнение осуществляется внесением органических и минеральных удобрений; применением специальных агротехнических приемов, способствующих разложению в почве растительных остатков и сохранению продуктов разложения; посевов специальных, удобряющих почву растений.

Простыми словами смысл этого закона можно выразить так: для поддержания плодородия почвы необходимо вернуть ей ту часть потерянных питательных веществ, которую человек забрал у нее в виде урожая. Ведь урожай (плоды, листва, коренья, стебли и т.

д.) должны были стать частью почвы, разлагаясь в ней, образуя гумус, тем самым поддерживая плодородные свойства. Поскольку человек собрал урожай, он должен возместить почве потерю в виде различных удобрений или иными агротехническими приемами.

Этот закон впервые был сформулирован немецким химиком Юстусом Либихом (1803 – 1873 г.г.), автором теории минерального питания растений, одним из создателей агрохимии. К. А. Тимирязев назвал этот закон величайшим приобретением науки.

Сам Либих дословно сформулировал этот постулат так: «…причина возникновения и падения наций лежит в одном и том же. Расхищение плодородия почвы обуславливает их гибель, поддержание этого плодородия — их жизнь, богатство и могущество».

Т. е. Ю. Либих неразрывно связывает процветание и гибель целых народов и цивилизаций с тем, как они относятся к земле (почве), на которой проживают.

На законе возврата питательных веществ основывается балансовый метод расчета норм удобрений, вносимых в почву.

Закон плодосмена утверждает, что более высокие урожаи получаются при чередовании культур на поле, чем при бессменных посевах.

Объясняется это тем, что разные культуры потребляют из почвы питательные элементы в разных количествах, при длительном их выращивании развиваются специфические вредители и возбудители болезней, определенные сорные растения.

Закон оптимума, минимума и максимума фактора жизни растения, который утверждает, что при прочих равных условиях наибольшую продуктивность растение дает, когда фактор имеется в оптимальном количестве.

Уменьшение и увеличение любого фактора жизни растения по сравнению с оптимальным снижает продуктивность, и при определенных для каждого растения минимальных или максимальных значениях фактора растение или не дает урожая, или погибает.

Так как растение развивается при одновременном действии многих факторов, отсюда следует закон незаменимости и равнозначности всех факторов жизни. В соответствии с этим законом ни один из факторов не может быть заменен другим. Например, нельзя недостаток или избыток влаги компенсировать повышенными нормами удобрения и т.

п. Равнозначность факторов заключается в том, что даже ничтожная потребность растения в каком-либо элементе питания, если она не удовлетворяется, приводит к нарушению роста и развития растения.

Основные законы земледелия и их использование в сельскохозяйственном производстве.

В земледелии очень важно оценить эффект от одновременного изменения нескольких факторов. Эта оценка вытекает из закона совокупности действия факторов жизни растения, согласно которому растение имеет небольшую продуктивность, когда все факторы находятся в оптимуме.

Закон совокупности действия факторов обосновывает необходимость и эффективность комплексных мелиораций, т. е. одновременное улучшение водного, воздушного, солевого и питательного режимов почв.

Законы земледелия (или агрономии) по своей сути кажутся простыми и даже наивными для современного человека. Но их смысловая информация вобрала в себя опыт многовековой деятельности человечества по выращиванию сельскохозяйственных культур растений.

И нельзя не согласиться с мнением великого таланта от биологии — нашего соотечественника К. А. Тимирязева об исключительной ценности этих законов и основополагающих выводов, сделанных гениями от агрономии, даже спустя десятки и сотни лет.

Источник