Вячеслав Котов - Биологические основы получения высоких урожаев овощных культур

Мощный фактор эволюции культурных растений — селекция. В результате селекции создано большое многообразие сортов и гибридов овощных растений, приспособленных для возделывания в различных экологических регионах и в различных условиях культуры — открытый и защищенный грунт.

Развитие генетики, биотехнологии, экологии и других фундаментальных научных направлений в биологии, использование их в практической селекции, позволяют получать новые сорта и гибриды с широкой адаптацией к стрессовым ситуациям, высокой продуктивностью и хорошим качеством продукции.

Культурные растения подчинены общим закономерностям в эволюции покрытосеменных, одним из ведущих направлений которой является эволюция от деревьев к травам, от многолетних растений к однолетним, от сильнорослых к карликовым, от позднеспелых к скороспелым. Многолетними были предки томата, перца и некоторых тыквенных культур.

Эволюция в сторону скороспелости морфологически проявляется в сокращении апикального роста, сокращении продолжительности жизни главного побега, относительно раннем начале ветвления, переходе от моноподиального ветвления к симподиальному.

Наблюдается эволюция овощных растений и в сторону удлинения вегетационного периода или отдельных его этапов. Это прежде всего выведение сортов холодостойких двулетних и многолетних культур с продолжительным периодом яровизации, например, озимой капусты, редиса, сортов томата с замедленным созреванием плодов.

Контрольные вопросы

1. Дайте определения терминам «рост», «развитие».

2. Что означают понятия «филогенез» и «онтогенез»?

3. Назовите фазы роста и развития растений в процессе онтогенеза.

4. В чем заключается периодичность роста растений?

Урожайность овощных культур и качество продукции одновременно с генетическими особенностями в значительной мере определяются комплексом внешних условий, которые в той или иной степени обеспечивают реализацию генетического потенциала. Среди многообразного комплекса условий можно выделить основные факторы жизни растений.

1. Абиотические: тепло, свет, влага, воздушно газовый режим, минеральное питание.

Наличие всех этих факторов должно быть обеспечено на соответствующем уровне в течение всего периода от посева до уборки урожая. Ни один из факторов не заменяет другого. Все они играют определенную роль в жизни растений и действие их должно проявляться только в комплексе.

Воздействуя на факторы внешней среды, человек изменяет характер роста и развития растений.

Если один из факторов будет в недостаточном количестве, то именно он будет определять величину урожая. На каждом этапе жизни требования растений к условиям среды бывают различными и роль факторов изменяется.

2. Биотические: взаимное влияние культурных растений в посеве, воздействие сорных растений, полезной и вредной микрофлоры (болезни), полезные и вредные представители животного мира (вредители).

3. Антропогенные: созданные человеком методы культуры, хирургические приемы, воздействия на биоценозы машинами, воздействие химических веществ и физических средств.

По мнению Г. И. Тараканова, уровень реакции растений на воздействие факторов внешней среды определяют три показателя: оптимум (наиболее благоприятный для растения), минимум и максимум — крайние (экстремальные) значения показателей, при которых возможна жизнь растения.

В агрономической практике, оценивая реакцию растений на условия внешней среды, ограничиваются одним показателем — требовательностью. Правильнее оценивать реакцию растений по трем показателям: требовательность, устойчивость, отзывчивость.

Требовательность оценивается по интенсивности и действию фактора, обеспечивающего получение урожая и прохождение межфазных периодов, нормальный ход жизненных процессов.

Устойчивость — это способность растения переносить экстремальные значения факторов. Она определяется значениями минимума или максимума и продолжительностью их воздействия.

При уровне действия факторов, близком к летальному, часто возникают стрессовые ситуации, оказывающие сильное влияние на рост, развитие и продуктивность растений. Наиболее опасны условия, характеризующиеся быстрым неоднократным переходом от нормальных условий к стрессу и обратно.

Устойчивость растений к стрессам меняется в процессе онтогенеза. Она значительно сильнее в фазе покоя, при замедленных темпах роста.

Низкий диапазон устойчивости характерен для генеративных органов в период формирования гамет, оплодотворения и плодообразования, а также у проростков и молодых растений.

Отзывчивость — уровень реакции на повышение или понижение интенсивности действия фактора.

Уровень реакции растений на факторы внешней среды имеет важное значение для овощеводства и определяет возможности культуры, особенности технологии, затраты энергии и средств, темпы формирования, качество и размеры урожая, экономическую эффективность производства.

В овощеводстве всегда шла работа по двум направлениям: приспособление растения к внешним условиям и приспособление внешних условий к требованиям этих растений.

Среди приемов адаптации растений к условиям внешней среды основное значение имеет повышение генетического потенциала селекционным путем. Кроме того, адаптация растения к условиям внешней среды достигается путем воздействия на него приемами, повышающими его устойчивость к неблагоприятным ситуациям. К таким приемам относятся использование высококачественного посевного материала, стимуляция жизнедеятельности растений за счет закалки, протравливания, использования стимуляторов роста, применение рассадной культуры и хирургических приемов (прищипка, пасынкование, прививочная культура).

Влияние внешних условий можно изменять определением оптимальных сроков посева и посадки, местом и сроком возделывания культур, технологией их производства.

Температура — это основной фактор, определяющий сроки и возможности возделывания овощных культур в открытом грунте и энергозатраты в тепличном овощеводстве.

Наличие достаточного количества тепла обусловливает все жизненные процессы, протекающие в растениях от момента прорастания семян до конца вегетации, — фотосинтез, дыхание, усвоение и передвижение питательных веществ.

При высоких и низких температурах в тканях и клетках происходят необратимые изменения, приводящие к гибели. Повышение температуры до определенных размеров увеличивает фотосинтез и дыхание, затем может наступить необратимая коагуляция (свертывание) белков, а при понижении температуры снижается продуктивность фотосинтеза и дыхания. Температура, при которой уравновешивается приход и расход продуктов фотосинтеза, называется компенсационной точкой.