Солонцеустойчивость растений

Это качество растений означает прежде всего способность преодолевать неблагоприятные агрофизические свойства почв, обусловленные их солонцеватостью. В разной степени проявляется физиологическая сторона солонцеватости, связанная с токсичностью карбонатов, бикарбонатов, гуматов натрия и магния и нарушением баланса катионов в растительных тканях вследствие понижения доступности для растений обменного кальция при высоком содержании обменного натрия.
В отрицательном влиянии солонцеватости и засоленности почв на растения имеются общие особенности, в частности ухудшение водного режима в связи со снижением содержания доступной почвенной влаги: в первом случае - вследствие удерживания ее высокодисперсными почвенными коллоидами, во втором - солями. Поэтому явления устойчивости растений к солонцеватости и засоленности почв в какой-то степени сближаются на основе устойчивости их к физиологической засухе. Вследствие сопряженности солонцеватости и засоленности почв идентификация их влияния на растения представляет определенные трудности, однако при испытании сельскохозяйственных культур на почвах солонцово-солончаковых комплексов с различной степенью солонцеватости и засоленности эту задачу удается решать. В таблице 28 представлены результаты таких исследований в виде группировок сельскохозяйственных культур по устойчивости к солонцеватости почв, разработанных В.И. Кирюшиным для засушливой степи Северного Казахстана и Западной Сибири. Согласно этим данным при подборе трав на солонцах донник можно рассматривать как культуру, обладающую самой высокой устойчивостью к солонцеватости почв, чего нельзя сказать о солеустойчивости. Последнее качество в наибольшей мере присуще пырею бескорневищному, которому свойственна также высокая солонцеустойчивость. Волоснец сибирский и пырей сизый находятся в одной группе с пыреем бескорневищным по солонцеустойчивости, но значительно уступают ему по солеустойчивости. Средней солонцеустойчивостью и солеустойчивостью обладают люцерна, житняк ширококолосый, костер безостый, регнерия. Одинаково плохо устойчив к солонцеватости и засоленности почв эспарцет.

Из однолетних культур горчица, проявляя исключительно высокие качества в том и другом отношении, более устойчива к сильному засолению. Близкую и довольно высокую устойчивость к солонцеватости и засоленности почв проявляет ячмень. Пшеница, характеризуясь средней устойчивостью к засолению почв, плохо переносит солонцеватость. Суданская трава к солонцеватости почв более устойчива, чем к повышенному засолению, и может быть рекомендована для почв с умеренной солонцеватостью. Низкую устойчивость к засолению и солонцеватости почв в условиях засушливой степи Северного Казахстана проявляет сорго.
Следует особо подчеркнуть, что эти данные, так же как и другие материалы по тем или иным характеристикам растений, полученные на основе полевых экспериментов в конкретной природной обстановке, не должны восприниматься как универсальные. При их экстраполяции необходимо проявлять известную осторожность, имея в виду как различие экологических условий, так и сортовое разнообразие растений.
Отношение растений к карбонатности почв. Реакция растений на содержание извести в почвах неоднозначна. Растения различаются по отношению к избытку кальция. Многие крестоцветные и некоторые бобовые поглощают ионы кальция в большом количестве и накапливают их в клеточном соке. Напротив, гречишные, маревые, большинство Coryophyllaceae и представители ряда других семейств не переносят больших концентраций растворенного кальция. Поэтому они сразу связывают ион кальция в вакуолях в форме оксалата. Чем больше они вынуждены поглощать кальция, тем больше накапливается оксалата. Представители этих семейств могут удерживаться на известковых почвах только в том случае, если особенности обмена кислот позволяют им осаждать достаточное количество оксалата.
Проблема карбонатности почв чаще всего возникает в садоводстве. Известны рекомендации не использовать почвы с повышенным содержанием извести под плодовые культуры по причине развития хлороза. Однако эти рекомендации не следует воспринимать однозначно, они верны, лишь начиная с определенного порога содержания извести в почве. Этот порог определяют в весьма широких пределах - от 5-15% СаСО3 и выше.
Для условий Крыма показано, что почвы с содержанием извести от 15 до 50%, особенно при низкой окультуренности, могут вызывать хлороз у плодовых растений в отличие от бескарбонатных и слабокарбонатных почв. При содержании извести более 50% проявляется известковый хлороз у всех многолетних культур.
Отношение растений к эродированным и техногенно-нарушенным почвам. Различные культуры проявляют неодинаковую чувствительность к смытости почв (табл. 29) и другим нарушениям почвенного профиля, связанным с полным или частичным отчуждением верхних горизонтов.

Наиболее общие принципы подбора культур для подобных условий связаны с оценкой уровня требовательности их к условиям почвенного плодородия. С известной долей условности сельскохозяйственные культуры могут быть разделены на группы: высокотребовательные (сахарная свекла, хлопчатник, овощные, бахчевые, подсолнечник, картофель, табак, махорка, конопля, мак, кориандр, озимая и яровая пшеница, просо, кукуруза); среднетребовательные (ячмень, гречиха, сорго, зернобобовые, однолетние травы); малотребовательные (овес, озимая рожь, многолетние травы).
Отношение растений к фитосанитарным условиям почвы. Сельскохозяйственные культуры характеризуются различной устойчивостью к болезням и склонностью к поражению вредными организмами, специфическим отношением к определенным сорнякам, имеют специфических вредителей. Пока что нет стройной системы оценки культур и сортов в данном отношении, хотя имеется довольно обширная литература, в том числе многочисленные справочники, которые позволяют это сделать в том или ином приближении.
Чувствительность сельскохозяйственных культур к загрязнению почв тяжелыми металлами. Чтобы обеспечить нормальное протекание метаболических процессов, растения активно поглощают корнями дефицитные ионы и задерживают избыточные ионы. Последняя процедура осуществляется различными растениями с помощью разных механизмов и с неодинаковым успехом. Растения, не способные полностью исключить проникновение избыточных ионов в метаболические центры, страдают от их избытка, снижается урожайность, ухудшается качество продукции, а при накоплении высокотоксичных элементов (кадмия, свинца, цинка, мышьяка, ртути и др.) возникает угроза отравления потребителей продукции. Поэтому важно знать предельные величины накопления металлов теми или иными растениями, их отдельными органами и интенсивность данного процесса в различных условиях. По этому поводу пока еще нет достаточной ясности, хотя накоплен немалый материал.
Установлено, что наибольшее количество тяжелых металлов накапливается, как правило, в корнях, затем в стеблях, далее в листьях и меньше всего в зерне, а также в корне- и клубнеплодах.
Растения разных видов обладают неодинаковой способностью накапливать тяжелые металлы. Пока что трудно построить конкретные ряды по способности поглощения, хотя такие попытки известны, но в качестве общих закономерностей можно отметить наиболее высокое накопление тяжелых металлов в овощах, особенно листовых, и силосных растениях и меньшее поступление в бобовые, злаковые и технические культуры.
Наиболее легко поглощаются и накапливаются в съедобных частях растений такие элементы, как цинк, кадмий, марганец, молибден; наоборот, поглощение свинца, ртути, хрома довольно ограничено. В таблице 30 представлены данные по накоплению некоторых из них растениями.

Реакция растений на загрязнение воздуха. К числу загрязнителей воздуха, причиняющих наиболее ощутимый ущерб сельскохозяйственному производству, относятся озон, диоксид серы, оксиды азота, углеводороды и фтористый водород. Вредные вещества проникают из воздуха в растения в результате газообмена, а также с дождем и при осаждении тумана и пыли на поверхности побегов. Токсическое действие зависит от концентрации вредного вещества и длительности его воздействия. Признаками повреждения могут быть: аккумуляция вредных веществ в растении, сдвиги рН на поверхности побегов и в тканях, пониженная или, наоборот, повышенная активность определенных ферментов, распад хлорофилла, депрессия фотосинтеза, изменения в белковом обмене и во вторичном метаболизме, нарушения роста и, наконец, изменения проницаемости и паралич замыкающих клеток.
У деревьев нарушается механизм всасывания воды и водный режим, листья опадают, верхушечные побеги засыхают. При менее сильном повреждении деревья не погибают, но их продуктивность и прирост заметно снижаются. Рост побегов замедляется, годичные кольца в древесине становятся заметно более узкими. В целом картина повреждения многообразна и довольно неспецифична - одно и то же вредное вещество вызывает у разных растений неодинаковые эффекты, а один и тот же симптом может быть вызван различными веществами; часто возникают лишь отдельные, а не все возможные эффекты.
Разные виды растений неодинаково чувствительны к вредным газам.
По отношению к сернистому газу очень чувствительны люцерна, люпин, клевер, фасоль, салат, шпинат, редис, ячмень, хлопчатник; чувствительны горох, вика; устойчивы рапс, лук, кукуруза.
К фтористому водороду очень чувствительны кукуруза, петрушка, слива, лук; чувствительна люцерна; устойчивы томаты, спаржа, пшеница, подсолнечник, свекла, фасоль.
К оксидам азота очень чувствительны шпинат, фасоль, овес; устойчивы капуста, тыква, земляника, лук.
Влияние рельефа и литологических условий на растения. Влияние на растения относительной высоты, экспозиции и крутизны склонов проявляется не прямо, а косвенно, через перераспределение агроклиматических ресурсов. В связи с изменением условий инсоляции, ветрового режима, перераспределением воды и тепла продуктивность растений на разных элементах рельефа может различаться в несколько раз. Даже в пределах равнин в условиях холмистого рельефа при разности высот порядка 20-100 м и крутизне склонов 2-7° имеют место существенные различия в росте и развитии растений. Прежде всего отмечается ускорение их развития на положительных элементах рельефа по сравнению с отрицательными, что связано с различиями в суточном ходе температуры воздуха и в увлажненности участков.
Продолжительность вегетационного периода большинства сельскохозяйственных культур умеренных широт в условиях холмистого рельефа увеличивается вместе с увеличением суточных колебаний температуры воздуха в направлении от вершины и верхней части склона к подножию его или ко дну долины. На вершинах и верхних частях склонов продолжительность вегетационного периода различных культур на 3-8 дней, а на средних частях склонов на 2-4 дня меньше по сравнению с открытым ровным местом. В широких долинах и у подножий склонов продолжительность вегетационного периода у разных культур на 3-5 дней больше, чем на открытом ровном месте. Скорость развития растений изменяется также в зависимости от экспозиции склона: на южных склонах она, как правило, выше, чем на северных. Эти условия в земледелии учитываются крайне слабо, хотя состояние их изученности и имеющийся практический опыт позволяют существенно изменить размещение сельскохозяйственных культур и технологии их возделывания.
Состав и строение почвообразующих пород нередко являются определяющими в отношении условий почвообразования и произрастания тех или иных видов растений. В данной связи особо выделяются так называемые литогенные почвы, развитые на выходах древних отложений. Некоторые из них, например, на каолиновых корах выветривания или на третичных морских монтмориллонитовых глинах практически не пригодны для возделывания большинства полевых культур, другие, в частности на выходах морены, весьма неблагоприятны.
Существенно различается отношение культур к почвам на разных четвертичных отложениях, особенно слоистых. Агрономическая оценка почвообразующих пород не получила должного научного развития. Однако имеется определенный практический опыт подбора культур для выращивания на литогенных и других почвах с проблематичной литологией.

---