Максимально возможный урожай определяется фактором находящимся в минимуме сформулировал

Обновлено: 10.01.2025

Законы земледелия есть не что иное, как
выражение законов природы, проявляющихся в
результате деятельности человека по
возделыванию сельскохозяйственных культур. Они
раскрывают связи растений с условиями внешней
среды, а также определяют пути развития
земледелия, которые должны осуществляться в
соответствии с этими законами.

2. К основным законам земледелия относятся следующие.

• 1.Закон равнозначимости и незаменимости
факторов жизни растений.
• 2.Законы минимума, оптимума и
максимума.
• 3. Закон совокупного действия факторов
жизни растений.
• 4.Закон плодосмена.
• 5. Закон возврата питательных веществ.

3. Закон равнозначимости и незаменимости факторов жизни растений.

• Сущность его состоит в том, что все факторы жизни
растений абсолютно равнозначимы и незаменимы.
• Согласно ему для нормального функционирования
растительного организма должен быть обеспечен приток всех
факторов жизни растений (земных, космических). Проявление
этого закона носит абсолютный и относительный характер.
• Абсолютное значение выражается в том, что в каких бы
факторах не нуждалось растение, однако отсутствие любого из
них ведет к резкому снижению урожайности и даже гибели
растения. Например, сколько бы не увеличивали содержание
влаги в почве, она не может возместить недостаток тепла или
света так же, как нельзя азот заменить фосфором или калием.

4. Закон минимума

5. Закон минимума

6. Закон минимума: 1 — максимально возможный урожай; 2 — фактический урожай

7. Закон минимума

• В дальнейшем на основании других исследований показавших,
что закон минимума необходимо принимать с учетом действия
совокупности факторов, Ю. Либих установил понижающий
эффект каждого увеличения отдельно взятого фактора.
• Это подтверждалось вегетационным опытом Гельригеля,
результаты которого в дальнейшем использовались для
демонстрации закона минимума, оптимума и максимума.
• Как следует из данных опыта, максимальный урожай
соответствует оптимальной влажности почвы (60 %) от полной
ее влагоемкости.
• При отсутствии влаги, а также при ее изобилии и урожай
равнялся нулю.
• Изменение урожая в зависимости от влажности почвы
подтверждало снижающуюся эффективность последовательных
одинаковых количеств какого-либо фактора жизни растений.

8. закон минимума, оптимума и максимума

9. Закон совокупного действия факторов жизни растений

• Все факторы жизни растений действуют не изолированно друг
от друга, а в тесном взаимодействии. Установлено, что в
соответствии с этим законом действие отдельного фактора,
находящегося в минимуме, тем интенсивнее, чем больше
других факторов есть в оптимуме.
• Дальнейшим шагом вперед по пути выявления совместного
действия факторов жизни растений стали работы немецкого
ученого Э. А. Митчерлиха.
• На основании опытов он пришел к выводу, что урожай
определяется суммой действующих факторов.
На основании этого закон совокупного действия факторов гласит,
что прибавка урожая зависит от каждого фактора роста и его
интенсивности, она пропорциональна разнице между возможным
максимальным и действительно полученным урожаем.
• Э. Митчерлих экспериментально вывел следующие
коэффициенты использования отдельных факторов: N - 0,2; Р,О5
- 0,6; К2О – 0,4; MgO - 2,0 на 1 мм осадков.

10. Закон плодосмена

• Закон плодосмена состоит в том, что более высокие урожаи
получаются при чередовании культур в пространстве и во
времени, чем при бессменных посевах.
• В его основе лежит общебиологический закон единства и
взаимосвязи растительных организмов и условий среды.
• Необходимость чередования различных культур на полях
обусловливается тем, что различные культуры по-разному
влияют на свойства почвы и окружающую среду.
• По-разному изменяются агрофизические свойства почвы,
водный, воздушный, тепловой и пищевой режимы. Каждая
культура или группа культур имеют особенности по влиянию на
состав почвенной микрофлоры и интенсивность развития
отдельных групп микроорганизмов. На основе этого закона
разрабатываются принципы построения севооборотов.

11. Закон возврата питательных веществ

12. Закон возврата питательных веществ

• Согласно закону возврата, при нарушении баланса
усвояемых питательных веществ в почве в результате их
потерь, или вследствие выноса с урожаем его
необходимо восстановить путем внесения
соответствующих удобрений.
• Соблюдение закона возврата имеет важное значение не
только для сохранения и повышения плодородия
почвы, но и для повышения урожайности
сельскохозяйственных культур. Регулируя вынос и
поступление в почву элементов питания и других
факторов, можно регулировать также качество
получаемой продукции (содержание белка в зерне,
крахмала в картофеле, сахара в корнеплодах и т. д.).

Законы земледелия — закономерности, описывающие взаимодействие факторов жизни растений и определяющие оптимальные условия их роста и развития с целью получения максимального урожая.

Законы земледелия основаны на результатах большого количества исследований и опытов, их обработки и анализа и закладывают теоретические и практические основы растениеводства. Правильное применение агротехнических, почвенно-мелиоративных и других приемов, повышение культуры земледелия и эффективное регулирование плодородия почвы и урожайности культур основывается на научном понимании и практическом использовании законов земледелия.

Навигация

Законы земледелия (English version)

Закон равнозначимости и незаменимости факторов жизни растений

Все факторы жизни растений равнозначны и незаменимы.

Для роста и развития растения необходимо обеспечение всех факторов жизни, как космических, так земных, независимо от количества фактора. Отсутствие одного фактора, даже самого малого, приводит к резкому уменьшению урожая и гибели растения.

Ни один фактор не заменяется другим. Например, недостаток калия нельзя заменить избытком фосфора, а недостаток света восполнить теплом и т.д.

Получение максимально возможных урожаев возможно только при постоянном поступлении всех факторов жизни в достаточном количестве. Однако на практике закон равнозначимости и незаменимости факторов является относительным в силу различных затрат на обеспеченность растений факторами жизни. Связано это с возможностью создания такие условия, как в материально-техническом отношении, так и почвенными и природно-климатическими условиями в конкретной местности.

Закон равнозначимости и незаменимости факторов жизни растений закладывает материальную основу земледелия: для получения стабильно высоких урожаев необходимо стремиться к обеспечению в полной мере растений всеми факторами.

Закон минимума

Рост и развитие растения определяется фактором, находящимся в минимуме.

где У — урожай; А — коэффициент пропорциональности для конкретного фактора; X — напряжение фактора.

Открытие закона минимума позволило во второй половине XIX века значительно увеличить урожайность культур, традиционно возделываемых в Центральной Европе благодаря внесению минеральных удобрений на оскуделых почвах.

Если высоту самой маленькой дощечки повысить добавлением соответствующего фактора, то фактический урожай будет определять уже другой клепкой, оказавшейся в минимуме.

Не смотря на очевидность и простоту закона, последующие исследования установили ряд уточнений. Ю. Либих признавал понижающий эффект при каждом увеличении отдельного фактора. А. Майер доказал: закон минимума следует принимать с учетом всей совокупности факторов, а не только питательных элементов. Э. Вольни, расширил действие закона в совокупности факторов на качество урожая.

Графическое изображение закона минимума: 1 - максимально возможный урожай; 2 - фактический урожай

Закон минимума, оптимума, максимума

Максимальное развитие растения возможно при оптимальной обеспеченности факторами жизни.

В ходя ряда экспериментов данный закон подвергался проверкам и уточнениям, в результате чего он не нашел своего подтверждения.

Закон минимума, оптимума, максимума был предложен в результате ряда проведенных исследований, наиболее известный опыт Гельригеля. Он выращивал ячмень в стеклянных сосудах, заполненных одинаковой плодородной почвой. Все условия роста растений были одинаковыми, за исключением влажности почвы, определявшуюся по полной влагоемкости 100%. В 8 сосудах влажность составляла 5, 10, 20, 30, 40, 60, 80 и 100%. По окончанию опыта урожайность распределялась следующим образом:

Изменение урожайности растений в зависимости от содержания влаги в почве

Влажность почвы, % ПВ	5	10	20	30	40	60	80	100
Урожайность, кг сухого вещества на сосуд	1	63	146	176	217	227	197	0

Максимальный урожай ячменя в опытах Гельригеля приходится на влажность почвы 60% ПВ. Минимальное, как и максимальное количество влаги не обеспечили получение урожая. Если выразить разницу в прибавке урожая на каждую следующую градацию влажности, отнесенную к единице влажности, то получается прогрессирующее уменьшение прибавки урожая от последовательной прибавки влажности при том, что остальные факторы остаются неизменными. Эта закономерность получила название закона Тюнена.

В.Р. Вильямс проанализировал опыт Гельригеля и показал частный характер полученной закономерности. Он установил, что опыт Гельригеля нарушает условие единственного логического различия, являющегося важнейшим требованием агрономического опыта. Разная влажность почвы не создает одинаковые условия питания растений. Влажность неразрывно связана окислительно-восстановительными условиями в почве, а следовательно, существенно влияет на почвенные биохимические процессы.

Таким образом опыт Гельригеля по существу не достоверен, а его выводы ошибочны. Это подтверждают данные опыта Э. Вольни. При тех же условиях, что и в опыте Гельригеля, за исключением удобрения, не поддающегося восстановлению в анаэробиозисных условиях, полученные результаты приведены в таблице.

Влажность почвы, % ПВ	10	20	40	60	80	100
Урожайность, дг/сосуд	13	35	112	212	122	32
Разница между последующими и предыдущими показателями, дг/сосуд	22	77	100	-90	-90
Разница на градацию влажности (%), дг/сосуд	22	39	50	-45	-45

Опыты Э. Вольни показали совершенно иной характер зависимости урожая от влажности почвы по сравнению с кривой Гельригеля: увеличение влажности вызывает прогрессивное увеличение прибавки урожая на единицу влажности, а не уменьшение.

По мнению В.Р. Вильямса, опыт Э. Вольни тоже имел методические недостатки. В дальнейшем Э. Вольни поставил многофакторный опыт на растениях яровой ржи, выращивая их в трех рядах стеклянных сосудов по четыре сосуда в каждом ряду.

В каждом ряду было три сосуда с влажностью 20, 40 и 60% ПВ с неудобренной почвой, в четвертом сосуде каждого ряда удобренная почва с влажностью 60%. Освещенность каждого рядя была различной (слабое, среднее, сильное). Результаты представлены в таблице и на рисунке.

Показатель	Урожайность, дг/сосуд
без удобрений			с удобрениями
При влажности почвы, % ПВ	20	40	60	60
Освещение - сильное	110	320	403	584
- среднее	95	218	274	350
- слабое	88	185	208	223

Зависимость урожайности от факторов роста: освещения, влажности, удобрения

Рост урожайности в сосудах с неудобренной почвой с ростом влажности повторяет результаты опыта Гельригеля. Ввод удобрения привел к резкому росту урожайности в сосудах с влажностью почвы 60%. Однако, добавление фактора освещенности в опыт резко повысил эффективность удобрения. Если просуммировать урожайность вариантов с удобрениями при различной освещенности, то окажется, что взаимодействие всех факторов даст значительный прирост урожая, увеличивающийся по мере добавления в систему новых факторов жизни растений. Данные выводы также опровергают закон Тюнена.

Закон совокупного действия факторов жизни растений

Все факторы жизни растений взаимодействуют в процессе роста и развития растений, то есть действуют совокупно.

Опирая, на закон совокупного действия факторов жизни растений, ряд исследователей предпринимали попытки установить математическую зависимость урожайности от факторов жизни. Наибольший успех в этом добился Э. Митчерлих.

Э. Митчерлих попытался найти математическую зависимость прибавки урожая от удобрения почвы. Он установил, что прибавка урожая пропорциональна разнице между максимально возможным и фактически полученным урожаем и зависит от каждого фактора и его интенсивности. Э. Митчерлих опытным путем определил коэффициенты использования отдельных питательных элементов: для азота N — 0,2, фосфора Р₂О₅ — 0,6, калия К₂О — 0,4, магния Mg — 2,0 на 1 мм осадков.

Последующие исследования показали, что зависимость Э. Митчерлиха неуниверсальна из-за сложности биологических процессов создания урожая. Кроме того, вскоре Тренель показал, что она математически неверна.

Несмотря на сложности математического выражения этого закона, он имеет важное значение в практики земледелия. В.Р. Вильямc указывал, лишь добиться максимальной отдачи урожая возможно лишь при одновременном воздействии на весь комплекс факторов жизни растений, представляющий единое органическое целое, элементы которого неразрывно связаны между собой. Воздействие на один из факторов жизни влечет за собой необходимость воздействия на все остальные.

Закон возврата

Вещество и энергия, отчужденные из почвы с урожаем, должны быть компенсированы (возвращены в почву) с определенной степенью превышения.

В первые открыт Ю. Либихом. Д.Н. Прянишников и К.А. Тимирязев считали закон возврата одним из величайших для науки.

Земледелие по своей природе как отрасль производства материально: урожай создается из материальных составных частей — энергии и веществ, потребляемых растениями из почвы. Почва также является средой произрастания растений и посредником в их обеспечении факторами жизни.

Систематическое отчуждение урожая с полей без возврата использованных им энергии и составных частей почвы, она теряет свое плодородие. Если вынос энергии веществ компенсируется, то плодородие почвы сохраняется; а при компенсации с избытком, происходит воспроизводство плодородия.

Закон возврата — это научная основа воспроизводства плодородия почвы. Его можно рассматривать как частный случай физического закона сохранения материи и энергии.

Закон плодосмена

Чередование во времени и пространстве культурных растений, отличающихся между собой по биохимическим, биологическим, агрономическим и другим свойствам.

Профессор М.Г. Павлов еще в 1838 году признавал закон плодосмена как закон природы:

Другие законы земледелия

В земледелии существует ряд других законов: закон автотрофности зеленых растений, основывающийся на теории фотосинтеза и минерального питания растений; закон поступления, передвижения и превращения минеральных веществ в растениях и др.

В.И. Ленин критиковал данные выводы

Опыты В.Р. Вильямса, Э. Вольни и других ученых показали, аналогичные результаты: оптимальное снабжение растений светом, влагой и питательными веществами позволяет увеличить урожай в несколько раз при значительно меньших расходах элементов питания и влаги на создание единицы продукции. Данные выводы позволили успешно внедрить и использовать интенсивные технологии выращивания сельскохозяйственных растений, базирующиеся на всех законах земледелия с учетом местных почвенно-климатических условиях и особенностях вида, разновидности и сорта культуры.

Практика применения законов земледелия

Разработанные системы земледелия базируются на действии законов земледелия. Современные направления адаптивно-ландшафтных систем земледелия строятся на использовании земельных ресурсов определенной агроэкологической группы, ориентированы на экономически выгодное производство продукции высокого качества в соответствии с рыночными потребностями, обеспечивающие устойчивость агроландшафта и постоянное воспроизводство плодородия почвы. Освоение систем земледелия неразрывно связано с освоением новых технологий, одним из главных требований к которым — адаптированность к природным условиям, формам хозяйствования, различным уровням интенсификации производства и т.д.

Методология построения технологий базируется на законах земледелия. Например, руководствуясь законом миниму, определяют и устраняют лимитирующие факторы урожайности с учетом почвенно-климатических условиях, специализации и уровня интенсификации производства. Интенсификация производства меняет значимость тех или иных факторов: с устранением дефицита одних повышается роль других. Возврат питательных веществ, отчуждаемых с урожаем, согласно закону возврата, должен компенсироваться с избытком, для постоянного расширенно воспроизводства плодородия.

Несоблюдение или нарушение законов земледелия в сельскохозяйственной практике приводит не только к неполучению ожидаемых, но и отрицательным результатам с необоснованными экономическими затратами. Например, необоснованная мелиорация, интенсивные технологии, химизация, реформирование АПК. Без учета комплекса взаимных и системных связей факторы и приемы, казавшиеся обоснованными, необходимыми, экологически оправданными, в итоге приводили к отрицательным последствиям функционирования сельскохозяйственного производства.

Высокие урожаи обеспечиваются сочетаниями определенных факторов жизни растений на каждом этапе развития. Только при комплексном действии всех условий жизни возможно полное использование каждого из них, что на практике встречается редко. Чаще, фактор, находящийся в минимуме, определяет формирование урожая в конкретных почвенно-климатических условиях. Например в Нечерноземной зоне это питательные вещества, в засушливых районах — вода.

Каждый агротехнический прием, как правило, для создания благоприятных условий роста и развития растений влияет на 1-2 фактора жизни. Поэтому только комплекс мероприятий дает возможность регулировать все условия жизни растений. Очевидно, что наибольшую значимость из этих агроприемов будет иметь тот, который воздействуют на фактор, находящийся в минимуме.

Помимо почвенно-климатических особенностей зоны или местности, при разработке комплекса агротехнических мероприятий следует учитывать фазы развития растений. Приемы должны обеспечивать прирост запасов органических и минеральных веществ в почве, повышая ее плодородие и улучшая структуру и строение.

Взаимодействие факторов жизни растений в процессе их роста и развития, необычайно сложное и многообразное, в течение длительного времени является предметом изучения различных наук. В результате накопленных сведений и их анализа был сформулирован ряд законов действия факторов жизни растений на процесс создания урожая. Эти закономерности известны в агрономической науке как законы земледелия.

1. Закон автотрофности зелёных растений гласит, что зеленые растения, используя энергию солнечного света и поглощая из воздуха углекислый газ, а из почвы воду и минеральные соединения, синтезируют все необходимые органические вещества в количествах, обеспечивающих полное развитие и высокую урожайность.

Для получения запланированного урожая необходимо, чтобы в почве в достаточном количестве и непрерывно имелись вода, все необходимые минеральные питательные вещества в доступной растениям форме.

2. Закон незаменимости и равнозначности факторов жизни растенийгласит, что все факторы жизни растений абсолютно равнозначны и незаменимы и ни один из факторов жизни растений не может быть заменен другим.

Согласно этому закону, для роста и развития растений должен быть обеспечен приток всех факторов жизни растений – космических и земных, отсутствие любого из них равносильно гибели растений.

Недостаток одного из факторов не может быть компенсирован за счёт другого. Например, недостаток воды не может быть восполнен избытком удобрений и наоборот.

3. Закон минимума (минимума, оптимума, максимума) гласит, что величина урожая определяется фактором, находящимся в минимуме (лимитирующий фактор). Получение наибольшего урожая осуществимо при оптимальном значении каждого фактора. При минимальном и максимальном наличии фактора урожай невозможен.

Например, недостаток воды (лимитирующий фактор) резко снижает эффективность других факторов, и, как следствие, снижение или потерю урожая. Избыток любого фактора, как и недостаток, приводит к тем же результатам.

4. Закон совокупного действия факторов жизни растенийгласит, что все факторы жизни растений действуют совокупно, то есть взаимодействуют между собой в процессе роста и развития растений.

Как отметил В.Р. Вильямс: "Наибольшая эффективность всякого фактора осуществляется только при полной обеспеченности растения всеми другими факторами". Только в этом случае создаются наилучшие условия для получения максимального урожая с высоким качеством продукции.

5. Закон возвратагласит, что все вещества, вынесенные из почвы с урожаем, должны быть возвращены в почву.

Только при компенсации вынесенных из почвы с урожаем веществ и энергии почва сохраняет своё плодородие. Закон возврата – научная основа воспроизводства почвенного плодородия, частный случай проявления всеобщего закона сохранения вещества и энергии.

6. Закон плодосменагласит, что любые агротехнические и мелиоративные мероприятия более эффективны при плодосмене, чем при бессменном посеве.

Закон формулирует основной принцип разработки севооборотов и систем земледелия. Эффективность применения севооборотов связана с тем, что при бессменной культуре растений, происходит вынос с урожаем одних и тех же элементов питания, а также с накоплением в почве специфических вредителей, болезней и сорняков, развивающихся на посевах бессменной культуры.

Законы земледелия широко используют в практике земледелия. В разных почвенно-климатических условиях, разной специализации хозяйств, разного уровня интенсификации производства, руководствуясь законами минимума и максимума находят и устраняют факторы, ограничивающие рост урожайности.

Так, интенсивное применение минеральных удобрений, в ряде районов Нечернозёмной зоны обусловило повышенную отзывчивость полевых культур на микроудобрения, а в засушливых районах большую актуальность приобретают регулирование водного режима и кислотно-щелочных свойств почвы. Для большинства почв особую актуальность приобретает обеспечение почвы органическим веществом, а эффективность химизации в решающей степени зависит от состояния всего комплекса агрономических свойств почвы. Подобные примеры закона минимума легко можно продолжить.

Вопросы для самопроверки:

1. Предмет изучения следующих наук: земледелие, растениеводство, животноводство.

2. Факторы жизни растений.

3. Сущность процесса фотосинтеза и его значение для всей биосферы.

4. Значение почвенного воздуха для жизни растений и микробиологических процессов.

5. Влияние теплового режима почвы и приземного слоя воздуха на рост и развитие растений.

6. Понятие макро и микроэлементы.

7. Основные законы земледелия, примеры их приложения в практике земледелия.

8. Основные пути регулирования водного, воздушного и теплового режимов почвы.

Закон минимума.

Закон минимума, оптимума, максимума.

Для демонстрации закона используют данные опыта, проведенного Гельриге­лем и неоднократно подтверж­денного другими исследователя­ми. В этом опыте растения ячме­ня выращивали в стеклянных со­судах, заполненных одной и той же плодородной почвой. Все ус­ловия выращивания растений, кроме влажности почвы в сосу­дах, были одинаковыми. Влаж­ность почвы определяли по пол­ной влагоемкости, которая соот­ветствовала уровню влажности 100 %. В каждом из 8 сосудов влажность была различной и со­ставляла 5, 10,20, 30, 40, 60, 80 и 100 %. После окончания опыта уро­жайность в зависимости от влажности возрастает или уменьшается. Как следует из данных, полученных в опыте Гельригеля, максимальный урожай ячменя соответствует оптимальной влажности по­чвы в сосуде (60 % ПВ). Минимум и максимум фактора (количества влаги) не обеспечили получение урожая.

Закон действия факторов жизни растений.

Этот закон по Э. Митчерлиху, гласит, что прибавка урожая зависит от каждого фактора роста и его интенсивности, она пропорциональна разнице между возможным максимальным и действительно полученным урожаем. Он попы­тался математически выразить зависимость прибавки урожая от удобрения почвы. Э. Митчерлих экспериментально вывел следующие коэффици­енты использования отдельных факторов жизни: N - 0,2, P₂0₅­ - 0,6, К₂О - 0,4, Mg - 2,0 на 1 мм осадков. Последующими исследованиями было установлено, что форму­ла Э. Митчерлиха не универсальна, так как сложные биологические процессы создания урожая не описываются математическими фор­мулами. Тренель вскоре показал, что она, кроме того, неверна и ма­тематически. Несмотря на трудности математического выражения закона совокупного действия факторов, закон этот имеет огромное зна­чение для практики земледелия. В этой связи В. Р. Вильямс ука­зывал, что прогресс возможен лишь, когда наше воздействие на условия, в которых протекает это сложное производство, направ­лено одновременно на весь их комплекс. Этот комплекс усло­вий представляет одно органи­ческое целое, все элементы кото­рого неразрывно связаны.

Закон возврата.

Вещество и энергия, отчужденные из почвы с урожаем, должны быть компенсированы (возвращены в почву) с определенной степенью превышения. Этот закон был открыт Ю.Либихом. К А. Тимирязев и Д. Н. Прянишников считали этот закон одним из величайших приобретений науки. Земледелие как отрасль производства материально по своей природе. Урожай как материальная субстанция создается из мате­риальных составных частей, определенная часть его - за счет ве­ществ и энергии, получаемых растениями из почвы. Кроме того, почва - посредник растений в обеспечении их факторами жизни, среда их произрастания. При систематическом отчуждении урожая с полей без компенса­ции использованных им составных частей почвы и энергии почва разрушается, теряет плодородие. При компенсации выноса веществ и энергии из почвы после­дняя сохраняет свое плодородие; при компенсации веществ и энер­гии с определенной степенью превышения происходит улучшение почвы, расширенное воспроизводство ее плодородия. Закон возврата - научная основа воспроизводства почвенного плодородия, частный случай проявления всеобщего закона сохра­нения веществ и энергии.

Действие законов проявляется и учитывается в научно-обосно­ванных системах земледелия. В настоящее время разрабатывают и осваивают адаптивно-ландшафтные системы земледелия. Адап­тивно-ландшафтной системой земледелия считается система ис­пользования земли определенной агроэкологической группы, ориентированная на производство продукции экономически и экологически обусловленных количества и качества в соответ­ствии с общественными (рыночными) потребностями, природны­ми и производственными ресурсами, обеспечивающая устойчи­вость агроландшафта и воспроизводство почвенного плодородия. Соблюдение и выполнение законов земледелия. Действие законов основано на методологии использования системного метода. Цен­ность системного метода заключается в том, что он позволяет на­правленно влиять на процессы формирования урожая и плодородие почвы. При этом создается возможность быстро находить техноло­гические решения, исключая одностороннее необоснованное увле­чение какими-либо отдельными приемами. Еще К. А. Тимирязев отмечал, что одностороннее увлечение какой-либо идеей, точкой зрения нигде не может принести большего вреда, чем в земледелии. Для того чтобы принимаемые решения были близки к оптималь­ным, необходимо иметь достаточно достоверные представления о всех возможных прямых и косвенных, близких и отдаленных фак­торах, связанных с урожайностью культур и качеством продукции, плодородием почвы, экологическими последствиями и охраной ок­pyжaющeй среды.

В практике сельскохозяйственного производства достаточно примеров в области земледелия, когда при несоблюдении и нару­шении законов земледелия не получали положительных результа­тов. К ним следует отнести необоснованную мелиорацию, химиза­цию, интенсивные технологии, реформирование АПК. Взятые без учета взаимных, системных связей факторы и приемы казались вполне обоснованными, крайне необходимыми, экологически оп­равданными, а в итоге часто приводили к отрицательным результа­там функционирования сельскохозяйственного производства. Кроме того, необходимо учитывать, что состояние сельского хо­зяйства оказывает огромное влияние на все стороны жизни обще­ства и страны в целом. Следует напомнить о продовольственной не­зависимости и о самообеспечении продуктами питания. Законы земледелия проявляются в условиях производства во всеобщем законе сохранения вещества и энергии, в системе чело­век - природа. Попытки решить вопросы без научного обоснова­ния, обойти или игнорировать объективные экономические и при­родные законы всегда заканчивались неудачно.

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

Все факторы жизни растений действуют совокупно, т.е. взаимодействуют в процессе роста и развития растений. На основании многих исследований, проведенных Либшером, Митчерлихом и др. исследователями были сделаны выводы, которые позволили вскрыть закон совокупного действия факторов жизни растений, который устанавливает, что для получения высоких урожаев с/х культур необходимо одновременное наличие или приток всех факторов жизни растений в оптимальном количестве.

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.

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.

Формулировка закона дана В.Р. Вильямсом .

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.

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

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

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.

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.

Читайте также:

  
• Корреляционная модель формирования урожайности зерновых имеет вид
  
• Костюм горка атака мох
  
• Морфологические признаки озимого рапса
  
• Шкаф для выращивания клубники
  
• Какой мороз выдерживает петрушка