Поглощение пшеницей воды из почвы, значение корневой системы

12.07.2015

Вода, содержащаяся в почве, не вся одинаково доступна для растений пшеницы. He вдаваясь в детальное рассмотрение природы сил, удерживающих воду в почве, можно сказать, что для растениеводства важно установить крайние границы влажности почвы: 1) при которой возможно существование данного вида растений вообще (то есть верхний и нижний предел доступной растениям влаги) и 2) при которой возможно получение максимальных урожаев (верхний и нижний пределы оптимального увлажнения).
За верхний предел оптимального увлажнения обычно принимают полевую влагоемкость почвы. Накопление влаги выше этого предела, сопровождающееся вытеснением из почвы воздуха, отрицательно сказывается на росте и развитии пшеницы. Поступление воды и элементов питания в растение при этом снижается, особенно в пасмурную погоду в отсутствие интенсивной транспирации. Это связано с тем, что поступление воды в корни зависит от их активной жизнедеятельности, в частности от интенсивности дыхания, и подавляется в условиях анаэробиозиса, создающегося в переувлажненной почве.
Нижний предел оптимального увлажнения пшеницы установлен опытным путем и оказался равным в большинстве случаев 65—70% полевой влагоемкости в начале и в конце вегетации и 75—80% в фазы выход в трубку — молочное состояние зерна, то есть в период максимального развития вегетативной транспирирующей массы растений.
При снижении влажности почвы ниже указанного предела отмечаются первые признаки снижения интенсивности поступления воды в растения: возрастает водный дефицит, повышается концентрация клеточного сока и сосущая сила клеток. Последнее связано не с общим недостатком доступной для пшеницы воды, которой при указанной влажности в почве еще много, а со снижением подвижности почвенной влаги. Всасывая воду, корневые окончания создают вокруг себя зону иссушения, и поступление новых порций воды обеспечивается, с одной стороны, активным ростом корней, достигающих таким образом новых увлажненных участков почвы, а с другой — перемещением самой воды по капиллярам почвы от влажных зон в зоны иссушения. Подвижность влаги падает при снижении ее содержания в почве.
Качественный перелом наступает при исчерпании запасов капиллярной влаги, когда общий запас воды в почве снижается примерно до полуторной ее гигроскопичности.
Эта влажность получила название влажности завядания или коэффициента завядания. На тяжелых суглинистых почвах Заволжья он соответствует примерно 13—14% абсолютной (весовой) влажности почвы, на легких суглинках — 10—12%, на супесчаных почвах — 7—8%. При этой влажности отмечаются уже признаки устойчивого завядания пшеницы, становится невозможным рост узловых корней. Однако при интенсивной солнечной инсоляции и низкой относительной влажности воздуха пшеница использует еще некоторое количество почвенной влаги, и гибель растений наступает лишь при снижении содержания воды до так называемого мертвого запаса, равного примерно максимальной гигроскопичности почвы или несколько ниже (0,6—0,9 максимальной гигроскопичности, по Качинскому).
Способность пшеницы к поглощению и возможно полному использованию почвенной влаги во многом зависит от развития ее корневой системы. В свою очередь, водный режим почвы оказывает порой решающее влияние на рост корневой системы и характер ее залегания в почве. Особенно наглядно проявляется влияние режима увлажнения почвы на сложение корневой системы в орошаемом земледелии. Как показали исследования А.С. Кружилина и других ученых, при орошении малыми и средними поливными нормами корневая система развивается главным образом в пахотном слое почвы. Особенно сильно тенденция к поверхностному развитию корневой системы проявляется при поливе дождеванием. При дождевании посевов вся масса корней располагается в полуметровом слое почвы, в том числе 60— 70% — в слое 0—15 или 0—20 см. Такой характер развития корневой системы имеет ту положительную сторону, что пахотный слой почвы содержит максимум питательных веществ, в том числе и вносимых с удобрениями, и поверхностное залегание корней способствует, таким образом, наиболее полному их использованию. Однако поверхностное залегание корневой системы имеет и отрицательную сторону: всякие отклонения от оптимального поливного режима (который может быть обеспечен лишь частыми поливами), сопровождающиеся снижением влажности верхних слоев почвы, крайне отрицательно сказываются на растениях, имеющих большую надземную массу. Более стабильный водный режим пшеницы обеспечивается сочетанием поливов, промачивающих почву на глубину 70—80 см, с предпосевной глубокой влагозарядкой почвы.
Говоря об опасности временных перерывов в оптимальном водоснабжении при орошаемой культуре пшеницы, необходимо иметь в виду и следующие обстоятельства. При орошении общая масса корней пшеницы значительно возрастает по сравнению с неполивными посевами. Надземная масса растений возрастает еще больше и отношение корни : надземная часть снижается. Это можно рассматривать как положительный фактор, ведущий к более рациональному использованию ассимилятов на формирование фотосинтетического аппарата и репродуктивных органов. Ho при ухудшении водоснабжения поливные растения попадают в худшие условия и, несмотря на лучшее абсолютное развитие корневой системы, они страдают от засухи в большей степени, чем растения богарных посевов.
В неорошаемых посевах неудовлетворительное развитие корневой системы пшеницы нередко становится основной причиной страдания растений от засухи даже при наличии доступной влаги в почве. Например, в районе Саратова в такие годы, как 1946, 1971, из-за исключительно неблагоприятных условий в период всходы — кущение и в результате полного отсутствия вторичного укоренения к концу вегетации яровой пшеницы в метровом слое почвы осталась неиспользованная растениями доступная влага, хотя напряженность атмосферных факторов была очень большой и пшеница сильно страдала от засухи.