Природные условия, определяющие развитие растений

2011-10-11 17:53

Из 280 семейств цветковых растений около 140, т. е. приблизительно половина, не выходит за пределы тропиков и субтропиков. Древнейшее ядро современной флоры — субтропическая лавролистная — появилось в конце нижнего мелового периода. Поэтому ни одно сравнительное эволюционное исследование не может быть предпринято без этого материала. Тропические и субтропические растения — неотъемлемая часть живых коллекций всех ботанических садов, садоводов-любителей, НИИ растениеводства, где ведутся исследования по их интродукции в новые районы их акклиматизации.

При решении проблемы внедрения растений в другие районы очень важно исходить из сравнительной оценки экологической обстановки на родине интродуцента и в районе его интродукции, что в некотором смысле может служить методом прогноза поведения растений в непривычных для них условиях, где складывается новый режим в результате неконтролируемого светового и слабо контролируемых термического, почвенного и влажностного факторов.

При анализе новых климатических условий необходимо учитывать среднемесячную температуру воздуха, среднемесячную максимальную и минимальную температуры, ее абсолютные минимум и максимум, среднесуточную амплитуду температуры воздуха, среднемесячную и годовую относительную влажность воздуха, среднемесячное и годовое количество осадков, освещенность, длину светового дня. Вопросы о влиянии отдельных климатических факторов на рост и развитие растений, проблемы их взаимодействия в литературе рассматривались неоднократно. Делались попытки выявить совокупное влияние на растения различных сочетаний двух или нескольких факторов.

Наиболее разработанной является проблема воздействия минимум-фактора, т.е. преимущественного влияния отдельных климатических элементов на ограничение развития растений, лимитирование уровня биологических процессов. В открытом грунте ограничивающими факторами, в основном, являются термический и световой. Действие их практически не контролируемо. При интродукции растений в несвойственные для них климатические условия для выращивания в полузакрытом грунте (траншеи, полутраншеи) лимитирующими факторами являются свет (особенно его количество) и в значительной степени — температура.

В то же время у многих растений экологическая амплитуда по отношению к термическому фактору гораздо шире, чем та, которая реализуется ими в естественных условиях в местах их произрастания на родине, что объясняется спецификой экологического потенциала вида.

Неоднородная экологическая история различных субтропических растений привела к тому, что они обладают различной пластичностью. Это и определяет условия выращивания в полузакрытом грунте, их различные реакции на изменение среды возделывания. Решающее значение в этом процессе имеет световой фактор — интенсивность света, длина дня и годовая динамика фотопериода. Большинство субтропических растений— выходцы из областей короткого дня, когда его длина почти постоянна в течение года и составляет 12-13 часов. В наших же широтах длина дня и интенсивность освещения существенно колеблются в зависимости от сезона: от короткого 7-часового зимнего до длинного 16-часового летнего; от сверхизбыточной интенсивности света летом (80-100 тыс. лк) до очень низкой зимой (0,5-0,8 тыс. лк), а в полузакрытом грунте практически нулевой.

Положение усугубляется еще и тем, что температура воздуха зимой даже в полузакрытых неотапливаемых траншеях иногда понижается до нуля, а в отдельные годы падает до -10-15°С. Несоответствие световых и тепловых факторов требованиям интродуцентов нередко приводит к удлинению периода вегетации, затягиванию ростовых процессов, нарушению ритма роста.

Поэтому, рассматривая возможность возделывания тех или иных теплолюбивых культур в несвойственной для них климатической зоне, необходимо исходить из сравнения природно-климатических условий на их родине и в районе интродукции.

До середины XIX в. географы и ботаники подразделяли всю поверхность Земли на три климатические зоны: тропическую, умеренную и полярную. Термин же «субтропики» стал применяться только в 90 годы XIX столетия. До этого не было единого мнения, где проходят северные и южные границы субтропиков. Впервые строгое научное определение этого природного пояса было дано академиком Н. И. Вавиловым, указавшим, что он, занимая промежуточное положение между тропическим и умеренным, отличается объемом тепла и продолжительным безморозным периодом, когда средняя температура самого холодного месяца выше нуля градусов, а самого теплого — 29°С. Им же были названы и географические районы в Северном полушарии с соответствующими климатическими условиями— Китай (южные провинции), Япония, США (Калифорния и Флорида), север Африки, Испания, Италия, некоторые южные районы бывшего СССР.

Г. Т. Селянинов, исходя из среднего температурного минимума, степени увлажнения и суммы активных температур, выделил на Черноморском побережье Кавказа следующие зоны:

  • цитрусовых и герани розовой, средний из абсолютных минимумов -4-6°С;
  • чая, тунгового дерева, эвкалипта и лавра благородного, средний из абсолютных минимумов -6-8°С;
  • хурмы, инжира, граната, бамбука, розы эфиромасличной,
  • пробкового дерева и каштана, средний из минимумов -8-10°С.

Внутри зоны субтропики делятся на сухие и влажные. Субтропики средиземноморского типа отличаются жарким сухим климатом и мягкой дождливой зимой. Обильные осадки здесь выпадают с ноября по март, среднегодовое их количество находится в пределах 600-1500 мм. К средиземноморским субтропикам обычно относят страны, примыкающие к бассейну Средиземного моря (Италия, Испания, Югославия, Турция). Наиболее распространены в средиземноморских субтропиках засухоустойчивые виды вечнозеленых и листопадных растений. Из первобытной растительности здесь сохранились: земляничное дерево, олеандр, лавр благородный, маслина.

К сухим субтропикам на территории СНГ относятся Восточная Грузия, Армения, Южный берег Крыма, Краснодарский край. Их климат континентальный: зима суровая, лето сухое. В этих районах невозможно выращивать в открытом грунте цитрусовые, чай. Но распространены: лавр, гранат, миндаль, фисташка, инжир, хурма, маслина. Эти растения наиболее перспективны для интродукции в восточной части Украины.

Среди субтропических районов земного шара особое место занимают субтропики Краснодарского края и Южного берега Крыма, которые, по своему географическому положению, являются самыми северными в существующем в настоящее время промышленном субтропическом земледелии.

Характеризуя субтропические зоны, выделяют в качестве основных следующие факторы: изменение в годовом цикле температур воздуха с ясно выраженной сезонностью теплого и холодного периодов и возможность культивирования в открытом грунте субтропических и листопадных растений. Изменение температуры по сезонам имеет резко выраженный характер. Здесь нет плавного перехода от зимы — к весне, от лета к осени. После непродолжительной и теплой зимы быстро наступает засушливое и парное лето, которое часто захватывает первые два месяца осени и продолжается 5-6 месяцев. Зима характеризуется кратковременными морозами с неустойчивым снежным покровом. В отдельные годы минимальная температура января достигает -1О...-15°С.

В теплые же зимы в это время в открытом грунте цветут розы, японская мушмула и другие теплолюбивые растения. Одним из важнейших факторов успешного возделывания тех или иных субтропических культур является сумма активных температур. Большинство теплолюбивых культур начинает вегетировать при температурах выше 10°С. Этот температурный предел принят за основной показатель оценки территории по тепловым ресурсам. Как правило, зимой в субтропиках среднесуточная температура находится в пределах +6... +8°С. В южныхже районах России и вУкраине она обычно ниже 0°С. В этих условиях у большинства растений, даже в субтропиках, прекращается рост и устанавливается покой.

Исследованиями В. В. Воронцова установлено, что судить о принадлежности районов к субтропическим только по сумме активных температур нельзя, так как при таком определении в субтропическую зону попадают территории, далекие от субтропиков (например, Одесса). Поэтому предлагается в качестве основного критерия принимать комплекс климатических факторов, способных удовлетворить биологические требования растений к теплу. Причем теплолюбивость того или иного растения должна определяться на промышленных насаждениях.

Считается, что при установлении границ возделывания субтропических культур важно учитывать повторяемость и продолжительность действия низких температур в зимние месяцы. Неблагоприятное влияние отрицательных температур на перезимовку субтропических растений значительно усиливается по мере продолжительности морозного периода и его интенсивности. По данным метеослужбы в 1928-1929 гг. в районе Сочи температура воздуха -7°С и ниже держалась в течение зимы всего 14 часов, в 1949-1950 гг. — 39, в 1963-1964 гг. — 62 часа, а продолжительность периода с морозами ниже -10°С в эти же годы составляла 4,6 и 32 часа.

Особенно низкие температуры в районе Сочи отмечались в 1963-1964 гг., когда среднесуточная температура в отдельные дни понижалась до -9,4°С, и большинство субтропических культур в эту зиму оказалось поврежденными и подмороженными, даже такие холодовыносливые культуры, как лавр и чайные кусты.

В Украине, средней полосе и на юге России температура -20°С не является редкостью, а в некоторые зимы, например, в 1997-1998 гг., достигала -33°С и держалась около 3 суток, причем, перепад температур от +5°С до -32°С произошел всего лишь в течение одних суток. Поэтому о возделывании субтропических культур в открытом грунте не может быть и речи. Вместе с тем, по данным собственных наблюдений, температура и в полутраншее на широте 48° не опускалась ниже -10°С, и такие субтропические, как хурма и лавр, практически, повреждены не были. В местах возделывания субтропических растений в СНГ их благополучная перезимовка зависит от толщины снежного покрова, так как растения, покрытые снегом, лучше переносят морозы. В условиях Украины, Ростовской области, Краснодарского края снежный покров весьма неустойчив. Нередки совсем бесснежные зимы, когда страдает даже такое растение, как земляника. В то же время даже небольшой снежный покров, толщиной 5-10 см, в значительной степени благоприятствует созданию микроклимата в неотапливаемой траншее и позволяет повысить в ней температуру на 3-5°С.

Нормальная жизнедеятельность субтропических растений зависит от температурного режима почвы и силы света. В условиях возделывания субтропических растений в Крыму и на Кавказе почва зимой практически не промерзает, и даже в суровые зимы на глубине 15-20 см ее температура не опускается ниже +2...-3°С. В условиях же Украины, юга России, средней полосы почва промерзает ежегодно, иногда до 20-30 см, а в особенно суровые зимы и на большую глубину. В условиях траншеи, по нашим наблюдениям, за многолетний период промерзание почвы вообще ни разу не происходило, что полностью не исключало повреждения корневой части растений. В летний же период, даже в самые жаркие дни, растения в траншее не страдают от перегрева почвы, как это бывает в открытом грунте, что благоприятно сказывается на их развитии.

Резюмируя сказанное, можно сделать вывод, что природно-климатические условия, необходимые для вегетации в открытом грунте субтропических растений, в Украине, средней полосе России полностью отсутствуют. Однако при умело поставленной защите растений от отрицательных температур в зимний период некоторые субтропические здесь все же могут произрастать. Просто необходимо правильно выбрать растения, которые по своим морфологическим и биологическим особенностям могли бы в климатических условиях данной местности переходить из вегетативной в регеративную фазу развития, т. е. цвести и давать плоды.

Случайное фото
Последние новости
25/08/2011
Мы в Интернете

Вот и настал момент когда домен зарегистрирован, хостинг оплачен, заливка закончена. По прошествии... далее >>

17/08/2011
Старт

Наконец то ресурс вышел на уровень бета-тестирования. Доступны стать и фотогалерея. Ведется работа... далее >>