Методы установления мощности корневой системы — Корневая система

Оглавление

Методы установления мощности корневой системы — Корневая система

Мощность развития корневой системы

В начальных стадиях развития растения из семени развитие корневой системы обычно значительно опережает надземные части. И в дальнейшей жизни растения корни достигают гораздо более мощного развития в глубину и ширину, чем это обычно думают.

Например, у кочанной капусты корни могут идти в глубину до 1,5 м, а в диаметре до 1-1,2 м, у репчатого лука — около 1 м в глубину и около 60 см в диаметре, у моркови — свыше 2 м в глубину и до 1,5 м в диаметре. У серповидной люцерны корни идут на глубину свыше 2 м, высота же ее надземных частей всего до 60 см, у горькой полыни (Artemisia absinthium) — на глубину до 3,5 м, а высота ее — 60-123 см, у будяка (Cirsium arvense) — на глубину выше 6 м, а высота его надземных частей не превышает 1,25 м. У верблюжьей колючки (Alhagi camelorum), имеющей высоту до 1 м, корень на лессовых почвах проникает на глубину 20 м. Особенно глубоко идут корни у растений песков и скал, где они обеспечивают подачу воды из глубинных водоносных слоев.

В общем можно сказать, что под землей у очень многих травянистых растений находится такая же, если не еще большая, масса их тела, чем над землей.

Распространенное мнение о том, что у деревьев корни оканчиваются на том же расстоянии от ствола, что и крона, и их сосущие части получают воду, стекающую по кроне, неправильно. Диаметр корневой системы древесных растений в несколько раз превышает диаметр кроны (например, у плодовых деревьев — в 2-5 раз), и сосущая часть их находится далеко за пределами кроны.

Общая длина всех корней культурного злака, по старым данным, — около 500-600 м, длина же всех корневых волосков пшеницы — около 20 км.

Общая длина всех корней тыквы — около 25 км, а общий ежедневный прирост их в среднем — около 300 м. Измерения, произведенные более точными методами, дают еще более поразительные цифры. У яровой ржи, исследованной в полевых условиях, общая длина корней 1, 2 и 3-го порядков составляла около 80 км. У озимой ржи, выращенной в теплице, общая длина тех же корней была свыше 180 км, а с присоединением еще корней 4-го порядка — 623 км. Средний суточный прирост суммарной длины корней для последнего случая составлял около 5 км.

Данные о глубине и ширине корневой системы дают представление о продвижении корней и объеме используемой ими почвы, но не о реальной сосущей поверхности их. Исследование последней дает интересные цифры. Например, у пшеницы поверхность всех корней около 4,16 м 2 , из нее лишь около 1 м 2 приходится на всасывающую часть, покрытую корневыми волосками, и все же эта поверхность всасывающих частей превышает поверхность надземных частей в 6 раз. У овса деятельная поверхность корней превышает надземную поверхность в 3 раза (1377 см 2 и 466 см 2 ). Измерения для озимой ржи, о которых только что говорилось, и здесь, конечно, дают цифры, во много раз превышающие старые данные. Общая поверхность всех корней (1-4-го порядков) у нее составляла 237 м 2 и превышала поверхность надземных органов в 130 раз. В общем, в построении корневой системы у растений осуществляется тот же принцип, что и в надземных частях, — образование громадной поверхности соприкосновения с внешней средой при сравнительно малом объеме и небольшой затрате строительного материала.

Кроме данных о максимальной глубине проникания корней, еще интереснее изучение так называемой рабочей глубины проникания , т. е. той глубины, до которой доходит бо́льшая часть корней данного растения. Она, как и вообще все развитие корневой системы, определяется, с одной стороны, наследственными особенностями растения, а с другой — почвенными условиями: содержанием влаги, степенью уплотненности почвы, ее аэрацией, характером подпочвы и т. п.

В северной лесной зоне в подзолистых, плохо аэрируемых, часто обильно насыщенных влагой почвах значительно большая часть корневой системы травянистых растений сосредоточена в самых поверхностных слоях (10-15 см). В лесостепной и степной зонах на черноземных и каштановых почвах уже значительная часть корневой системы уходит в глубже лежащие слои; так, например, у хлебных злаков около 60% корней находится на глубине 15-20 см, а около 40% уходит в более глубокие слои. В полупустынях и пустынях у одних растений (кактусы и др.) развиты почти исключительно поверхностные корни, использующие осенние и весенние кратковременные летние осадки, а также конденсационную влагу, оседающую по ночам в самых верхних горизонтах почвы. У других растений пустынь корни проникают очень глубоко (10-20 м) и достигают грунтовых вод.

У многолетних, особенно у древесных, растений нередко можно различать «ростовые» и «сосущие» корни. Первые быстро растут, рано покрываются пробкой, служат для перемещения корней во все новые участки почвы и составляют остов корневой системы. Вторые — тонкие, нежные, медленно растущие, недолговечные, несущие основную функцию всасывания почвенных растворов.

Статья по теме:   Влияние ветра - Влияние условий среды на рост, развитие, количество и качество урожая

Очень важным фактором в распределении корневой системы является влажность. Направление роста корней очень часто идет в сторону большей влажности. Корни деревьев, кустарников иногда врастают в неплотно скрепленные дренажные или водопроводные трубы и, обильно разрастаясь там, вызывают закупорку их. Наибольшее ветвление корней наблюдается в хорошо аэрируемых, умеренно влажных и сухих почвах. В воде или в очень влажной почве корни ветвятся значительно слабее.


Рис. 203. Различные типы ветвления корневой системы.

Глубина проникания корней, степень ветвления их и глубина, на которой оно происходит, являясь очень пластичными и зависящими от внешних условий, являются в то же время в основных чертах наследственно закрепленными и характерными для каждого вида растений. Имеются различные биологические типы корневой системы (рис. 203). При совместном произрастании растений в каком-либо естественном сообществе их (фитоценозе), несомненно, большое значение имеет неодинаковость их корневых систем, вследствие которой участки почвы, не занятые корнями одних растений, используются корнями других, их соседей.

Рост корней в длину совершается на кончиках их на участке, не превышающем у большинства 10-20 мм длины.

Ветвление корней у семенных растений, как уже указывалось, происходит в акропетальном порядке. Частичное обрывание (укорачивание) главного корня влечет за собой более сильное ветвление его. Это используется при культуре некоторых, главным образом овощных и декоративных растений, когда молодые проростки их пикируют , т. е. пересаживают, с укорачиванием главного корня на 1 /3— 1 /2 его длины. Он перестает удлиняться и начинает ветвиться, благодаря чему получается обильно разветвленная корневая система; кроме того, после пикировки временно задерживается рост стебля в длину, молодое растение может получиться толстостебельным, коренастым, что иногда может быть желательно.

Мощность корневой системы;

При прорастании семени первым в рост трогается корешок, образуя корневую систему. В дальнейшем корневая система растёт неограниченно. Значит, корневая система опережает развитие наземной части растений Су точный прирост – 5 см.

Зоны корня.

Корень имеет цилиндрическую форму, к верхушке вытянут на конус; на корне нет листьев и генеративных органов. При прораста­нии семени корень первым появляется за пределами кожуры и растет верхушкой. На кончике корня клетки интенсивно делятся (зона деления). Выше этой зоны клетки почти прекращают деление, и благодаря более длительному росту по сравнению с клет­ками первой зоны они сильно вытягиваются и вакуолизируются (зона растяжения). Закончившие рост клетки вступают в фазу дифференциации, в результате чего формируются постоянные ткани организма. Участок корня, следующий за зоной растяжения, получил название зоны дифференциации клеток. На участке корня выше указанной зоны первичная дифференциация тканей уже закончилась. Это зона корневых волосков, или зона всасывания. Корневые волоски являются выроста­ми тонкостенных клеток наружного слоя. В зоне дифференциации эти выросты только еще начинают образовываться и затем вытягиваются до 0,5—1,0 см. Зона корневых волосков у разных растений имеет неодинаковую протяженность, но в среднем равна 2—3 см. Корневые волоски увеличивают всасывающую поверхность корней во много раз. Они плотно прилипают к почвенным частицам, так как на их поверхности образуется слизистый слой. Корень поглощает из почвы воду, минеральные и некоторые, сравнительно низкомолекулярные, органические соединения. Поглощение веществ из внешней среды из­бирательно. Живой организм усваивает соединения, которые необхо­димы для осуществления его нормальной жизнедеятельности. Клетки корня, кроме того, выделяют во внешнюю среду вещества, которые превращают труднодоступные для поглощения растением соли в легко­усвояемые формы .

Длительность жизни корневых волосков, как правило, небольшая. Образование новых волосков над зоной растяжения сопровождается их отмиранием над зоной всасывания. В результате зона корневых волосков постоянно перемещается по мере роста корня, и растение получает возможность поглощать необходимую пищу из все новых и новых участков почвы. Поглощенные корнем вода и минеральные ве­щества по сосудам древесины поднимаются к надземным частям рас­тения. По этим же проводящим путям движутся растворы органиче­ских веществ, синтезируемых в корнях. По ситовидным элементам луба к кончикам растущих корней транспортируются органические вещества, образующиеся в листьях в результате фотосинтеза.

Участок корня над зоной всасывания называют зоной про­ведения питательных веществ. Здесь же, ближе к верхушке корня происходит заложение и образование, боковых корней (зона вет­вления корня). Нередко две последние зоны, объединяя их, называют зоной ветвления корня и проведения питательных веществ.

Резких границ между зонами корня — зоной деления, зоной рас­тяжения, зоной дифференциации, зоной всасывания, зоной ветвле­ния и зоной проведения веществ — нет, а наблюдается постепенный переход от одной зоны к другой.

Верхушка корня покрыта ч е х л и к о м. Наличие чехлика ха­рактерно только для корней. Корневой чехлик защищает нежные клетки образовательной ткани от механических повреждений почвен­ными частицами. Углубляясь в почву по мере роста, корень, по образ­ному выражению академика В. Л. Комарова, «роет землю». При этом с поверхности чехлика сшелушиваются клетки, а по ним, в свою оче­редь, как по смазке, скользит корень. Отчуждение наружных клеток сопровождается новообразованием их с внутренней стороны чехлика.

РАСЧЕТНЫЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ КОРНЕВОЙ СИСТЕМЫ ЯБЛОНИ ДЛЯ ОБОСНОВАНИЯ СПОСОБОВ ПОЛИВА Текст научной статьи по специальности «Сельское хозяйство, лесное хозяйство, рыбное хозяйство»

Аннотация научной статьи по сельскому хозяйству, лесному хозяйству, рыбному хозяйству, автор научной работы — Обумахов Дмитрий Леонидович

Целью данного исследования является разработка методики определения и (или) прогнозирования геометрических параметров корневой системы яблоневых растений, которая может быть использована при разработке проектов капельного орошения плодоносящих садов. Зная геометрические размеры основной части корневой системы , можно определить зону локального орошения и внесения удобрений для яблоневых растений. Для систем капельного орошения полученные данные могут послужить обоснованием размещения капельниц в подкроновом пространстве растения и их количества. Разработанная методика представлена виде алгоритма расчета таких параметров, как глубина расположения основной части корневой системы яблони в горизонте почвы, средний радиус (диаметр) корневой системы яблоневого растения, плановая удаленность от штамба растения границы зоны расположения основной части корней корневой системы по трем замерным параметрам: количеству корней , протяженности корней и весу корней , площадь горизонтальной проекции зоны расположения основной части корневой системы на плоскость поверхности земли, объем почвенного пространства, в пределах которого располагается основная часть горизонтальных и вертикальных корней яблоневого растения. Итоги расчетов представляются в виде площадных и объемных геометрических характеристик. Сопоставление расчетных и опытных данных по определению удаленности корней яблони от штамба показало, что отклонение от опытного значения составляет для условий Московской области 0,30-16,3 %, Сумской области 5,14-5,87 %, Крыма 8,30-12,50 %, Краснодарского края 2,80-6,00 %, Ростовской области 0,80-4,33 %.

Статья по теме:   Васарга черная - виноград

Похожие темы научных работ по сельскому хозяйству, лесному хозяйству, рыбному хозяйству , автор научной работы — Обумахов Дмитрий Леонидович

TECHNIQUE FOR CALCULATING GEOMETRIC PARAMETERS OF AN APPLE TREE ROOT SYSTEM FOR IRRIGATION METHOD SUBSTANTIATION

The objective of the research is to develop a technique for determine and (or) prediction of geometric parameters of an apple tree root system . This technique can be used in design of drip irrigation for fructified orchards. Knowing the geometric dimensions of the main part of root system , zone of local irrigation and fertilizer applying can be determined. While design drip irrigation system the data obtained may be used to substantiate the layout of drip emitters in the under-crown space and their quantity. The developed technique is presented as a calculation algorithm of such parameters as the depth of the location of the main part of an apple tree root system in soil, mean radius (diameter) of an apple tree root system , planned space of the boundary of the location zone of the main part of an apple tree root system from a tree bole by three measurements: number of roots , length of roots , and weight of roots , the area of a horizontal plane of the location zone of the main part of a root system at ground surface, the volume of soil occupied by the main part of horizontal and vertical roots . The calculation results are presented as area and volume geometric characteristics. Comparison of calculated and experiment data on determine the space of roots from a tree bole has shown that the difference between calculated and experiment data were 0.30-16.3 % for Moscow region, 5.14-5.87 % for Sumy region, 8.30-12.50 for Crimea, 2.80-6.00 % for Krasnodar territory, and 0.80-4.33 % for Rostov region.

Текст научной работы на тему «РАСЧЕТНЫЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ КОРНЕВОЙ СИСТЕМЫ ЯБЛОНИ ДЛЯ ОБОСНОВАНИЯ СПОСОБОВ ПОЛИВА»

Д. Л. Обумахов (ФГБОУ ВПО «НГМА»)

РАСЧЕТНЫЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ КОРНЕВОЙ СИСТЕМЫ ЯБЛОНИ ДЛЯ ОБОСНОВАНИЯ СПОСОБОВ ПОЛИВА

Целью данного исследования является разработка методики определения и (или) прогнозирования геометрических параметров корневой системы яблоневых растений, которая может быть использована при разработке проектов капельного орошения плодоносящих садов. Зная геометрические размеры основной части корневой системы, можно определить зону локального орошения и внесения удобрений для яблоневых растений. Для систем капельного орошения полученные данные могут послужить обоснованием размещения капельниц в подкроновом пространстве растения и их количества. Разработанная методика представлена виде алгоритма расчета таких параметров, как глубина расположения основной части корневой системы яблони в горизонте почвы, средний радиус (диаметр) корневой системы яблоневого растения, плановая удаленность от штамба растения границы зоны расположения основной части корней корневой системы по трем замерным параметрам: количеству корней, протяженности корней и весу корней, площадь горизонтальной проекции зоны расположения основной части корневой системы на плоскость поверхности земли, объем почвенного пространства, в пределах которого располагается основная часть горизонтальных и вертикальных корней яблоневого растения. Итоги расчетов представляются в виде площадных и объемных геометрических характеристик. Сопоставление расчетных и опытных данных по определению удаленности корней яблони от штамба показало, что отклонение от опытного значения составляет для условий Московской области 0,30-16,3 %, Сумской области — 5,14-5,87 %, Крыма — 8,30-12,50 %, Краснодарского края — 2,80-6,00 %, Ростовской области — 0,80-4,33 %.

Ключевые слова: корни, корневая система, глубина расположения корней, удаленность корней, площадь питания растения, количество корней, протяженность корней, вес корней, локальное орошение, яблоневый сад.

D. L. Obumakhov (FSBEE HPE «NSMA»)

TECHNIQUE FOR CALCULATING GEOMETRIC PARAMETERS OF AN APPLE TREE ROOT SYSTEM FOR IRRIGATION METHOD SUBSTANTIATION

The objective of the research is to develop a technique for determine and (or) prediction of geometric parameters of an apple tree root system. This technique can be used in design of drip irrigation for fructified orchards. Knowing the geometric dimensions of the main part of root system, zone of local irrigation and fertilizer applying can be determined. While design drip irrigation system the data obtained may be used to substantiate the layout of drip emitters in the under-crown space and their quantity. The developed technique is presented as a calculation algorithm of such parameters as the depth of the location of the main part of an apple tree root system in soil, mean radius (diameter) of an apple tree root system, planned space of the boundary of the location zone of the main part of an apple tree root system from a tree bole by three measurements: number of roots, length of roots, and weight of roots, the area of a horizontal plane of the location zone of the main part of a root system at ground sur-

face, the volume of soil occupied by the main part of horizontal and vertical roots. The calculation results are presented as area and volume geometric characteristics. Comparison of calculated and experiment data on determine the space of roots from a tree bole has shown that the difference between calculated and experiment data were 0.30-16.3 % for Moscow region, 5.14-5.87 % for Sumy region, 8.30-12.50 for Crimea, 2.80-6.00 % for Krasnodar territory, and 0.80-4.33 % for Rostov region.

Статья по теме:   Юбилей - виноград

Keywords: roots, root system, root depth, space of roots, plant nutrition area, number of roots, length of roots, weight of roots, local irrigation, apple orchard.

В соответствии с современными представлениями о локальном (капельном или внутрипочвенном) орошении и локальной фертигации садовых древесных насаждений поливную воду и растворенные в ней удобрения необходимо подавать в корнеосвоенное почвенное пространство, в пределах которого сосредоточивается основная часть корневой системы растения. Подлежащее искусственному увлажнению и искусственному насыщению элементами питания (удобрениями) почвенное пространство характеризуется такими геометрическими показателями корневых систем яблоневых растений, как расчетная глубина расположения основной части корней корневой системы в почвогрунтовую толщу (^ко/ч), расчетная плановая удаленность от штамба растения границы зоны расположения основной части корней корневой системы (R^), площадь горизонтальной проекции зоны расположения основной части корневой системы на плоскость поверхности земли (юко/ч), объем почвенного пространства, в пределах которого располагается основная часть горизонтальных и вертикальных корней яблоневого растения (^ко/ч). Схема определяемых геометрических параметров корневых систем яблоневых растений приведена на рисунке 1.

Под термином «основная часть корней» предлагается понимать количество, вес и (или) протяженность корней на уровне 80 % этих показателей по всей корневой системе или ее части, сосредоточенной в определенном (измеряемом) пространстве (глубине проникновения корней в почвог-рунтовую толщу или удаленности корней от штамба).

Разрез (вертикальная проекция) План (горизонтальная проекция)

Рисунок 1 — Схема к определению геометрических параметров основной части корневых систем яблоневых растений

Отметим, что вопросам изучения геометрических размеров корневых систем древесных растений в связи с организацией их орошения и ферти-гации посвящено значительное количество научно-исследовательских работ, среди которых фундаментальные труды М. И. Калинина, А. И. Касья-ненко, В. А. Колесникова и ряда других ученых-корневедов [1-6]. Но при этом необходимая для гидромелиоративной практики методика определения геометрических параметров корневых систем яблони отсутствует, что и предопределило актуальность ее разработки.

Предлагаемая методика определения и (или) прогнозирования геометрических параметров корневой системы яблоневых растений предусматривает сбор исходной информации о растении и природно-климатических условиях его произрастания. При биотехническом обосновании проекта капельного орошения зрелого плодоносящего яблоневого растения исходная информация включает нижеприведенные данные:

— характеристику природно-климатической зоны произрастания яблоневого растения (показатели естественного увлажнения, температурный режим);

— данные о почвогрунтовой толще (почвенном покрове), включающие сведения о типе почв, мощности почвенного слоя, уровнях стояния грунтовых вод, данные об основных физико-химических показателях почвы;

— сведения о сорте корнесобственного яблоневого растения, сорте привоя и виде подвоя (их рослости), высоте древостоя, средний диаметр кроны, соответствующий определенному возрасту растения, возраст растения, возраст вступления яблони в начальное и полное плодоношение.

Исходная информация устанавливается по имеющимся справочным материалам и (или) по результатам опытных измерений на участке произрастания растения, где проектируется система капельного орошения.

Собственно методика определения основных геометрических параметров корневых систем яблоневого растения предусматривает выполнение ряда расчетных операций по приведенному ниже алгоритму.

1 Определяется глубина расположения основной части корневой системы растения яблони в горизонте почвы (Ико/ч) по зависимости:

h . = И ко/ч -а /1 )015 -П , -П -К , ,

к,о/ч ‘ V пл / п/у р к/у ?

где И к,о/ч — осредненное значение заглубленности основной части корневой системы яблони, установленное по всему банку экспериментальных данных при средних значениях всех факторов влияния, И к,оч = 0,6 м;

? — возраст яблоневого растения, годы;

tшl — возраст вступления яблони в стадию устойчивого плодоношения, годы;

Пп/у — параметр, определяющий влияние почвенных условий на рост и

развитие корневых систем, принимаемый по соответствующим значениям К , , и К .

Пп/у = Кп/уД — Кп/у,2 = (1,10 ± 0,34), где Кп/у1 — экспериментально установленный коэффициент, характеризующий мощность и плодородность почвенного слоя, принимаемый в пре-

делах от 0,9 до 0,95 для маломощных и низкоплодородных (но приемлемых для культивирования яблони) почв, равным 1,0-1,05 для среднемощ-ных и среднеплодородных почв и равным 1,1-1,15 для мощных и высокоплодородных почв;

Кп/у2 — коэффициент, характеризующий влияние типа и гранулометрических показателей почвогрунтовой корнеобитаемой толщи на глубину расположения основной части корней и принимаемый в экспериментально установленных пределах: от 1,2 до 1,25 — для лесостепных почв, от 1,1 до 1,2 — для черноземных почв, от 1,0 до 1,05 — для каштановых и бурых почв, от 0,9 до 1,0 — для дерново-подзолистых почв и от 0,85 до 0,90 — для серых почв (при этом верхние пределы значений Кп/у2 соответствуют легким,

а нижние — более тяжелым по гранулометрическому составу почвам);

Пр — параметр рослости растения, характеризующий влияние рослости

корнесобственных и привойно-подвойных яблонь на глубину расположения ее корневой системы и принимаемый по соответствующим значениям К и К :

Пр = Кпр — Кпод = (0,67-1,38) или (1,02±0,36),

где Кпр — коэффициент, характеризующий рослость прививаемого сорта

яблони и принимаемый равным 0,9; 1,0 и 1,1 для низко-, слабо-, средне-рослых, высокорослых и сильнорослых сортов соответственно;

Кпод — коэффициент рослости подвоя, принимаемый для низко- и слаборослых видов равным 0,75-0,90 (в зависимости от степени рослости — карликовости), для среднерослых — 0,95-1,05 и для сильнорослых — 1,10-1,25;

Кк/у — коэффициент климатических условий роста растений, принимаемый для сухой (степной, полупустынной — аридной) природно-климатической зоны равным 1,05-1,15, а в условиях регулярного орошения растений — 1,20-1,30, для условий умеренного гидротермического клима-

тического режима — 1,0±0,05 и для гумидной природно-климатической зоны — 0,90-0,95.

2 Определяется средний радиус (диаметр) корневой системы яблоневого растения с использованием двух нижеприведенных зависимостей:

Источники:

http://www.6y.ru/B5052Part67-237.shtml
http://studopedia.su/10_83693_moshchnost-kornevoy-sistemi.html
http://cyberleninka.ru/article/n/18319079

Ссылка на основную публикацию

Adblock
detector
×
×
×
×