Factorii de vegetaţie

Alături de climă şi sol la creşterea şi dezvoltarea plantelor concură şi factorii de vegetaţie, aceştia reprezentând acele elemente constitutive ale mediului natural, care intervin activ în viaţa plantelor, delimitează arealul de cultivare al acestora şi determină capacitatea de sinteză a materialului vegetal.

Principalii factori de vegetaţie sunt : lumina sau radiaţia solară, căldura, apa, aerul, substanţele nutritive,radioactivitatea, electricitatea.

Relaţiile plantelor cu factorii de vegetaţie

Plantele intră într-o anumită relaţie cu factorii de vegetaţie, care sunt necesari în toată perioada de vegetaţie, de la germinat până la maturitate, în diferite cantităţi şi de o anumită calitate. Relaţiile dintre factorii mediului ambiant şi plante sunt foarte complexe, de interdependenţă şi integrare.

Factorii sunt de importanţă inegală în ceea ce priveşte durata, intensitatea şi calitatea de acţiune în decursul perioadei de vegetaţie. Ei se condiţionează reciproc, (fiind greu sau chiar imposibil de precizat contribuţia fiecăruia la sporirea producţiei vegetale), şi nu se pot substitui unul cu altul. In schimb se pot conjuga dar şi neutraliza.

In unele situaţii factorii de vegetaţie pot deveni restrictivi pentru procesele de creştere şi dezvoltare prin aceea că devin nocivi dacă depăşesc anumite limite, valori sau nu pot satisface în măsura necesară cerinţele plantelor. In acest caz, plantele răsar, infloresc, fructifică sub potenţialul lor biologic.

De aceea, toţi factorii de vegetaţie sunt relativ egali în procesul de creştere şi dezvoltare , insuficienţa unuia are repercursiuni negative asupra plantelor.

Cunoaşterea rapoartelor dintre factorii de vegetaţie şi plante oferă cultivatorului posibilitatea ca prin mijloacele tehnice de care dispune să poată controla, regla şi dirija acţiunea acestora în anumite limite, să asigure condiţii optime pentru desfăşurarea normală a ciclului biologic şi obţinerea recoltelor scontate.

Aerul face parte din componentele de viaţă a plantelor; el este un amestec format din mai multe gaze, fiind prezent în atmosferă şi sol în spaţiile lacunare.

Compoziţia aerului este următoarea:

Oxigenul este elementul care întreţine viaţa. El este indispensabil în procesul de respiraţie. Plantele au nevoie de oxigen în toate fazele de creştere şi dezvoltare. In perioada de încolţire, de pildă, seminţele respiră intens pentru a furniza embrionului energia necesară mobilizării substanţelor de rezervă .

Se apreciază că întreaga vegetaţie a globului absoarbe într-un an cca.150 miliarde tone CO₂ şi elimină 400 miliarde tone de O₂.

Dioxidul de carbon , este un gaz toxic pentru plante şi animale. Plantele însă îl folosesc în procesul de fotosinteză, pentru creşterea şi dezvoltarea lor. Ziua, plantele absorb CO₂ şi elimină O₂ . Este cunoscut faptul că 1 ha de pădure fixează circa 12 tone carbon din CO₂ şi elimină cca. 30 tone oxigen. Pentru o recoltă de 200 tone plantele asimilează circa 3-9 tone carbon din aer. CO₂ din sol nu trebuie să depăşească limita de 1 %, el devenind în această concentraţie toxic pentru plante.

Azotul din aerul atmosferic şi din aerul solului este un gaz inert atât pentru viaţa plantelor cât şi pentru animale. El nu poate fi asimilat de către plante sub formă de azot elementar gazos ci doar de către bacteriile fixatoare de azot sub forma de nodozităţi situate pe rădăcinile plantelor leguminoase.

Reglarea regimului de aer din sol se poate realiza prin lucrări agrotehnice ale solului, de afânare sau de tasare , de drenare şi fertilizare a solului cu îngrăşăminte organice.

Apa

Apa este indisolubil legată de existenţa vieţii pe Terra. Ea este necesară pentru declanşarea proceselor fiziologice din sămânţă în vederea germinării, în sinteza diferitelor substanţe din plantă, în circulaţia elementelor nutritive în organele vegetative şi de fructificare, pentru procesul de transpiraţie, pentru asigurarea echilibrului mecanic al celulelor şi ţesuturilor (turgescenţa), pentru asigurarea echilibrului termic al plantelor.

Nevoia în apă se măreşte pe moment ce planta creşte şi fructifică,ceea ce conduce la mărirea consumului de apă pentru formarea unei unităţi de substanţă uscată. Pentru fiecare unitate de substanţă uscată planta consumă 200-1000 unităţi de apă din care cea mai mare parte este eliminată prin transpiraţie. Această cantitate de apă, caracteristică între anumite limite pentru fiecare specie se numeşte consum specific (coeficient de transpiraţie) La grâu, de pildă, consumul specific este de 518 l/kg., la porumb 368 l/kg iar la sfecla de zahăr 397 l/ kg.

După consumul specific, plantele de cultură se pot grupa în :

• plante xerofite, cu consum redus de apă ;ele se pot cultiva în zonele de stepă : sorgul, iarba de sudan, meiul , lintea, ş.a.
• plante mezofite, plante cu consum specific moderat :grâul, secara, floarea-soarelui,ş.a
• plante hidrofite, plante ce necesită un consum mare de apă : orezul,cartoful, legumele,ş.a.

Reglarea regimului de apă din sol se poate realiza prin :

• lucrări ale solului, de afânare, de distrugere a scoarţei ce se formează la suprafaţă şi favorizează evaporarea apei din sol ;
• acoperirea deficitului de apă prin irigaţii ;
• menţinerea stratului de zăpadă uniform prin instalarea de parazăpezi iarna în zonele bântuite de vânt;
• înlăturarea excesului de apă prin operaţii de desecare şi drenaj .

Căldura

Căldura este necesară în tot cursul ciclului biologic,de la germinare până la coacere.Cunoaşterea temperaturii minime de germinaţie are o importanţă practică deosebită pentru stabilirea perioadei optime de însămânţare a culturilor De exemplu: lucerna,trifoiul şi mazărea germinează la temperatura minimă de 1-2⁰C, grâul, secara,orzul,ovăzul la 2-3 ⁰C, macul, bobul, cânepa la 3-4⁰C, sfecla de zahăr la 4-5⁰C,floarea soarelui şi rapiţa la 5-6⁰C, cartoful la 7-8⁰C, porumbul , fasolea şi soia la 8-10⁰C, castraveţii,dovleceii la 10-12⁰C, tutunul la 12-14⁰C.

In cursul perioadei de vegetaţie , plantele au nevoie de o temperatură minimă de creştere, denumită zero biologic sau prag biologic a cărei valoare este de 5⁰C la plantele care provin din climatul temperat (grâu,secară, orz,mazăre,ş.a.) sauu de 8-10⁰C,la cele originare din climatul cald (porumb, fasole,viţa de vie).

Evaluarea necesarului de căldură pentru fiecare plantă se face prin însumarea temperaturilor medii zilnice din întreaga perioadă de vegetaţie, rezultând constanta termică sau suma de grade care stă la baza zonării culturilor agricole.

Tabelul 2.4.Constantele termice la unele plante de cultură

Principala sursă de energie calorică o constituie radiaţia solară a cărei valoare numită constantă solară este de 1,94 cal /cm² /minut. Fiind un factor cosmic, căldura nu poate fi reglată direct (cu excepţia caselor de vegetaţie, a serelor, răsadniţelor ) ci numai indirect prin următoarele măsuri:

• lucrări ale solului şi anume lucrări de afânare care favorizează încălzirea solului ;
• administrarea de îngrăşăminte organice în diferite grade de descompunere;
• eliminarea excesului de apă ;
• reţinerea zăpezii în strat uniform (20-30 cm) impiedică pierderile de căldură din sol ;
• mulcirea solului,prin acoperire cu diferite materiale de culoare închisă (turbă, mraniţă, gunoi bine descompus, folie de polietilenă), reţine căldura din sol ;
• cultivarea plantelor pretenţioase faţă de căldură pe versanţi cu expoziţie sudică .

Radiaţia şi lumina solară

Radiaţia şi lumina solară participă intens şi direct la procesul de fotosinteză alături de apă şi dioxidul de carbon. Radiaţia fiziologică condiţionează direct fructificarea plantelor, conţinutul în zahăr, grăsimi, substanţe proteice.

Plantele au pretenţii diferite faţă de lumină.Unele preferă intensităţi luminoase mai ridicate (floarea-soarelui, sfecla de zahăr, viţa de vie )altele sunt adaptate la condiţii de lumină mai puţin intensă (fasolea, inul pentru fuior, salata). Lumina insuficientă determină alungirea tulpinilor, creşterea sensibilităţii la cadere, la intemperii, la diferiţi dăunători.

Plantele cultivate în condiţii tehnologice optime au un coeficient de conversie al energiei solare de 1-3 % .Cea mai eficientă utilizare a luminii este la intensităţi ale acesteia de 20.000-30.000 lucşi şi la dominanţa în compoziţia spectrală a radiaţiilor luminoase cu lungimea de undă cuprinsă între 0,76-0,40 nm (nanometri).

Fiind un factor de vegetaţie de natură cosmică, reglarea regimului de lumină al plantelor se realizează indirect prin măsuri ca :

• asigurarea unei densităţi optime la semănat în funcţie de pretenţiile plantelor faţă de lumină ;
• combaterea buruienilor care privează plantele de cultură de un regim optim de lumină;
• orientarea corespunzătoare a rândurilor la semănat pentru a asigura plantelor lumină pe parcursul întregii zile ;
• amplasarea speciilor pretenţioase faţă de lumină (floarea-soarelui – plantă heliotropă, viţa de vie ) pe versanţii suduci , versanţii cei mai însoriţi.

Substanţele nutritive

Plantele cresc şi se dezvoltă folosind energia solară şi substanţele nutritive din mediul înconjurător. Ele absorb O_2, CO₂ , H din aer şi apă iar celelalte elemente nutritive N, P, K,Ca, Mg, Fe, Na, Cl, Zn, S, Al, Cu, Mo, Bo,etc, din sărurile minerale existente în sol.

Plantele absorb elementele nutritive din soluţia solului sub formă de anioni şi cationi ai sărurilor minerale.

Substanţele nutritive sunt necesare în tot cursul perioadei de vegetaţie şi în deosebi în faza de creştere şi de formare a organului comestibil. Nevoia de hrană diferă de la plantă la plantă iar rolul elementelor nutritive este diferit în funcţie de metabolism.

Acţiunea substanţelor nutritive ca factor de vegetaţie se manifestă în cadrul unor intervale de optim, insuficienţă şi exces. După D.Davidescu (1968) elementele nutritive conducătoare în ridicarea producţiei rămân azotul, fosforul şi potasiul.

Azotul ia parte la creşterea vegetativă,deci este necesar mai ales în perioada de creştere intensă a plantelor. Lipsa (carenţa) în azot se manifestă prin culoarea gălbuie a frunzelor, nervuri proieminente roşcate şi ritm lent de creştere. Excesul de azot produce o creştere luxuriantă, o culoare verde intens a frunzelor.

Fosforul participă la sinteza substanţelor proteice, el influenţează formarea fructelor şi se acumulează mai ales în organele de reproducere ale plantei, în fructe şi seminţe.

Potasiul echilibrează armonia dintre azot şi fosfor atunci când acestea sunt administrate în cantităţi prea mari în sol. El se acumulează mai mult în frunze şi tulpini , are un rol important în procesul de fotosinteză, în transportul şi acumularea glucidelor, în sinteza protidelor.

Asigurarea fertilităţii naturale a solului se poate realiza fie prin sistemul de autoreglare a substanţelor nutritive în sol,când acesta îşi reface fertilitatea pe cale naturală, prin biomasa existentă, prin asolamente fie prin sistemul de reglare pe cale artificială, prin îmbunătăţirea fertilităţii naturale prin aplicarea unui sistem ştiinţific de fertilizare cu îngrăşăminte organice şi minerale bazat pe criterii tehnico-economice.

In concluzie, pentru reglarea şi îmbunătăţirea regimului nutritiv se recomandă:

• aplicarea de îngrăşăminte şi amendamente
• executarea corectă a lucrărilor solului
• asolamente şi rotaţii raţionale a culturilor
• combaterea buruienilor
• irigarea culturilor

Biodiversitatea agricolă

Noţiuni şi atribute

In producţia agricolă se foloseşte o diversitate biologică de culturi agricole compusă din specii, soiuri, hibrizi, care reprezintă plantele cultivate, ce se diferenţiază între ele prin ciclul biologic, cerinţele faţă de factorii de vegetaţie, morfo-anatomia lor, destinaţia de producţie.

Diversitatea biologică este constituită de ansamblul speciilor vegetale şi animale (flora şi fauna) naturală şi artificială, de materialul lor genetic şi de ecosistemul din care ele fac parte.

Biodiversitatea este o componentă definitorie a capitalului natural al lumii.

Biodiversitatea plantelor agricole este vitală pentru întreaga omenire, fiind singura sursă sigură de alimente.

Biodiversitatea este unul din pilonii dezvoltării durabile a agriculturii şi determină starea de sănătate a populaţiei, prin diversificarea producţiei agricole.

Componentele biologice ale unei tehnologii sunt reprezentate prin specie, soi şi hibrid care stau la baza biodiversităţii ca număr şi importanţă economică.

Specia reprezintă un grup mare de plante, cantonate pe areale ecologice întinse, în diferite condiţii pedo-climatice, care au însuşiri biologice şi morfo-anatomice distincte, dar asemănătoare. Specia reprezintă de fapt în producţie planta cultivată (grâul, porumbul, cartoful) şi este constituită din subspecii şi varietăţi (grâul tare şi grâzul moale, porumbul obişnuit şi porumbul zaharat), din soiuri şi hibrizi.

Soiul reprezintă un grup de plante din aceeaşi specie sau varietate, ce au însuşiri omogene biologice, morfo-anatomice şi de producţie la toţi indivizii din parcela cultivată. Soiul este unitatea biologică, componenta biologică a fluxului tehnologic ce influenţează direct recolta.

Soiul are însuşiri specifice: perioada de vegetaţie, perioada de coacere , perioada de recoltare, astfel că ele pot fi clasificate, la unele culturi, în timpurii, semitimpurii şi târzii .

Soiul se produce la 1-2 ani după scheme specifice păstrându-şi însuşirile ereditare o perioadă îndelungată de timp (5-20 ani). El este creat şi verificat în staţiunile experimentale şi în reţeaua ISTIS timp de minimum 3 ani. Soiurile se testează din punct de vedere al distincţiei, stabilităţii şi omogenităţii, dar şi al valorii tehnologice şi economice. Soiurile care nu mai corespund exigenţelor tehnologice şi economice sunt radiate şi se scot definitiv din producţie.

Hibridul reprezintă o grupă omogenă de plante format din 2, 3 sau 4 parteneri (părinţi ) care se încrucişează (hibridează) în fiecare an, după tehnici speciale. Hibridul este productiv numai în generaţia I-a şi are însuşiri mai bune decât soiul propriu zis: producţie mai timpurie, rezistenţă la temperaturi scăzute şi la secetă, rezistenţă la unele boli, port mai scund, chiar randament mai ridicat. Hibrizii pot să fie :

• HS hibrid simplu ( A x B )
• HD hibrid dublu (A x B x C x D )

A este soiul mamă, B este soiul tată.

Clasificarea culturilor agricole

Clasificarea culturilor agricole se face în funcţie de familia botanică, tehnologia comună aplicată, destinaţia producţiei ( tabelul 2.5.)

Tabelul 2.5. Plantele agricole cultivate în România

Organismele modificate genetic.

Completarea biodiversităţii agricole cu plante modificate genetic (OMG) deşi o mare realizare a biotehnologiei, pune probleme serioase specialiştilor, organelor agricole şi chiar cultivatorilor. Deşi creatorii acestor forme noi de plante susţin că noile proteine sau microorganisme prezente în plantă nu modifică compoziţia chimică şi calitatea produsului obţinut, în unele ţări însă există rezerve în ceea ce priveşte introducerea lor în cultură.Printre plantele modificate genetic se numără : porumbul, soia,rapiţa, orzul, tututnul.

In Franţa , de exemplu, hibrizii de porumb OMG sunt interzişi. In ţara noastră legislaţia este armonizată cu legislaţia UE în proporţie de 100% în privinţa utilizării OMG în condiţii de izolare.

In UE sunt aprobate pentru comercializare orientativ circa 28 OMG, iar 18 OMG aşteaptă aprobarea pentru a fi introduce în cultură.

Semnale în ceea ce priveşte unele efecte negative ale OMG asupra sănătăţii oamenilor sunt din ce în ce mai numeroase. Se constată că după consumul alimentelor transgenice poate să apară fenomenul de alergie, rezistenţa unor microbi la antibiotice, toxicitate ridicată şi chiar cazuri de cancer (Năstăsoiu, I.-2000).

In România, Ministerul Agriculturii, Alimentaţiei şi prin ISTIS(Institutul de Stat pentru Testarea şi Inregistrarea Soiurilor) publică I Catalogul oficial al soiurilor, hibrizilor de plante de cultură din România.

Zonarea ecologică a culturilor agricole

Cunoaşterea modului în care condiţiile naturale existente satisfac cerinţele biologice ale plantelor agricole este de mare însemnătate pentru economia naţională, deoarece numai pornind de la această bază ştiinţifică se poate realiza o amplasare raţională a culturilor.

Creşterea si dezvoltarea plantelor cultivate, productivitatea lor biologică şi în final recolta sunt rezultatul schimburilor de substanţă şi al transformărilor de energie ce se realizează în cadrul ecosistemelor agricole. Infăptuirea acestor procese dinamice şi foarte complexe se desfăşoară în forme diferite pentru fiecare specie de plantă cultivată şi tip de ecosistem şi este condiţionată de cerinţele biologice şi de modul de acţiune a factorilor de vegetaţie şi a factorilor ecologici teritoriali (clima şi solul).

Acţiunea factorilor ecologici şi de vegetaţie asupra creşterii, dezvoltării şi fructificării plantelor în raport cu cerinţele biologice ale acestora, determină un nivel de referinţă de cea mai mare însemnătate, şi anume: optimul ecologic.

Este foarte importantă cunoaşterea noţiunii de optim ecologic,deoarece, plecând de la nivelul acestuia, acţiunea restrictivă a factorilor mediului fizic delimitează zone ecogeografice, de la cele mai favorabile, până la cele nefavorabile, în care culturile îşi satisfac cu greu cerinţele biologice sau care sunt improprii creşterii şi dezvoltării plantelor respective. In acest sens s-au făcut numeroase studii teoretice de exprimare a notiunii de optim ecologic, cele mai multe referindu-se la concepte strict biologice, la substanţa vie şi la organisme în general.

Cercetătorii români (Teodorescu, I.C., Gh.Obrejan, Andronicesu D., Teaci,D., Mănescu,B., Oşlobeanu,M.,) au evidenţiat în cercetările lor favorabilitatea ecologică în funcţie de factorii pedoclimatici, hidrologici şi orografici. Aceste studii au stat la baza elaborării lucrărilor de zonare ecologică a plantelor agricole în România, care se perfecţionează în continuare prin noi metode de investigaţie.

Zonarea ecologică a culturilor agricole

Configurarea unei agriculturi moderne şi competitive pe teritoriul Rpmâniei, care să asigure producţii ridicate şi stabile, nu este posibilă fără zonarea ecologică a culturilor agricole. Aceasta se poate considera ca fiind suportul ecologic al zonalităţii producţiei agricole.

În ţara noastră ,în raport cu factorii ecologici şi cu optimul ecologic, s-a propus gruparea zonelor naturale pe grade de favorabilitate. Se consideră zonă foarte favorabilă aceea în care condiţiile naturale satisfac toate cerinţele plantelor. Pe măsură ce intervin şi se intensifică unele elemente nefavorabile, zonele au fost apreciate ca favorabile, puţin favorabile şi chiar improprii culturilor agricole sau horticole.

Prin zone se înţeleg mai multe teritorii administrative, care se caracterizează prin unitatea factorilor de mediu şi care prezintă condiţii mai mult sau mai puţin asemănătoare pentru culturile agricole. De exemplu: Câmpia de Vest cuprinde teritoriul dintre graniţa de vest şi poalele dealurilor vestice, începând de la Satu-Mare şi până la Oraviţa; este foarte favorabilă pentru porumb, plante de nutreţ, grâu de toamnă, orz de toamnă, floarea soarelui, soia, sfecla de zahăr, cartof, cânepă şi favorabilă pentru mazăre, fasole, inul pentru ulei, orez.

In cadrul zonelor se diferenţiază :

• bazinele, teritorii restrânse, care cuprind mai multe localităţi, cu condiţii pedoclimatice aproape identice şi cu o specializare largă a culturilor;
• centrele legumicole, pomicole, viticole sunt teritorii cu condiţii pedoclimatice identice specifice, specializate în una-două culturi.