Вальков В.Ф., Денисова Т.В. Плодородие почв и сельскохозяйственные растения: экологические аспекты

Подождите немного. Документ загружается.

арбуз положительно реагирует резким возрастанием урожайности

и на достаточную влажность почвы. Чередование сухих и влажных

сезонов характерно для саванн Южной Африки.

Замечательно описывает свои впечатления эколог-журналист,

обозреватель газеты «Комсомольская правда» В. Песков: «В пус-

тыне Калахари в позапрошлом году мы увидели родоначальников

нынешних арбузов. Они лежали на раскаленной бесплодной земле

россыпью – одни с теннисный мяч, другие крупнее. Любопытства

ради я разрезал один. Сердцевина его желтоватого цвета была горя-

чей и лишь чуть сладковатой. С трудом верилось, что из этого дика-

ря африканской пустыни выведены нынешние ароматные, сочные,

сладкие великаны. Калахари по-прежнему плодит свои «теннисные

мячики», спасающие от смертельной жажды животных и потеряв-

ших дорогу людей.

Невзрачные эти родоначальники хранят, как говорят биологи, ге-

нофонд изначальной формы растений, наделенных стойкостью против

жары, болезней, против всяких других напастей. Если не выдержит

экстремальных условий какой-либо сорт из выведенных человеком

высокочтимых растений, обращаются к дикарю, скрещивают его с

теряющим силу потомком. И происходит чудо – высокопродуктивный

плод перенимает у дикого предка его жизнестойкость. Вот почему, за-

нимаясь селекцией, добиваясь поразительных результатов, надо пом-

нить о растениях-родоначальниках, знать, где они пребывают, беречь

хотя бы остатки их присутствия на Земле. С этой целью снаряжают

ботаники экспедиции, охраняются островки древней флоры».

Родина картофеля – горные районы Чили и Перу. Здесь про-

хладный климат, легкие опесчаненные почвы с слабовыветренными

минералами, обогащенные калием. Это и обусловило формирование

определенных экотипов картофеля, находящих оптимальные усло-

вия в нежарком влажном климате, на легких почвах (серые лесные,

дерново-подзолистые, черноземы оподзоленные и др.) при повышен-

ном калийном питании.

Родина гречихи – высокогорные влажные районы Азиатского

материка (Индия, Гималаи) с промытыми небогатыми почвами.

Поэтому гречиха – влаголюбивое растение, корневая система кото-

рого, выделяя различные органические кислоты, способна разлагать

минералы и обеспечивать себя элементами минеральной пищи и,

главным образом, фосфатами. Нетребовательна гречиха и к гумусо-

вому содержанию почв. Наоборот, урожайность зерна гречихи сни-

жается на богатых гумусом черноземах. Гречиха требует для своего

развития также легких почв.

Наконец, главная наша культура полей – пшеница имеет не-

сколько близких по природным условиям центров происхожде-

ния. Это Передняя и Средняя Азия, Средиземноморье с умеренно

влажным и умеренно сухим климатом. Здесь распространены ко-

ричневые почвы, которые по всем своим характеристикам очень

близки к черноземам. В них достаточно высокое содержание гу-

муса и зольных элементов, нейтральная реакция среды, рыхлое

структурное строение, хорошие физические свойства при умерен-

но тяжелом гранулометрическом составе. Именно этим характе-

ристикам отвечают лучшие пшеничные земли мира – черноземы

Евразии, черноземовидные почвы североамериканских прерий

и руброземы Аргентинской пампы. Произошла лишь некоторая

эколого-климатическая переориентация пшеницы: из субтропи-

ческого растения она стала типичной сельскохозяйственной куль-

турой суббореального пояса, сохранив, однако, все экологические

требования периода вегетации. Субтропическим прибежищем

пшеницы стали пампасы Южной Америки, где, кстати, дикие ее

формы не встречаются.

Субтропики со средиземноморским типом климата, в силу ис-

торически сложившегося развития агрокультуры, стали главным

мировым центром типичных субтропических многолетних расте-

ний: цитрусовых, маслин, инжира, граната и др. Попытки вывоза

этих культур за пределы более прохладные или более теплые не

принесли положительных результатов.

Такие примеры характерны практически для всех культурных

растений, разве что исключая только рожь, которая вошла в куль-

туру, будучи сначала сорным растением. А махорка стала культур-

ным растением благодаря селекции. Именно селекционеры из вида

Nicotiana tabacum создали вид Nicotiana ructica с его особыми эко-

логическими требованиями.

В опубликованном в 1926 г. труде Н. И. Вавилова «Центры про-

исхождения культурных растений» впервые были названы очаги

формирования, в которых сосредоточены природные прообразы

всего культурного растительного мира. Таких очагов оказалось

пять: Юго-Западная Азия, Горный Китай, Эфиопия (Абиссиния),

Средиземноморье и Центральная и Южная Америка.

Позже, в 1935 г., подводя итоги экспедиций, охвативших до

60 стран мира, включая и Советский Союз, Н. И. Вавилов опуб-

ликовал труд «Ботанико-географические основы селекции». В нем

представлено оригинальное учение о географическом распределе-

нии сортовых растительных богатств земного шара. В этом труде

ученый установил восемь основных очагов мирового земледелия:

I – Китайский, II – Индийский, IIа – Индийско-Малайский, III –

Среднеазиатский, IV – Переднеазиатский, V – Средиземноморский,

VI – Абиссинский, VII – Южно-Мексиканский и Центрально-

Американский (Перуано-Эквадоро-Боливийский).

Главные регионы происхождения культурных растений Старого

Света: Китай, Индия, Передняя и Средняя Азия, Закавказье,

Средиземноморье.

Из Китая происходят: пшеница (широколиственная), просо, чу-

миза, гаолян, овес (голозерный), соя, хлопчатник китайский, ямс

китайский, китайские виды капусты, редька масличная и овощная,

китайские виды конопли, отдельные виды плодовых и цитрусовых,

китайский вид сахарного тростника.

Индии принадлежат культурные виды аборигенного происхож-

дения: рис, нут, фасоль, индийский вид сахарного тростника, хлоп-

чатник индийский, конопля индийская, виды ямса и амаранта, пе-

рилла, джут, кенаф, баклажан, огурец и многие другие культурные

растения.

Закавказье – родина многих видов пшеницы и ячменя, вики,

многих видов плодовых (виноград, инжир, гранат, орешник, груша,

айва, алыча, кизил, черешня и др.), встречающихся в настоящее

время в диком состоянии.

Средиземноморские страны обогатили культурную флору таки-

ми растениями, как овес византийский и песчаный, люпин, свекла

сахарная, капуста, цикорий, брюква, репа, морковь, мята перечная,

маслина, миндаль, гранат, лавр благородный, каштан и пр.

К африканским аборигенным культурам относятся: арбуз, аф-

риканское просо, виды сорго, местный вид риса, горох, клещеви-

на, виды кунжута, пальма масличная, виды кофе и т. д. Северная

Африка (область Средиземноморья) служит родиной маслины и

финиковой пальмы. Аборигенные культуры Эфиопии – нут, кофе,

местные виды гороха, бобов; очень разнообразны виды и подвиды

пшеницы и ячменя.

Америка является родиной кукурузы, фасоли, томатов, какао,

батата, подсолнечника, картофеля, маниока, тыквы, перца, папайи,

авокадо, агавы, хинного дерева, табака и др.

В табл. 2.1 дана сводка материалов о происхождении культур-

ных растений, их биоклиматических особенностях и почвенно-эко-

логических условиях оптимального произрастания. Центры проис-

хождения даны по П. М. Жуковскому (1971), биохимический потен-

циал – по А. Х. Шеуджену (2004) и др.

Таблица 2.1

практическаяценностькультурныхрастенийиихпочвенно-экологическийоптимум

Культура

Центры

происхождения

растений

Биохимический потенциал,

практическая ценность

Лучшие почвенные условия

Зерновые культуры. Хлеба 1-й группы

Пшеница

(Triticum vulgaris, Triticum

durum)

Передняя и Средняя Азия,

Средиземноморье

Среди всех злаков у пшеницы самое выгодное сочетание

белков (12–15 %) и углеводов (до 70–75 %). Зерно пшеницы –

наиболее доступный источник белка, содержит витамины

и целый ряд ферментов. Пшеничная мука и изготовленные

из нее хлебобулочные изделия, а также крупа и отруби – не

только ценные пищевые продукты, но и обладают целебными

свойствами. Хлеб из пшеничной муки богат витаминами B

, B

E, PP и микроэлементами. Исключительно ценны лечебные

свойства пророщенной пшеницы. Масло из зародышей пшеницы

богато витамином Е (токоферол), полезным при лечении нервных

заболеваний, при поражении мышц, бесплодии

Черноземы степей, бруниземы прерий,

руброземы пампы. Коричневые и серо-

коричневые почвы. Богатство гумусом,

зольными элементами, нейтральная реакция

среды, хорошая оструктуренность, тяжелый

гранулометрический состав

Ячмень

(Hordeum sativum)

Передняя и Малая Азия, включая

Сирию, Палестину, Северный

Афганистан

В зерне ячменя содержится 65 % углеводов, 7 % белка, 2,1 %

жира, 2 % золы и 3,5 % клетчатки, а также большое количество

витамина В

– тиамина. Ячмень – культура многопланового

использования; его зерно идет на продовольствие, технические

и кормовые цели. Из зерна ячменя вырабатывают перловую

и ячневую крупу; ячменную муку применяют в хлебопечении,

добавляя к пшеничной или ржаной. Зерно ячменя используют

также для изготовления заменителей кофе, солодовых

экстрактов, в спиртовой, кондитерской, пивоваренной

промышленности

Близок к пшенице, но более засухоустойчив.

Поэтому ареал сдвигается к относительно

сухим темно-каштановым и серо-

коричневым почвам. Мирится со слабой

засоленностью и солонцеватостью, что

противопоказано пшенице

Культура

Центры

происхождения

растений

Биохимический потенциал, практическая ценность Лучшие почвенные условия

Рожь

(Seсalе

cereale)

Центр не значится. Произошла из сорно-

полевого растения естественным отбором

Зерно ржи содержит различные витамины, 8–12 % белка,

51–69 % – крахмала, 1,6-2,6 % жира, 3,5 % клетчатки, зольные

вещества, а также муин и другие аминокислоты. Обладает

несомненными диетическими и лечебными свойствами. В ржаной

муке, помимо витаминов, сахаров, клетчатки и жира, содержится

также линолевая и другие жирные кислоты, необходимые для

стимуляции сердечной деятельности. Поэтому употребление

ржаного хлеба способствует профилактике заболеваний сердца.

Считается, что 100 г ржаного хлеба обеспечивают потребность

организма человека не только в витамине С, но и в витаминах А,

Е и группы В

Разнообразные почвы от супесчаных до

глинистых, от кислых до щелочных, от сухих

до влажных. Жаростойка и морозостойка

Овес

(Avena

sativa)

Переднеазиатский генетический центр.

Произошел от дикого овса, засорявшего

посевы пшеницы

Ценное по качеству зерно овса содержит в среднем 13,5 % белка,

40 % крахмала, 13 % клетчатки, 4 % золы, 4,5 % жира, витамины и

аминокислоты. Из зерна овса изготовляют крупу «Геркулес», муку,

суррогат кофе, а также толокно. По содержанию белка, жира,

фосфора, железа и микроэлементов овсяная крупа значительно

богаче манной, пшеничной и гречневой. Пищевые продукты

из овса легко усваиваются организмом, в связи с чем имеют

исключительное значение в детском и диетическим питании

Широкая гамма почв различных природных

зон. Более тяготеет к влажным условиям,

слабокислой реакции среды. Умеренно

требователен к элементам питания, в

том числе и зольным. Почвы: дерново-

подзолистые, серые и бурые лесные

желтоземы, черноземы. Приспособлен

только к умеренно теплым условиям

Продолжение табл. 2.1

Культура

Центры

происхождения

растений

Биохимический потенциал, практическая ценность Лучшие почвенные условия

Хлеба 2-й группы

Кукуруза

(Zea mays)

Тропики и субтропики Центральной и Южной

Америки

Зерно кукурузы содержит до 60–70 % крахмала, 6,3–19 % сырого

белка, 3,2–8 % жира. Кукуруза широко используется в медицине

и диетическом питании. Кукурузная мука содержит витамины

витаминами B

, B

K, PP, каротин. Кукуруза – основной

поставщик золота в организм человека, что чрезвычайно важно

для работы нервной системы. Из кукурузы изготавливают около

500 (!) различных пищевых, кормовых и технических продуктов:

муку, крупу, крахмал, патоку, спирт, масло, уксусную кислоту.

Из отходов кукурузы получают глутаминовую кислоту, которая

играет важную роль в обмене веществ головного мозга и

сердца и является составной частью кроветворного витамина –

фолиевой кислоты

Черноземы типичные и выщелоченные

южно-европейской фации, слитоземы

суббореальные и субтропические.

Требует высокую влажность, большую

корнеобитаемую толщу, богатство

органическим веществом и элементами

питания, нейтральную реакцию среды.

Нормально переносит плохие физические

свойства, бесструктурность почв. Очень

теплолюбива. Не переносит легких почв.

Культура аридной и субаридной зоны.

Нейтральные и слабощелочные почвы:

черноземы, каштановые, коричневые,

серокоричневые. Легкие и средние суглинки

с хорошими физическими свойствами

и мощной средой корнеобитания.

Относительно соле- и солонцеустойчива

Сорго

(Sorhum

vulgaris)

Африканские саванны

Сорго содержит до 14–15 % сахара в стеблях. Зерно

сорго – ценный пищевой продукт (в странах Африки и

Азии часто основной); зеленая масса, богатая сахарами

– высококачественный корм, уступающий лишь кукурузе.

Из соцветий сорго получают красную краску и воск; солома

используется для изготовления бумаги, плетения матов, циновок

Сухие тропические и субтропические

почвы, черноземы и каштановые почвы.

Супесчаные и суглинистые, структурные

глинистые с мощной корнеобитаемой

толщей. Малотребовательно к гумусовому

содержанию почв. Устойчив к засухе,

солонцеватости и засоленности почв

Продолжение табл. 2.1

Культура

Центры

происхождения

растений

Биохимический потенциал, практическая ценность Лучшие почвенные условия

Рис

(Oriza sativa)

Тропики и субтропики Юго-

Восточной Азии, Индия

Зерно риса содержит 5–13 % белка, 6,8 % крахмала, 80,38 %

золы, минеральные и микроэлементы. Зерна риса богаты

витаминами, аминокислотами. Витаминами богаты не только

зерна риса, но и рисовые отруби и зародышам. Рис – ценный

диетический продукт. Он хорошо сочетается с различными

продуктами питания – с мясом, рыбой, овощами

Полуаэробные почвы без определенной

генетической привязанности. Доступны

маломощные, малогумусные с широким

диапазоном рН. В наших суббореальных

условиях оптимальны для риса различные

гидроморфные почвы – луговые, лугово-

болотные, перегнойно-глеевые

Гречиха

(Fagopyrum sagitatum)

Высокогорные районы Индии (Гималаи)

В семенах гречихи особенно много крахмала (до 67 %) и витамина

РР – никотиновой кислоты. Гречневая крупа прекрасно сочетается

со многими продуктами: мясом, молоком, овощами. Наряду с

высокими диетическими достоинствами, гречиха обладает рядом

целебных свойств. Ценность имеют также листья и цветки гречихи.

Из цветков гречихи выделен препарат фалопирин, который

применяется для профилактики и лечения кровоизлияний в мозг,

сердце, сетчатку глаза, в кожу, слизистые оболочки. В листьях

гречихи содержатся: хлорогеновая, галловая, пирокатехиновая и

кофейная кислоты. Гликозид рутин – витамин группы Р – получают

из травы гречихи и верхушек цветущих растений. Его применяют в

виде таблеток «аскорутина» и рекомендуют при геморрагических

диатезах, кровоизлияниях в сетчатку глаза, лучевой болезни,

ревматизме, кори, скарлатине, сыпном тифе

Особая приуроченность к почвам не

характерна. Влаголюбива. Требует легких

рыхлых малогумусных не богатых азотом

почв. Высокотребовательна к калию, не

выносит засоления, солонцеватости,

слитости, заболачивания

Продолжение табл. 2.1

Культура

Центры

происхождения

растений

Биохимический потенциал, практическая ценность Лучшие почвенные условия

Зерно-бобовые культуры

Горох

(Pisum sativum)

Переднеазиатский генетический центр

В горохе содержится большое количество хорошо сбалансиро-

ванных по аминокислотному составу белков, из которых более

70 % легко усваивается организмом. Кроме белков горох содер-

жит 8 % сахаров, 3 % жира, хорошо сбалансированы витамины

группы В, минеральные элементы, а также инозит и холин, иг-

рающие важную роль в обмене веществ. Зрелые семена гороха

употребляют в пищу в вареном виде. Недозревшие зеленые

семена – зеленый горошек – употребляют в свежем, сушеном и

консервированном виде. По калорийности зеленый горошек в

1,5–2 раза превышает все другие овощи и картофель. Продукты

из гороха по физиологическим свойствам близки к белкам живот-

ного происхождения из-за содержания большой концентрации

незаменимых аминокислот. В связи с этим продукты из гороха

полезны при анемии, истощении, для лечения заболеваний сер-

дечно-сосудистой системы. В народной медицине используют

кожуру, траву и корни гороха

Коричневые почвы, черноземы. Высокие

требования к влаге, гумусовому

содержанию, структурности, рыхлости.

Оптимальна контрольная реакция среды.

Неблагоприятны легкие почвы

Соя

(Glycine hispida.,G. max)

Юго-Восточные районы Азии

(Китай, Корея)

В семенах сои содержится много масла (17–27 %) и белка (35–55 %),

крахмала (25–27 %), витамины А, С, Е и группы В. По биологической

ценности соевый белок стоит на первом месте среди белков важней-

ших сельскохозяйственных культур, обладает высокими пищевыми

и фуражными достоинствами. Соевые зерна употребляют в пищу в

вареном, жареном, сушеном виде; из сои готовят муку, кофе, какао,

шоколад, варенье, печенье, сыр, омлет, сгущенное молоко, соусы,

супы. Соя – важнейшая часть американского питания, около 80 %

масла, применяемого в кулинарии – соевое. В настоящее время сою

стали широко возделывать и в России. Соевый белок близок по со-

ставу к мясноу, но вдвое дешевле пшеничного, в 14 раз – молочного,

в 21 раз – мясного

Культура слабокислых почв, но приспо-

сабливается к бруниземам и серноземам.

Влаголюбива. Нетребовательна к богатству

гумусом. Безразлична к гранулометрическо-

му составу в пределах: тяжелые суглинки –

супеси. Очень чувствительна к засолению,

солонцеватости, переувлажнению

Продолжение табл. 2.1

Культура

Центры

происхождения

растений

Биохимический потенциал, практическая ценность Лучшие почвенные условия

Фасоль

(Phaseolus vulgaris)

Крупносеменная из тропической

Америки, мелкосеменная – из

Юго-Восточной Азии

Зрелые бобы (семена) фасоли содержат до 22 % белка, 50 %

растворимых углеводов, 5 % минеральных солей, до 2 % жира,

витамины (особенно важно наличие витамина РР, при недостатке

которого, возникает тяжелое заболевание пеллагра). Из

минеральных веществ в фасоли преобладают Ca, K, P, Fe, F, I. По

содержанию Zn и Cu по некоторым данным занимает первое место

среди овощей. Белок фасоли по своему составу очень близок к

животным белкам, мясу и рыбе, а по качеству приравнивается к

куриным яйцам. Он легко усваивается организмом и содержит рад

жизненно необходимых аминокислот: триптофан, лизин, аргинин

и др. Бобы фасоли – ценный диетический и лечебный продукт,

особенно при заболевании диабетом и панкреатитом

Коричневые почвы, черноземы.

Оптимальная реакция среды нейтральная.

Не реагирует на карбонатность. При

хорошем обеспечении элементами

питания успешно возделывается на

влажных субтропических почвах (бурые

лесные, желтоземы). Тяготеет к тяжелому

гранулометрическому составу. Неустойчива

к слитости, засоленности, солонцеватости

Нут

(Сicerarietinum)

Средняя и Передняя

Азия

В пищу используют семена, плоды и ростки нута, на корм – зеле-

ную массу и семена

Черноземы типичные обыкновенные, южные.

Засухоустойчив: успешно возделывается

на темно-каштановых почвах. Широкий

диапазон приспособляемости к

гранулометрическому составу. Культура

нейтральных и слабощелочных почв.

Может осваивать слабозасоленные и

солонцеватые почвы. Отрицательно

реагирует на переувлажнение

Масличные растения

Подсолнечник

(Heliathus annus)

Прерии Северной

Америки

Важнейшая масличная культура. Подсолнечник содержит в

семенах 50–52 % жира, фосфатиды, витамины A, D, E, K, а также

витамин В

. Кроме высокоценного масла, в семенах подсолнечника

содержится 13,5–19,1 % белка, 23,9–26,5 % углеводов, 1,5 %

дубильных веществ и около 2 % фитина. Подсолнечное масло

– одно из наиболее полезных растительных масел. Отличается

высокой калорийностью. В народной медицине применяют корни,

цветки, листья, «корзинки» и стебли подсолнечника

Черноземы. Близок по экологии к пшенице.

Требователен к гумусовому содержанию

почв, к мощной корнеобитаемой толще,

нейтральной реакции среды. Хорошо

произрастает на карбонатных почвах,

чувствителен к кислой реакции. Устойчив

против жары, но угнетается засухой,

особенно во второй половине вегетации

Продолжение табл. 2.1

Культура

Центры

происхождения

растений

Биохимический потенциал, практическая ценность Лучшие почвенные условия

Клещевина

(Ricinus communis)

Тропические

саванны Африки

Семена клещевины содержат до 60 % масла, широко применяе-

мого в промышленности и сельском хозяйстве.

Черноземы и темно-каштановые почвы

различного гранулометрического состава с

мощной корнеобитаемой толщей. Умеренно

требовательна к гумусовому содержанию,

приспосабливается к засушливым периодам.

Очень отрицательно реагирует на засоле-

ние, солонцеватость, переувлажнение

Арахис

(Arachis

vulgaris)

Южно-Американский

генетический центр

Арахис называют «земляной» или «китайский орех». Содержание

масла в плодах арахиса достигает 55–59 %, растительного белка –

около 25 %, углеводов – 15 %, клетчатки – 5–6 %. Арахис обладает

высокими кулинарными достоинствами, а также используется в

практической медицине. Благодаря большому количеству витамина

, арахис рекомендуют при переутомлении, нервном истощении,

невритах, кожных заболеваниях нервного происхождения. Большая

часть арахиса перерабатывается на масло, используемое для

пищевых и технических целей, по пищевым качествам оно превос-

ходит многие другие растительные масла

Теплолюбив, влаголюбив. Требует легких

хороших гумусированных почв даже не-

большой мощности. На карбонатных почвах

страдает хлорозом, неблагоприятны кислые

засоленные и солонцеватые. Основное

требование к почвам не зависимо от их

типа: богатый органическим веществом и

элементами питания корнеобитаемый слой

мощностью около 40 см, рыхлый, хорошо

увлажняемый

Сахароносные и крахмалоносные культуры

Сахарная свекла

(Beta vulgaris)

Средиземноморский центр

происхождения

В корнеплодах содержится до 20 % сахарозы, витамины С, В

, В

органические кислоты (яблочная, винная, лимонная), F, K, S, Mn,

I, Co, Zn, Cu и другие микроэлементы. По питательности сахарная

свекла превосходит кормовую свеклу, брюкву и турнепс. Отходы

свеклосахарного производства (жом, патока) – хороший пита-

тельный корм для домашних животных. В промышленности из

патоки вырабатывают спирт, глицерин, лимонную кислоту. Высока

кормовая ценность бртвы, поскольку сухое вещество листьев

богато протеином (до 25 %), содержит сахар, жиры, витамины и

минеральные вещества

Черноземы типичные, выщелоченные, обык-

новенные. Требовательна к богатству гуму-

сом, рыхлости, большой корнеобитаемой

толще, хорошей увлажненности, нейтраль-

ной реакции среды. Сопутствует пшенице

Продолжение табл. 2.1