Ефект на светлината върху растежа на растенията и ефективността на торовете
Основната задача на земеделието във всички периоди от съществуването му е да увеличи използването на слънчева радиационна енергия от растенията.
Производителността на растенията е неразривно свързана с пристигането на слънчевата радиация. Светлинната енергия е един от най-важните фактори в живота на растенията. Той идва под формата на директно и разсеяно лъчение. Директната радиация поразява растенията в безоблачно небе под формата на паралелни лъчи, главно върху външните листа. Разсеяната радиация се образува в резултат на пречупването на слънчевата светлина от водни пари, лед, прахови частици, суспендирани в атмосферата, а също и от външните листа на растенията. Важно е да се отбележи, че делът на разсеяните лъчи във фотосинтезата на растенията като цяло е много по-голям от този на пряката слънчева радиация.
Енергията на слънцето, идващо на земята, се състои главно от видими лъчи (360-750 nm), които представляват около 50% от енергията и невидими лъчи: ултравиолетови (UV) = 200-360 nm - 3-4% и инфрачервени (IR) 750 -1200 nm - 46%. От гледна точка на участието на слънчевата радиация в процесите на фотосинтеза, ключовата роля принадлежи на видимия радиационен спектър от 400-740 nm, който се нарича физиологично (фотосинтетично) активно излъчване (PAR).
Основната енергия за фотосинтеза се доставя от червени (620-740 nm) и оранжеви (595-620 nm) лъчи. Жълтите (565-595 nm) и зелените (490-565 nm) лъчи са физиологично неактивни и практически не влияят върху интензивността на фотосинтезата. Сините (420-490 nm) и виолетовите (360-420 nm) лъчи влияят върху развитието на леторастите и листата, ултравиолетовите лъчи (220-360 nm) насърчават образуването на биологично активни вещества, които инхибират растежа на апикалната пъпка и удължаването на стъблото. Въпреки различните физиологични роли на отделните лъчи, растенията се развиват нормално само в присъствието на целия спектър от видими лъчи.
Пристигането на PAR за култури се определя от географската ширина на площта, продължителността на вегетационния период на култивираните култури, експозицията на полето и метеорологичните условия на годината. В зависимост от вегетационния период на растенията, пристигането на PAR върху посевите в условията на Московския регион е 6-12 GJ/ha (1,5-3,0 милиарда kcal) годишно. В северната част на нечерноземната зона пристигането на PAR на 1 хектар през вегетационния период е 4-6 GJ, в средната зона - 6-10 GJ и в южната част - 10-14 GJ. В горскостепната и степната зона пристигането на PAR през вегетационния период е 15-18 GJ/ha.
Според И. С. Шатилов и А. Г. Замараев (1996), в полеви условия най-често се използват култури за 1-3% PAR, но на определени етапи от растежа и развитието на растенията ефективността (ефективността) на PAR може да достигне 4-6 %. Въз основа на биологичния потенциал на новите сортове зърнени култури, добивът на зърно от 6 t/ha трябва да се счита за задоволителен, 9 - добър, 12 - висок, теоретично възможен с ефективност на PAR 5-6% - 18-20 t/ха ч. д.
Максималната интензивност на фотосинтезата и използването на PAR от растенията се постига само при високо ниво на балансирано хранене на растенията с макро - и микроелементи, благоприятен диапазон от температури и влажност на почвата. Недостатъчното или прекомерното снабдяване на растенията с хранителни вещества оказва негативно влияние върху фотосинтезата, производствения процес и ефективността на торовете.
Трябва да се отбележи, че агроклиматичните ресурси на Руската федерация са значително по-ниски от тези на САЩ и страните от Западна Европа, поради което трябва да се сравняват добивите от селскостопански култури в Русия и още повече в нечерноземната зона. с добива на много чужди страни, чийто биоклиматичен потенциал е 1,5-2,5 пъти по-висок.не съвсем коректно. У нас обаче дори този биоклиматичен потенциал не се използва, за което може да се съди по добива на зърнени култури във ферми и сортови парцели.
Въз основа на текущото ниво на производителност, селскостопански култури в европейската част на Русия, растенията усвояват около 1% от PAR, вместо 2-3% в държавни сортови парцели и напреднали ферми. Поради спазването на земеделските техники добивът на зърнени култури на сортовите парцели е приблизително 1,5-2 пъти по-висок от средния добив за стопанствата от региона. Практиката на напредналите ферми убедително свидетелства, че при задоволяване на нуждите на земеделските култури от хранителни вещества чрез използване на торове, подходящи техники на отглеждане, включително защита на растенията от вредители и болести, добивът във всеки регион може да се увеличи с 2-4 пъти в сравнение с съществуващото.