INTRODUCERE

INTRODUCERECreterea i dezvoltarea plantelor este strns condiionat de aciunea factorilor din mediul nconjurtor sub influena crora acestea i desfoar ciclul de via. Plantele pot s existe i s-i desfoare activitatea vital, s creasc, s se reproduc, numai n condiiile unui schimb permanent de energie i substane cu mediul nconjurtor (sol, ap, aer). n acest schimb, ele au capacitatea s formeze, cu ajutorul energiei solare, luminii i temperaturii, din substanele anorganice existente n natur, dioxid de carbon, oxigen, ap i diferite sruri minerale, compui necesari organismului lor.

De modul de asociere a acestor factori pe ntreg parcursul perioadei de vegetaie a plantelor de cultur, depinde mrimea i calitatea recoltelor. Din aceast motiv este absolut necesar s se cunoasc factorii de vegetaie sub aspectul rolului pe care l ndeplinesc n realizarea productiei precum i a posibilitilor de a influena aciunea acestora n direcia mbuntirii nutriiei plantelor i sporirii recoltelor.

1.1. LUMINA CA FACTOR DE VEGETA}IE

1.1.1 Considera}ii generale

Lumina este un factor de vegetaie indispensabil pentru creterea i dezvoltarea plantelor, aciunea ei manifestndu-se n direcii diferite i n forme dintre cele mai complexe.

Prin intermediul luminii, energia solar, principala sursa care ntreine viaa, este acumulat n biomas sub form de energie potenial.

Lumina intervine n procesele de fotosintez i n toate procesele care determin cantitatea i calitatea recoltelor, cum ar fi cele de cretere, nflorire, fructificare sau rezistena la cdere.

Lumina se transmite de la soare prin particulele numite fotoni i este absorbit parial de ctre pigmenii verzi ai cloroplastelor care n procesul de fotosintez, transform dioxidul de carbon preluat de frunze i rdcini n substane organice tot mai complexe (monozaharide, polizaharide). O alt parte din aceast energie transmis de la soare este reflectat i risipit n spaiu sau trece prin frunz fr s fie absorbit. Din cantitatea total de energie luminoas se cosider c frunza absoarbe aproximativ 75%, iar restul de 25% este reflectat sau trece prin frunz. La rndul ei, energia absorbit de frunze nu este folosit n totalitate n procesul de fotosintez, o mare parte se transform n cldur i se pierde prin iradiere, o alt parte este utilizat n procesele de evapotranspiraie i numai o mic parte este asimilat prin fotosintez. Aceast parte reprezint numai 1 - 5%, rar peste 5% din energia luminoas cu care frunzele vin n contact iar aceast cantitate de energie folosit efectiv n procesul de fotosintez, poart numele de "coeficient de utilizare al energiei luminoase". Coeficientul de utilizare al energiei luminoase este diferit de la o specie la alta, soiul sau hibridul cultivat, fiind de 2,6% la secar, 2,12% la sfecla pentru zahr, 3,02 la cartof, 2,5% la porumb, 3,26% la gru, 4,5% la floarea soarelui etc. Aceste valori reduse ale coeficientului de utilizare a energiei luminoase sunt urmare a faptului c plantele folosesc numai energia radiant a spectrului vizibil care este format din radiaii cu lungimi de und cuprinse ntre 380 - 750 nm (nanometri) (tab. 1.1).

Lumina roie, cu lungimea de und cea mai mare, are cea mai mic valoare a energiei fotonilor iar lumina violet, cu lungimea de und cea mai mic, este alctuit din fotoni cu valoarea energetic cea mai mare.

Intensitatea fotosintezei, gradul de utilizare al energiei luminoase i transformarea n biomas sunt influenate de un complex de factori care pot fi grupai astfel (Gu P. i colab, 2004):

- caracteristicile luminii recepionate de plante cantitate, calitate (componena spectral), durata iluminrii;

- capacitatea biologic a soiurilor i hibrizilor cultivai de a utiliza energia luminoas;

- posibilitile tehnice, economice i organizatorice ale cultivatorului de a regla i influena acest factor de vegetaie i de a menine n optim ceilali factori.

Tabelul 1.1

Lungimile medii de und pentru regiunea vizibil a spectrului

CuloareaLungimea de und nm (nanometri))

Roie

Oranj (portocaliu)

GalbenGalben-verzuie

Verde

Bleu

Albastru

Violet630 670 (750)585-630

565-590550-575

520-570

485-525

420-490380-450

Energia luminoas a razelelor solare este folosit parial n procesul de fotosintez, deoarece asimilarea dioxidului de carbon (CO2) de ctre plante se desfoar numai n prezena luminii dar n timp energia solar s-a acumulat n cantiti uriae n zcmintele organice i sub form de humus.1.1.2 Caracteristicile luminii

Pentru a putea influena favorabil cantitatea de energie luminoas captat i folosit de frunze este necesar s se cunoasc caracteristicile acesteia legate de intensitate, calitate i durata de iluminare.

a. Intensitatea reprezint una dintre caracteristicile importante ale luminii i este influenat de numrul de uniti luminoase ce ajung pe unitatea de suprafa n unitatea de timp. Unitatea de msur pentru intensitate poart numele de "candel" (cd) i reprezint 1/60 din intensitatea luminoas a unui cm2 de la suprafaa corpului negru nclzit la temperatura de topire a platinei (1773,5oC). Pentru iluminare, care este direct proporional cu intensitatea luminoas a izvorului de lumin, unitatea de msur este "luxul"(lx). Un lux este egal cu iluminarea produs pe o suprafa aezat perpendicular pe razele de lumin, la distan de un metru de o candel internaional.

Pentru ca plantele s nfloreasc i s fructifice au nevoie de o intensitate minim de 1100 lx. la mazre, 2400 lx. la fasole, 1800-2200 lx la orz i gru, 2200 - 2800 lx. la tutun, 1400-8000 lx. la porumb, 850-1100 lx. la hric etc. Maximul fotosintezei ns, la cele mai multe plante, se manifest la o intensitate a luminii de 8000-12000 lx.

Lumina mai intens influeneaz favorabil nfrirea, nflorirea, fructificarea, rezistena de cdere, compoziia chimic, culoarea i gustul fructelor etc.

Unele plante, cum sunt bumbacul, arahidele, via de vie, floarea-soarelui, sfecla pentru zahr etc. prefer o intensitate mai mare a luminii, motiv pentru care se recomand a fi cultivate pe terenuri cu expoziie sudic sau la latitudini sudice, altele prefer o lumin slab, difuz, ca de pild inul pentru fibre, fasolea, trifoiul, cnepa etc., care se cultiv sub form de culturi intercalate, n zonele nordice sau pe versanii cu expoziie nordic.

Intensitatea luminii depinde de:

- latitudine, care determin unghiul de inciden al razelor solare, intensitatea maxim fiind ntlnit la ecuator i mai redus spre poli;

- expoziie, care determin durata de iluminare direct precum i alternana umbrire-nsorire dimineaa i seara;

- altitudine, cu care este direct proporional;

- nebulozitate, vapori de ap, grad de poluare, fiind invers proporional cu aceastea;

- anotimp, vara are valori maxime, de ora din zi, crete de dimineat pn la prnz, apoi scade spre sear.

In decursul timpului, plantele s-au adaptat la anumite intensiti ale luminii iar n cadrul procesului de ameliorare, pentru zonele reci, umede, s-au obinut soiuri i hibrizi mai timpurii.

Fotosinteza se coreleaz cu intensitatea luminii: dimineaa, lumina este mai puin intens i fotosinteza este mai lent, spre prnz ambele cresc, pentru ca apoi s scad mpreun spre sear.

n legumicultur, pentru creterea productivitii, se practic reducerea intensitii luminii la sparanghel, de la care se consum lstarii etiolai i la conopid.

b. Calitatea luminii, influeneaz asimilaia clorofilian prin compoziia spectral a radiaei solare care se refer att la radiaiile vizibile din spectrul luminii albe, ct i la cele invizibile, infraroii, cu efecte calorice i ultraviolete, cu efecte chimico-biologice.

Radiaiile invizibile, reprezentate de :

- razele infraroii, au lungimi de und de peste 750 nm, reprezint aproximativ 49% din total i produc efecte calorice;- razele ultraviolete, cu lungimi de und sub 400 milimicroni, reprezint circa 1% din total energie luminoas ajuns pe pmnt i sunt duntoare plantelor.Radiaiile vizibile, sunt reprezentate de razele roii, orange, galben, verzi albastre i violete, au lungimi de und ntre 400-750 nm, reprezint aproximativ 50% din total i sunt eseniale n procesul de fotosintez.

n procesul de fotosintez i de cretere a plantelor, importana cea mai mare o au radiaiile luminoase vizibile, cele roii, galbene i albastre fiind absorbite de clorofil i avnd un rol esenial n procesul de fotosintez. Fiecare dintre radiaiile absorbite de plante influeneaz cu preponderen sinteza anumitor substane. Astfel, sub aciunea razelor roii i galbene se sintetizeaz n special hidraii de carbon iar sub aciunea razelor albastre se sintetizeaz mai mult substanele proteice.

Razele ultraviolete snt duntoare plantelor i provoac moartea a numeroase microorganisme dar au un rol n sporirea cantitii de vitamine. Razele infraroii, nefiind absorbite de clorofil, ajung la suprafaa solului unde se transform n cldur, influend indirect viaa plantelor.

Asupra calitii luminii influeneaz att latitudinea ct i anotimpul, luna, ziua i ora din cursul aceleiai zile:

- aa de exemplu, n regiunile nordice, razele violete, albastre i ultraviolete sunt prezente ntr-un procent mai redus n compoziia luminii;- n lunile de var razele ultraviolete se gsesc n cantitate mai mare dect n celelalte anotimpuri; - n cursul unei zile, dimineaa i seara, lumina este mai bogat n raze roii, portocalii i infraroii, iar la amiaz crete, comparativ cu dimineaa i seara, proporia razelor albastre,violete i ultraviolete.

Compoziia spectral se manifest diferit asupra creterii i dezvoltrii plantelor n funcie de specie. Aa de exemplu, grul se dezvolt mai bine la lumin suplimentar roie, meiul, mutarul, varza, la lumin suplimentar albastr etc. Cunoscndu-se preferinele plantelor fa de compoziia luminii se poate stabili modul cum trebuie s se realizeze iluminatul artificial n sere.

c. Durata de iluminare este definit ca timpul, exprimat n ore, n care o anumit suprafa este iluminat de soare n cursul unei zile. Durata iluminrii depinde de latitudine, anotimp i orografia terenului i influeneaz n mod diferit creterea i dezvoltarea plantelor, n funcie de specie i n cadrul aceleiai specii, n funcie de soi sau hibrid.

n funcie de latitudine, durata de iluminare este diferit pe glob, iar plantele s-au adaptat acestor condiii. La ecuator zilele sunt egale cu nopile dar cu ct se nainteaz de la ecuator spre poli zilele devin din ce n ce mai lungi vara i mai scurte iarna, ajungndu-se la ziua/noaptea polar care dureaz 6 luni. Se deosebesc astfel pe glob zone cu zile scurte i zone cu zile lungi i foarte lungi.

Anotimpul, respectiv poziia pe care pmntul o are pe orbit determin modificarea duratei zilelor i nopilor.Relieful i expoziia terenului influeneaz durata de iluminare, versanii sudici fiind iluminai pentru o perioad mai lung din zi fa de cei cu expoziie nordic.

Plantele fiind adaptate la astfel de condiii de iluminare rezult c timpul de iluminare nu este indiferent. S-a demonstrat c fiecare plant are nevoie n diferite perioade ale dezvoltrii ei, de o anumit durat de iluminare, aa numitele "stadii de lumin" i de un anumit raport ntre durata de iluminare i durata de ntuneric, numit "fotoperiodism".

Dup nevoia lor de lumin, plantele se grupeaz n:

- plante de zi lung, care ajung la maturitate i i ncheie ciclul de dezvoltare la nceputul verii, cnd zilele au lungime maxim: grul, secara, orzul, ovzul, mazrea, inul, sfecla pentru zahr, cartofii timpurii, lucerna, trifoi, ceapa, cpun etc;

- plante de zi scurt, provenite din latitudinile sudice i care fructific la sfritul verii i nceputul toamnei: porumbul, cnepa, tutunul, soia, sorgul, mei, orezul, crizantema etc.;

- plante neutre: floarea soarelui, hrica, bumbac, tomate, vinete etc. care nu reacioneaz, fie c se lungete, fie c se scurteaz perioada de iluminare. Dac scurtm artificial durata zilei, plantele de zi lung cresc dar nu se dezvolt normal, nu fructific sau fructific foarte puin. La fel se ntmpl i cu plantele de zi scurt, dac lungim perioada de iluminare. n schimb, dac lungim perioada de iluminare la plantele de zi lung sau o scurtm la plantele de zi scurt, acestea fructific mai repede, scurtndu-se perioada de vegetaie. Rezult c, pentru intensivizarea produciei agricole este necesar s se cunoasc reacia la durata de ilumiare pentru fiecare specie, soi sau hibrid, astfel nct s se poat constata dac aceste necesiti sunt satisfcute n zona agricol unde se recomand a fi cultivate.

Pe de alt parte, datorit progresului realizat n domeniul ingineriei genetice i ameliorrii plantelor, aceast clasificare trebuie considerat totui relativ; aa de exemplu, porumbul este o plant de zi scurt, dar s-au creat i hibrizi care i ncheie ciclul ontogenetic n mijlocul verii, deci n condiii de zi lung.

1.1.3 UTILIZAREA ENERGIEI LUMINOASE DE CTRE PLANTE

Capacitatea plantelor de a de a capta lumina i a sintetiza materia organic depinde de suprafaa foliar total expus iluminrii, care depinde de specie, faza de vegetaie, orientarea frunzelor i meninerea la un nivel optim a aprovizionrii cu ceilali factori de vegetaie.

Specia de plante. Unele specii cultivate au o mas foliar foarte bogat, datorat fie numrului foarte mare de frunze, ca la trifoi sau lucern la care suprafaa foliar este de 25 85 ha pe un hectar de teren cultivat, fie datorit formei frunzelor, ca la sfecla pentru zahr la care acestea sunt gofrate. Pentru fiecare cultur n parte exist valori optime ale supafeei foliare totale, care asigura valorificarea optim a factorului de vegetaie lumin, iar depirea acesteia nu duce la creterea nivelului produciilor datorit umbririi reciproce a frunzelor.Faza de vegetaie. Odat cu naintarea n vegetaie, pe msur ce se mrete numrul de frunze, crete suprafaa total a masei verzi i capacitatea de a absorbi razele de lumin. Astfel, plantele de ovz acumuleaz n jur de 0,4% din energia luminoas disponibil n faza de nfrire, 2,7% n faza de nspicare i 5,12% n perioada coacerii n lapte (Gu P. i colab., 2004).

Orientarea frunzelor. Plantele care au frunze cu o poziie semierect sau erect reuesc s capteze o cantitate mai mare de energie luminoas i n acelai timp pot fi semnate la desimi mult mai mari, ceea ce determin a cretere substanial a produciei principale i secundare.

1.1.4 ASIGURAREA N OPTIM A CELORLAL}I FACTORI DE VEGETA}IEDac prin tehnologiile agricole aplicate se reuete asigurarea la un nivel optim a tuturor factorilor de vegetaie, incluznd apa, substanele nutritive, temperatura, aerul .a. plantele vor crete viguroase i vor forma o suprafa foliar total mare, care va asigura utilizarea luminii solare la parametri maximi. 1.1.5 Mijloace agrotehnice pentru influen}area regimului de lumin|

Influenarea regimului de lumin se poate realiza n mod direct sau indirect.

Influena direct se poate realiza n camere de cretere, tip fitotron, sere, case de vegetaie, rsadnie, adposturi, unde putem regla intensitatea sursei de energie luminoas, calitatea i durata de iluminare folosind lumina natural sau/i lumina artificial. Dirijarea luminii n spaii protejate se poate face prin diferite metode :

- creterea randamentului de utilizare a luminii naturale, prin utilizarea unor materiale (sticl, folie, plci de policarbonat .a.) cu un grad ridicat de transparen;

- creterea duratei de iluminare prin utilizarea luminii artificiale, utiliznd lmpi flourescente, cu vapori .a. cu respectarea fotoperiodismului caracteristic fiecrei plante; - reducerea intensitii luminii, prin aplicare pe sticla serelor a emulsiei de var stins, a unor reziduuri de calciu sau praf de cret;

- stoparea accesului luminii, prin acoperirea sticlei sau foliei de plastic cu materiale netransparente, n vederea etiolrii lstarilor sau altor pri ale plantelor. n astfel de condiii se pot obine:

- nflorirea i fructificarea mai timpurie, lungind sau scurtnd durata de iluminare, n raport cu caracterul plantei respective, de zi lung sau de zi scurt, cu scopul de a realiza mai multe recolte ntr-un an;- schimbarea naturii plantelor, prin transformare din plante bienale n plante anuale i invers.

Influena indirect, se poate realiza prin creterea eficientei de utilizare a luminii prin mbogirea aerului n CO2, care la rndul lui amplific intensitatea fotosintezei.

Aceasta se poate realiza n sere, solarii sau rsadnie, prin fertilizarea solului cu doze mari de ngrminte organice care, prin descompunere, degaj cantiti relativ mari de CO2 .n condiii de cmp, se folosesc numai mijloace agrotehnice cu ajutorul crora putem mri posibilitile de utilizare ale luminii naturale.

Un prim mijloc l constituie zonarea plantelor de cultur, a soiurilor i hibrizilor, n funcie de variaia afluxului de energie luminoas. In zonele de step i silvostep se recomand a fi cultivate plantele cu cerine ridicate fa de factorul lumin iar n zona forestier cele cu cerine moderate i mici. Chiar i n cadrul unui teritoriu mai restrns afluxul de energie luminoas variaz n funcie de relief, expoziia i altitudinea suprafeei respective. Astfel, pe terenurile nclinate, cu expoziie sudic, care primesc mai mult lumin sunt indicate a fi cultivate plante cu cerine ridicate fa de lumin ca, floarea soarelui, soia, via de vie, tutunul, porumbul, etc., iar pe terenurile cu expoziie nordic, ovzul, cartoful, trifoiul, inul etc.

Epoca de semnat reprezint un alt mijloc cu ajutorul cruia putem contribui la utilizarea mai raional a afluxului de lumin. Aa de exemplu, plantele de zi lung se vor semna ct mai devreme, pentru ca perioada lor de nflorire s coincid cu zilele cele mai lungi din an (luna iunie). La aceste plante, dac se ntrzie semnatul, nfloritul coincide cu zilele mai scurte i ca urmare producia va fi mai mic. Pentru plantele de zi scurt (porumb, sfecla pentru zahar, soia, tutun etc.), epoca de semnat este mai trzie, deoarece necesit temperaturi minime de germinaie ceva mai ridicate precum i datorit faptului c nfloritul trebuie s coincid cu zilele mai scurte din luna august.

Spaiul de nutriie. Este absolut necesar ca n timpul semnatului, seminele s fie distribuite ct mai uniform pe unitatea de suprafa i n cantiti corespunztoare spaiului optim de dezvoltare al plantelor. Prin folosirea diferitelor metode de semnat putem regla mrimea spaiului de nutriie i crea condiii mai favorabile sau mai puin favorabile pentru folosirea luminii solare.

Desimea de semnat. Pentru ca plantele s primeasc de la soare i s foloseasc numai pentru ele ntreaga cantitate de energie luminoas este necesar s ocupe n ntregime spaiul pe care l au la dispoziie. n acest scop, pentru toate plantele cultivate s-au stabilit experimental, desimile corespunztoare care, n funcie de condiiile zonei, destinaia culturii i caracteristicile de soi / hibrid, asigur utilizarea optim a factorilor de vegetaie din sol, inclusiv folosirea ct mai eficient a luminii.

Orientarea rndurilor la semnat. Orientarea acestora pe direcia nord-sud, cu excepia terenurilor situate pe pante, unde semnatul se face pe direcia general a curbelor de nivel, creaz condiii de iluminare mai bune i o nclzire mai convenabil pentru plante, n comparaie cu rndurile orientate de la est la vest. Aceasta face ca n cursul dimineii i dupamiezii razele soarelui s cad aproape perpendicular pe rndurile de plante i afluxul de energie luminoas s fie maxim.Practicarea culturilor intercalate i a culturilor succesive constituie o alt metod de utilizare mai eficient a luminii solare. Aa de exemplu, cultivd porumbul intercalat cu fasole, dovleci etc., sau mzrichea cu cereale pioase, se asigur o folosire mai bun a fluxului de energie luminoas. Acelai lucru se realizeaz cnd n zone cu climat favorabil, n condiii de irigare, se folosesc culturi succesive dup recoltarea borceagului, mazrei, cerealelor pioase etc., cum ar fi de exemplu porumbul furajer, iarba de Sudan, floarea-soarelui pentru mas verde, borceag, fasole pentru psti sau chiar pentru boabe etc.

De cerinele pentru lumin este necesar s se in seama i n cazul cultivrii de plante furajere concomitent cu o plant protectoare; de exemplu lucerna, fiind pretenioas fa de lumin, este indicat s se cultive fr plant protectoare, spre deosebire de trifoi sau ghizdei care au cerine mai reduse fa de acest factor de vegetaie.Combaterea buruienilor la timp, mai ales n primele faze de vegetaie a plantelor de cultur, nltur umbrirea i permite iluminarea mai bun a acestora. Necombtute la timp, buruienile umbresc plantele de cultur i reduc substanial cantitatea de lumin care ajunge la acestea.Prin folosirea ngrmintelor, se contribuie i la sporirea cantitii de energie luminoas utilizat i acumulat de plant sub form de energie potenial. }innd cont de preferinele plantelor fa de hran putem dirija creterea unor plante dintr-o asociaie vegetal n detrimentul altora. Aa de exemplu, ngrmintele cu azot favorizeaz creterea gramineelor care vor ocupa n asociaia vegetal etajul superior, umbrind astfel plantele din etajul inferior.

1.2 TEMPERATURA CA FACTOR DE VEGETA}IE1.2.1 IMPORTAN}|

Temperatura are un rol foarte important n condiionarea tuturor proceselor vitale din plante, ca fotosinteza, respiraia, transpiraia, absorbia apei, germinaia seminelor .a.

Temperatura din sol influeneaz dezvoltarea sistemlui radicular, ritmul de absorbie al unor elemente nutritive sau desfurarea proceselor biochimice din sol. De asemenea, activitatea microorganismelor din sol este condiionat n mare msur de temperatur, activitatea acestora intesificndu-se la temperaturi >10C. Microorganismele care descompun substanele organice, cele nitrificatoare, sau cele fixatoare de azot au o activitate optim la temperaturi cuprinse ntre 27 si 35 C.

Temperaturile optime pentru creterea i dezvoltarea rdcinilor sunt diferite de cele optime pentru creterea tulpinii i frunzelor, fiind n general mai reduse.

Importana temperaturii se manifest i n ceea ce privete delimitarea ariei de rspndire a unor specii cultivate, pe zone pedoclimatice, precum i n inducerea n plante a adaptrilor necesare pentru a rezista condiiilor fluctuante din sol i atmosfer.

Ca factor de vegetaie, temperatura i manifest efectul prin valori minime, optime i maxime pe ntreg parcursul perioadei de dezvoltare iar scderea ei sub limita minim sau depirea limitei maxime duce la diminuarea recoltelor sau chiar la moartea plantelor (fig. 1).

Fig. 1. Influena temperaturii asupra creterii i dezvoltrii

plantelor

n funcie de cerinele fa de intervalul optim de temperatur, plantele se clasific n trei grupe :

- plante microterme, cu dezvoltare n intervalul 9 15 C,

- plante mezoterme, cu dezvoltare n intervalul 10 40 C, grup de care aparin majoritatea plantelor cultivate,

- plante megaterme, cu dezvoltare la temperaturi >40 C.

Limitele inferioare de temperatur au rol n declanarea proceselor din plant i sol iar cele superioare pot determina pagube ca ofilirea plantelor, cderea florilor sau polenizarea i fructificare slabe.1.2.2 SURSELE DE ENERGIE CALORIC| {I FACTORI DE INFLUEN}|Radiaia solar. Sursa de energie care ntreine viaa pe pmnt este soarele. Fluxul de energie termic unitar primit de la Soare, msurat n straturile superioare ale atmosferei terestre, perpendicular pe direcia razelor solare reprezint constanta solar. Valoarea general acceptat pentru constanta solar este de aproximativ 1350 W/m2, reprezentnd o valoare medie anual, msurat cu ajutorul sateliilor de cercetare tiinific. O parte din radiaia solar ce ptrunde n atmosfera terestr este pierdut prin mprtiere, difuziune sau este absorbit de ctre aceasta (cca 57%), o alt parte (10%) poate fi reflectat de ctre suprafaa terestr n atmosfera apropiat, iar diferena (33%) ajunge la suprafaa pmntului sub denumirea de radiaie direct sau insolaie.

Ajuns la suprafaa pmntului, energia radiant solar este transformat n energie caloric, astfel c suprafaa terestr se nclzete, devenind la rndul ei o surs de energie. O parte din aceast energie este transmis n straturile adnci ale solului, o alt parte este folosit n diferite procese fizico-chimice (evaporare, condensare, etc.), iar restul este cedat atmosferei sub form de radiaii calorice.Atmosfera i suprafaa terestr interacioneaz cu radiaia solar, producnd o serie de transformri ale acesteia, aa cum se observ n figura 2.

Fig. 1.2. Schema interaciunilor dintre energia solar i atmosfera, respectiv suprafaa terestr (Rev. Tehnica Instalaiilor nr. 5/2003, citata de Gus P. i colab, 2004 )Rezult c procesele de nclzire sau rcire ale atmosferei se datoreaz cldurii primite i cedate de scoara terestr, iar ca urmare a acestui fapt, temperatura aerului va depinde de factorii multipli care determin nclzirea i rcirea suprafeei pmntului: latitudinea, anotimpul, modul de expunere a suprafeei active, nebulozitatea etc. Schimbul de cldur dintre sol i atmosfer este favorizat i de vaporii de ap, care prin evaporare nmagazineaz o mare cantitate de cldur, cca 600 cal./1 g ap, pe care ulterior o cedeaz aerului n momentul condensrii.

Procesele exoderme din sol. Alturi de radiaia solar, exist i o surs proprie de cldur i anume cea care rezult din desfurarea proceselor chimice i biologice, cum ar fi descompunerea resturilor organice, a gunoiului de grajd sau condensarea vaporilor de ap. Este cunoscut faptul c materia organic prin descompunere degaj cldur, o ton de gunoi de grajd elibernd 3-4 milioane calorii. La aceasta se adaug i cldura care ajunge la suprafaa scoarei terestre pornind din interiorul pmntului, prin termoconductivitate sau cea rezultat ca urmare a fenomenelor electrice i radioactive din sol.Utilizarea unor surse de nclzire este posibil n spaiile protejate, sere , solarii, rsadnie, unde se folosesc diverse surse de energie pentru inluenarea factorului temperatur.

1.2.3 FACTORII CARE INFLUEN}EAZ| CANTITATEA DE ENERGIE CALORIC| CAPTAT| DE SOL

Din totalul energiei calorice care ajunge pe suprafaa solului, o mare parte se pierde datorit radiaiilor terestre, evapotranspiraiei, schimburilor de cldur cu atmosfera apropiat solului precum i cedrilor de cldur ctre straturile mai adnci ale solului.

Cantitatea de energie caloric captat de sol este influenat de relief, natura terenului, componentele solului i nsuirile termice ale acestuia.

a. Relieful, influeneaz cantitatea de energie caloric captat de sol prin expoziie, panta terenului, forma versantului i poziia locului pe versant.

- expoziia : terenurile cu expoziie sudic beneficiaz de o insolaie potenial maxim, cele cu expoziie nordic de o insolaie potenial minim iar cele cu expoziie estic i vestic de valori intermediare (fig. 1.3). n funcie de expoziie, se realizeaz primvara temperatura minim de germinaie, astfel nct din punct de vedere practic se poate stabili ordinea n care se ncepe semnatul culturilor: versanii cu expoziie sudic, cei sud-vestici, vestici, sud-estici, estici, terasele iar la sfrit terasele, versanii cu expoziie nordic, vile i depresiunile.

Fig. 1.3 Influena reliefului asupra radiaiei termice primite de sol

- panta terenului : pe terenurile slab nclinate, 5 - 8% ( 3-5) nu se nregistreaz diferene de temperatur la expoziii diferite, n schimb pe terenurile cu panta de 8-12% (5-7) apar diferene de aprox. 1C ntre expoziii diferite i 1-2 C ntre partea din amonte i cea din aval a versantului. Aceste diferene se amplific pe pante mijlocii i mari, de 12-25% (7-14), unde se nregistreaz diferene de temperatur de 3-4 C ntre expoziiile nordice i sudice i de 2-3 C ntre partea din amonte i aval a versantului (fig. 1.4). Ca regul general, riscul ngheturilor trzii primvar sau timpurii toamna este mai mare la baza versantului dect n zona median sau superioar a acestuia.

- forma versantului i poziia locului pe versant: pe versanii de form convex diferenele de temperatur cresc sau scad aproximativ liniar ntre baza i vrful versantului iar pe cei cu form concav i complex se nregistreaz temperaturi mai sczute pe zonele mai joase, n microdepresiuni.

Fig. 1.4 Influena formei i a locului pe versant asupra temperaturii soluluib. Natura terenului. Temperatura solului este influenat de vegetaie, starea cultural a acestuia i grosimea stratului de zpad.- vegetaia, natural sau cultivat, are rolul de a proteja solul de supranclzire n timpul verii, cnd aceasta absoarbe o parte din energia radiant a soarelui, astfel nct temperaturile medii zilnice i amplitudinea lor sunt mai mici sub nveliul vegetal, n comparaie cu solul fr vegetaie. Solurile neacoperite de vegetaie nregistrez temperaturi mult mai ridicate dect cele pe care exist vegetaie, cu efecte negative privind pierderea apei prin evaporare, dezvoltarea microorganismelor .a.

- starea cultural a terenului, respectiv dac acesta este lucrat, afnat sau nu, influeneaz asupra capacitii de absorbtie a radiaiilor solare i temperaturii solului; astfel, solurile proaspt arate, nchise la culoare, au o capacitate de absorbie a radiaiilor solare mai ridicat dect cele nelucrate, tasate (tab. 1.2 )

Tabelul 1. 2

Tab. Influena strii culturale a terenului asupra capacitii de

absorbie a radiaiilor solare - grosimea stratului de zpad, care are o conductivitate termic redus, deoarece conine mult aer, face ca schimbul de cldur ntre sol i atmosfera apropiat s fie nensemnat; n acest fel, culturile care sunt acoperite cu un strat de zpad, sunt protejate n timpul iernii de temperaturile extreme care pot determina moartea plantelor (tab. 1.3).

Tabelul 1.3Influena grosimii stratului de zpad asupra temperaturii ((C) la nivelul solului

LunaGrosimea stratuluide zpad (cm)Temperatura la suprafaa zpezii (C)

204060

Ianuarie-11,2-8,5-6,3- 22,6

Februarie- 9,2- 5,2- 4,2- 18,7

c. Componentele solului. Coninutul n materie organic, ap i aer din sol, textura i culoarea acestuia influeneaz i ele asupra cantitii de energie caloric captat de sol. Astfel, solurile cu un coninut ridicat de materie organic, aerate, cu textur nisipoas, uscate i nchise la culoare se nclzesc mai repede, la acelai aport de energie caloric, dect cele cu un coninut redus de materie organic, tasate, umede, cu textur argiloas sau deschise la culoare. Solurile deschise la culoare reflect radiaiile solare mai mult dect cele nchise i ca urmare se nclzesc mai puin;

d. nsuirile termice ale solului determin regimul termic al acestuia, n special prin cldura specific i conductivitatea termic ale prilor lui componente i ca urmare este influenat de proporia de participare a diferitelor componente n masa solului, textura, precum i de proporia de ap i aer din sol.

Cldura specific repezint cantitatea de cldur, exprimat n calorii, necesar pentru a nclzi cu 1oC un gram de sol (cldura specific gravimetric), sau 1 cm3 de sol (cldur specific volumetric). Cldura specific gravimetric se exprim n cal./g.grad, iar cea volumetric n cal/cm3grad. Pentru diverse tipuri de soluri, cldura specific volumetric este diferit, avnd valori medii de 0,5-0,6 calorii, adic de dou ori mai mici dect cldura specific a apei (1); deci, o calorie ridic temperatura unui cm3 de ap cu 1o C, iar a unui cm3 de sol cu 2o C. Radiaia solar de aceeai intensitate, ajungnd pe sol, determin o nclzire mult mai intens a acestuia dect a suprafaei apei, iar solurile drenate, uscate, se nclzesc mult mai uor dect cele umede.

Aerul are cldura specific volumetric foarte mic, de 0,0003 cal/cm3 grad (tab. 1.2), deci se nclzete foarte repede i uor.

Conductivitatea termic este proprietatea fizic a solului de a propaga cldura de la un strat la altul i se exprim n cal/cm2/sec.

Din acest punct de vedere solurile se caracterizeaz printr-un aa numit "coeficient de conductivitate termic" (k), definit ca fiind "o mrime fizic numeric egal cu cantitatea de cldur ce trece n timp de o secund ntre feele opuse ale unui cub de sol cu latura de 1 cm, ntre care exist o diferen de temperatur de 1oC"(tab. 1.4).

Tabelul 1.4Capacitatea i conductibilitatea termic a principalelor componente ale solului

ComponenteCldura specific(cal./cm3)Conductivitatea termic(cal./cm2/sec)

Nisip0,510,019

Argil0,570,004

Humus0,600,0003

Ap10,0014

Aer0,000360,00005

Din tabelul 1.4 se constat c solurile minerale se nclzesc mai repede dect cele organice, solurile umede sunt mai reci dect cele uscate, ntruct cldura specific a apei o depete cu mult pe cea a aerului dar solurile umede au conductivitatea termic mai mare dect solurile uscate i afnate, deoarece conductivitatea termic a aerului este foarte mic i practic nensemnat.

ntre nsuirile termice ale solului i cele hidrologice exist o strns legtur. Astfel, conductivitatea termic, care determin nclzirea solului n adncime, crete odat cu creterea umiditii pn la o valoare ce corespune cu ncetinirea creterii plantelor. Prin urmare, n acest interval de umiditate, viteza de egalare a temperaturilor din straturi diferite este mai mare, iar nclzirea solului pe profil mai intens. n cazul n care umiditatea solului depete umiditatea de ncetinire a creterii plantelor, nclzirea se face mai ncet deoarece coeficientul de conductibilitate termic scade.

1.2.4 Dinamica temperaturii aerului {i solului

Datorit factorilor multipli care determin nclzirea i rcirea suprafeei terestre, temperatura aerului i a solului sufer variaii n timp, nefiind o mrime constant. Schimbul de cldur ntre suprafaa terestr i atmosfer constituie cauza variaiilor zilnice ale temperaturii aerului atmosferic.

Dup rsritul soarelui, suprafaa pmntului transmite cldur prin convecie i radiaie n stratul de aer imediat nvecinat, de unde se propag mai departe de la un strat de aer la altul. Creterea temperaturii aerului, n primele ore ale dimineii, se face cu oarecare ntrziere fa de temperatura solului.

Temperatura maxim n aer se nregistreaz ntre orele 14 i 15, dup care ncepe iar s scad lent, pn la orele 16-17 i apoi rapid, pn la apusul soarelui. n cursul nopii, scderea este continu, cu mai mic intensitate, pn atinge un minim, care de obicei se produce cu puin timp nainte de rsritul soarelui.

Variaile de temperatur i amplitudinile acestora se micoreaz odat cu creterea altitudinii, iar maximul de temperatur se decaleaz.

Anotimpurile, n afar de influena pe care o au asupra temperaturilor medii zilnice, influeneaz maximele i minimele zilnice. Aa de exemplu, n zilele de iarn temperatura maxim a aerului se nregistreaz ntre orele 13-14 iar temperatura minim nainte de rsritul soarelui.

n ceea ce privete temperatura solului, totdeauna va exista un aflux de cldur spre profunzime n timpul zilei, cnd radiaia solar atinge solul i n sens invers n timpul nopii, cnd suprafaa solului devine mai rece. Totdeauna variaiile diurne ale temperaturii sunt mai mari n cursul verii dect iarna, datorit influenei fluxului radiativ mai mare n lunile mai calde.

Temperatura minim la suprafaa solului, n timpul verii, se nregistreaz dimineaa, imediat dup rsritul soarelui, n jurul orei 5, iar temperatura maxim, se nregistreaz n primele ore dup amiaz (orele 13- 14).

Momentul apariiei maximelor i minimelor de temperatur ntrzie pe msur ce adncimea solului crete. La adncimi mai mari de 80 cm ntrzierea este uneori chiar de 24 ore fa de nivelul "0 cm, mai ales n solurile puternic protejate sau n cursul iernii, cnd grosimea stratului de zpad depete 50 cm. n ceea ce privete amplitudinea zilnic a temperaturii solului ea se micoreaz treptat cu adncimea, fiind n general mai mic la toate adcimile n solurile protejate de strat vegetal vara, sau strat de zpad iarna, dect n solul neprotejat.

Temperatura solului prezint variaii anotimpuale i anuale, care se aseamn n ceea ce privete evoluia anual cu cea a aerului, nregistrndu-se un maxim n lunile de var (iulie) i un minim n cele de iarn (ianuarie).

Vara, temperatura solului scade iniial pn la o anumit adncime, dar urmare a nclzirii straturilor de la suprafa, cldura se propag treptat spre orizonturile inferioare. Dimpotriv, n cursul iernii, temperatura solului crete cu adncimea, deoarece stratul de deasupra se rcete puternic.

Primvara, se face trecerea de la tipul de distribuie de iarn a temperaturii la cel de var i n sol apare un strat rece situat ntre dou straturi mai calde, pe cnd toamna, lucrurile se petrec invers, apare un strat mai cald ntre dou mai reci: toamna suprafaa solului ncepe s se rceasc cu tendia de stabilire a tipului de variaie de iarn, ns n straturile inferioare se mai menine tipul de var.

Pentru culturile agricole, o importan deosebit o prezint data apariiei primelor ngheuri toamna i data ultimelor ngheuri primvara. Obinuit, n zona montan ngheurile apar la sfritul lunii septembrie, n zona submontan ntre 1 i 10 octombrie, n zona central i nordic a rii ntre 10 i 20 octombrie, pentru ca n sudul i vestul rii s apar abia ntre 20 octombrie i 1 noiembrie. Numai de-a lungul Dunrii i pe litoral, ngheurile apar dup 1 noiembrie.

Primvara ngheurile dispar n ordine invers apariiei lor, ncepnd cu sfritul lunii martie pe litoral i terminnd cu sfritul lunii aprilie i uneori i dup 1 mai, n zona de munte.

Perioada de timp ntre ultimele i primele ngheuri, favorabil culturilor agricole, este de cca 210 zile n Dobrogea i scade n celelalte zone agricole ale rii la 180 zile i chiar mai puin.

1.2.5 TEMPERATura din aer {i sol n raport cu cerin}ele plantelor

Plantele agricole cresc i se dezvolt n general la temperaturi cuprinse ntre 1 i 50oC, pentru fiecare specie exist o temperatur minim, la care plantele rezist n cursul vegetaiei fr s fie afectate i care la cele mai multe plante cultivate n zona temperat este cuprins ntre 1-10oC, o temperatur optim, cuprins ntre 15 i 35oC, la care creterea este foarte rapid, realizndu-se maximum de substan organic n minimum de timp i o temperatur maxim, cuprins ntre 35 i 42oC.

Prima perioad din ciclul evolutiv al plantelor, germinarea i rsrirea, este n strns dependen de temperatura solului, germinarea producndu-se numai n anumite limite de temperatur (minime, maxime i optime).

n general, cnd umiditatea din sol este suficient i temperatura solului mai ridicat, germinarea i rsrirea se produc foarte repede. Dar, pentru practica agricol, este necesar s se cunoasc n primul rnd temperatura minim de germinare, ntruct culturile de primvar se nsmneaz cnd n sol se realizeaz acest minim (tab. 1.4).

Tabelul 1.4Temperaturile minime, optime i maxime de germinare a seminelor la diferite plante ( oC )

PlantaTemperatura

minimoptimmaxim

Gru de toamnSecar de toamnOrz

Ovz

Mazre

LucernSparcetPorumb

Soia

Fasole

Cartof

SfeclFloarea soarelui1 - 2

1 - 2

1 - 2

1 - 2

1 - 2

0 - 1

1 - 2

8 - 10

8 - 10

8 - 10

5 - 6

3 - 4

5 - 625

25

25

25

25

20

20

37 - 45

37

32

25

25

2530

30

28 - 30

30

30

28

35

46 - 48

38 - 40

46

30

35

35

Cunoaterea temperaturilor minime de germinare este important n vederea stabilirii epocii de semnat la culturile de primvar :EPOCA I, urgena I : TEMP. MIN. GERMINARE : 1 - 3( C

Orzoaica de primvar, Ovz, Borceag de primvar, Gru de primvar, Mazre, Lucerna, Trifoi semnat n cultur de cereale

legume - spanac, salat, morcov, ptrunjel, mrar, ceapEPOCA I, urgena a II-a: TEMP. MIN. GERMINARE : 4 - 7( C

In fibr i ulei, Sfecla pt. zahr, Cartof, Floarea-soarelui, Gulii furajereEPOCA a II-a, urgena I: TEMP. MIN. GERMINARE:8 - 9( C

Porumb, Soia, Fasole, Cnepa pentru fibr, Ricin, SorgEPOCA a II-a, urgena a IIa: TEMP. MIN. GERMINARE:10-12( CBostnoase, Orez, Bumbac, Tutunn funcie de particularitile soiurilor i hibrizilor cultivai i de condiiile climatice din perioada semnatului, acesta poate ncepe mai devreme sau mai trziu cu 7-10 zile fa de perioada calendaristic specific zonei.

Durata perioadei de germinare este n strns legtur cu temperatura solui; astfel, secara germineaz n 4 zile la temperaturi de 4-5(C i ntr-o singur zi la temperatura de 16 (C; porumbul germineaz n 16-20 de zile la temperaturi de 10(C, n 13-15 zile la 12-13 (C i doar 5-6 zile la temperaturi de 21 (C.Temperatura minim de rsrire, n funcie de plant, este mai mare cu 1-3 oC dect temperatura minim de germinare.

Creterea i dezvoltarea rdcinilor, absoria apei i a elementelor nutritive, schimburile osmotice, respiraia prin rdcini, sunt cu att mai intense cu ct temperatura solului este mai ridicat, nu ns deasupra valorii ei optime.

Experienele efectuate cu plante de porumb, n faza de 4 frunze, de ctre I.A. Korovin i colab., citat de T. Onisie, 1999, scot n eviden faptul c plantele asimileaz diferit elementele nutritive minerale, n funcie de temperatur. Astfel, n intervalul de temperatur de 1-5oC, intensitatea absorbiei K crete de dou ori, iar a N, P, Ca, S crete foarte puin. La 5-10oC scade absoria P, K i se intesific de apte ori absorbia S i de patru ori a N. Absoria P i Ca crete foarte mult la 12oC cnd plantele absorb de dou ori mai intens N, pe cnd absorbia S scade, iar a P, Ca i K, rmn constante. La 15-20oC intensitatea asorbiei tuturor elementelor crete uniform, iar la 30oC absorbia tuturor elementelor, cu excepia K, scade. Rezult c temperatura de 20-25oC, n zona rdcinilor, este optim pentru absorbia elementelor nutritive minerale de ctre plantele de porumb.

Temperatura solului are un rol deosebit i n procesul de iarovizare (vernalizare), proces care const n tranformri biochimice n mugurii de cretere n urma crora se formeaz hormoni care determin nflorirea. Fr iarovizare, care loc att n faza de germinare ct i n fazele ulterioare, cerealele de toamn cresc vegetativ dar nu formeaz flori, spice sau semine.

O condiie esenial pentru parcurgerea acestui stadiu const n prezena temperaturii joase, ntr-o anumit perioad. Dar nivelul temperaturii, ct i durata perioadei de iarovizare, variaz n limite foarte largi, n funcie de specie. Aa de exemplu, cerealele de toamn i parcurg perioada de iarovizare la temperatura de 0-2oC, n decurs de 10-16 zile.

Temperatura solului exercit o puternic influen asupra creterii sistemului radicular. Astfel, la gru cantitatea maxim de rdcini se formeaz la temperaturi de 9 oC iar la cartof i tomate la 10 oC. nrdcinarea cerealelor de toamn pn la venirea iernii are loc la temperaturi care oscileaz, n medie, ntre 6 i 14oC n timp ce primvara plantele au nevoie de temperaturi din ce n ce mai ridicate.

Temperatura solului i perioada bioactiv a acestuia influeneaz asupra masei totale a rdcinilor care se formeaz n sol; pe solurile mai umbrite, vegetaia pornete mai trziu iar rdcinile formate sunt n cantitate mai mic, sunt mai scurte i mai ngroate, cu un numr mai mic de periori absorbani, ceea ce determin o aprovizionare mai slab cu ap i elemente nutritive n comparaie cu solurile calde unde se formeaz rdcini subiri, cu un numr mare de periori absorbani.

Rolul important al temperaturii este evident nu numai n primele faze de cretere a plantelor, ci i n fazele urmtoare. Aa de exemplu, nfritul la cereale se produce n condiii bune la 8-12oC, alungirea paiului la cel puin 14-16oC, nflorirea la 17-18 oC, iar maturarea la peste 19oC. La porumb, intensitatea maxim a nfloririi a fost nregistrat la temperaturi medii zilnice de 20-26oC, cu o maxima la 30-39o iar temperatura minim diurn la care s-au observat cazuri izolate de nflorire, a fost de 17oC. n principiu, n timpul fazelor de cretere sunt favorabile temperaturi de 12-15 (C pentru pioase i 21-22 (C pentru culturile pritoare.Temperaturile sczute au n general, efecte negative asupra plantelor, mai ales n situaia n care acestea nu sunt acoperite n timpul iernii cu un strat de zpad. Puine sunt plantele adaptate s reziste la nghe i anume: orzul de toamn rezist pn la -15, -18oC, grul de toamn pn la -20, -23oC, secara pn la -25oC, grul de primvar, mazrea, sfecla pentru zahr pn la -3,-4oC.

Rezistena plantelor la temperaturi sczute este n strns legtur cu coninutul de ap din celule, cu nsuirile fizico-chimice i coninutul de zaharuri ale protoplasmei. Cu ct celulele conin mai puin ap, cu att rezistena la temperaturi sczute este mai mare. Protoplasma celulelor devine mai rezistent la formarea cristalelor de ghea prin aa-numita "clire", adic prin expunerea plantelor la temperaturi sczute, n jur de 0oC, timp de mai multe zile.

Plantele sunt foarte sensibile la temperaturi sczute n perioada de vegetaie intens, care pot aduce pagube chiar nainte de a scdea sub 0oC. Aa de exemplu, unele plante cum ar fi orezul, pepenii, roiile, tutunul etc. pot fi distruse n primvar chiar la temperaturi pozitive de 1-10o. De asemenea, temperaturile sczute pot mpiedica nflorirea sau pot distruge organele sexuale.

Gerurile din timpul iernii, n anumite condiii, produc aa numitul fenomen de desclare (dezrdcinare) a cerealelor de toamn. Prin nghe, solul, mrindu-i volumul, antreneaz odat cu el i plantele ale cror rdcini, n mare parte, sufer rupturi. La dezghe, solul revine la nivelul/volumul normal, dar plantele rmn cu rdcinile afar. Acest fenomen se manifest mai frecvent pe solurile grele i impermeabile.

Temperaturile prea ridicate n timpul perioadei de vegetaie au efecte negative asupra majoritii plantelor de cultur, la cerealele pioase producndu-se plirea i itvirea boabelor. n astfel de condiii transpiraia fiind puternic, plantele nu mai pot absorbi prin rdcini ntreaga cantitate de ap pierdut, iar substanele nutritive nu pot fi transportate n plant.

La alte culturi, cum ar fi porumbul, fasolea, etc., temperaturile ridicate i umiditatea redus mpiedic fecundarea. Sunt i plante cultivate cu rezisten la temperaturi ridicate, ca orezul, ricinul, nutul, bostnoasele, meiul i sorgul.

Moartea plantelor datorit temperaturilor ridicate intervine n mod obinuit cnd aceasta depete 45-50o. La temperaturi mai ridicate (70o) nu rezist dect unele alge i bacterii.Pentru zoarea plantelor agricole este necesar s se cunoas cerinele fa de cldur, specifice fiecrei faze de dezvoltare i fiecrei plante. Aceasta se exprim prin suma temperaturilor efectiv utile pentru creterea i dezvoltarea plantelor, pe soiuri sau hibrizi, cunoscut n literatura de specialitate sub denumirea de "constant termic".

Constantele termice ale principalelor culturi, pentru toate fazele de vegetaie, sunt prezentate n tabelul 1.5.Tabelul 1.5Constantele termice ale principalelor plante cultivate

PlantaConstanta termic C

Mazre

Secar de toamnGru de toamn i de primvarOvz

Cartof

SfeclFloarea soarelui

Porumb

Mei

Orez

Sorg

Soia1352-1900

1700-2126

2000-2300

1940-2310

1300-3000

2400-3700

1700-2500

1700-3700

1800-2500

2200-5000

2000-5000

2000-3000

Cldura este necesar nu numai plantelor superioare ci i microorganismelor din sol care, la rndul lor, pentru desfurarea proceselor vitale necesit o temperatur minim, optim i maxim.

1.2.6 MeTODE agrotehnice pentru influen}area regimului de TEMPERATUr| AL SOLULUIn sensul strict al cuvntului, temperatura poate fi dirijat numai pe suprafee reduse, n spaii protejate, sere, rsadnie, case de vegetaie, adposturi. Totui, pornindu-se de la cerinele plantelor cultivate fa de temperatur i de la regimul termic al solului, n funcie de coninutul n aer, ap, substane nutritive, structur, textur, grad de afnare i ali factori, se pot stabili metode agrotehnice prin care putem folosi mai eficient radiaia solar sau putem chiar regla regimul termic al solului.

1. Metode de folosire mai eficient a radiaiei solarea. Zonarea corect a speciilor, hibrizilor i soiurilor de plante cultivate. Astfel, de exemplu, orezul, sorgul, iarba de Sudan, floarea-soarelui etc. se vor cultiva n zonele mai cduroase, n timp ce cartoful, trifoiul, inul pentru fibre etc., n regiuni mai rcoroase. Chiar i n cadrul aceleiai specii apar diferenieri de zonare. De exemplu, hibrizii timpurii de porumb se repartizeaz n zonele mai reci, cu veri mai scurte, iar hibrizii tardivi, n regiuni mai cldurase, cu veri mai lungi.

b. Stabilirea corect a epocii de semnat determin o utilizare raional a temperaturii de ctre plante. De exemplu, grul de toamn are nevoie pentru rsrire i nfrire de 450-550oC, care trebuie s se nregistreze pn n momentul n care temperatura medie zilnic coboar sub 5oC. Pentru a se realiza aceast sum a temperaturilor, este necesar ca epoca de semnat s fie aleas n aa fel nct grul s beneficieze de temperaturi medii zilnice de peste 5oC timp de 40-50 zile. Pentru culturile de primvar, epoca de semnat se stabilete n funcie de momentul cnd se realizeaz n sol temperatura minim de germinaie specific fiecrei culturi. ntrzierea epocii de semnat a culturilor de primvar face ca la unele plante (fasole, porumb), n zonele sudice, nflorirea s coincid cu perioada cu temperaturi foarte ridicate, care mpiedic fecundarea n bune condiii a florilor iar n zonele nordice, plantele neajunse la maturitate, pot fi surprinse de brumele timpurii de toamn.

c. Adaptarea adncimii de semnat, n funcie de mersul vremii, d posibilitatea utilizrii corecte a temperaturii solului. Aa de exemplu, toamna, chiar dac atmosfera s-a rcit, semnatul culturilor poate continua pentru c acestea folosesc cldura solului, ns este necesar ca semnatul s se fac n acest caz mai adnc. Solul rcindu-se de la suprafa spre adncime, n stratul ceva mai adnc seminele vor gsi mai uor cldura necesar germinrii i rsririi. Pe lng aceasta, grul de toamn, semnat mai adnc, formeaz nodul de nfrire la o adncime mai mare n sol, rezistnd astfel mai bine la gerurile din cursul iernii. Primvara, dimpotriv, ntruct atmosfera se nclzete mai repede iar solul mai ncet, adncimea de semnat a culturilor din prima epoc se recomand a fi mai mic, pentru c seminele vor utiliza cldura necesar germinrii din stratul superficial. Pe msur ce solul se nclzete pe o adncime mai mare, primvara mai trziu, cnd apa din stratul superficial al solului se pierde prin evaporare, semnatul se recomand a se face la o adncime mai mare dect cea recomandat n mod obinuit.

Semnatul poate ncepe cu 5-6 zile mai repede pe versanii cu expoziie sudic i la o adncime mai mare dect pe cei cu expoziie nordic, unde se recomand adncimea minim din intervalul specific fiecrei culturi. Adncimea de semnat trebuie s fie corelat cu cerinele plantei, intensitatea pierderii apei din stratul superficial de sol i riscul de eroziune (P. Gu i colab., 2004).d. Prencolirea seminelor i tuberculilor permite scurtarea perioadei de vegetaie i modificarea regimului termic de cretere i dezvoltare a plantelor. Scurtnd perioada de vegetaie la unele culturi prin prencolire, iarovizare, rsaduri, etc., modificm regimul termic n care sunt nevoite s creasc i s se dezvolte aceste plante.

e. Combaterea buruienilor favorizeaz utilizarea mai eficient a energiei solare i nclzirea mai rapid a solului; s-a constatat c buruienile umbresc solul iar temperatura acestuia n solele curate de buruieni este cu 2-3C mai mare fa de cea msurat la nivelul solului n solele mburuienate.

f. Orientarea rndurilor de plante pritoare pe direcia N-S permite ajungerea la plante a unei cantiti mai mari de energie caloric dimineaa i seara, cnd razele soarelui cad perpendicular pe rndurile de plante, i le protejeaz de temperaturi foarte ridicate la amiz cnd plantele de pe acelai rnd se umbresc unele pe altele. g. Meninerea la un nivel optim a celorlali factori de vegetaie, simultan cu utilizarea unor soiuri i hibrizi capabili s utilizeze ntr-un procent ridicat resursele de energie termic.2. Metode pentru reglarea regimului termic al soluluia. Reinerea zpezii. Pentru protejarea plantelor n timpul iernii mpotriva ngheului se vor lua toate msurile care s duc la reinerea zpezii pe semnturi, metoda cea mai folosit fiind folosirea parazpezilor. Stratul de zpad are un efect izolator foarte bun datorit conductibilitii sczute i menine la nivelul solului o temperatur mai ridicat dect la suprafaa zpezii, protejnd semnturile de toamn mpotriva ngheurilor puternice din timpul iernii. Efectul pozitiv al reinerii zpezii este mai evident n zonele de step, zone n care zpada este uor spulberat de vnt i se nregistrez temperaturi foarte sczute, unde se nregistrez sporuri semnificative de producie. n pomicultur se practic adunarea zpezii n jurul pomilor la sfritul primverii, ceea ce face ca temperatura solului s fie meninut la valori mai sczute iar pomii s porneasc mai trziu n vegetaie i s fie protejai de ngheurile trzii de primvar.b. Lucrrile solului constituie alt factor prin care putem mri posibilitatea de utilizare a temperaturii din sol. Astfel, lucrrile adnci ale solului, artura, scarificarea, afnarea adnc, favoriznd schimbul de aer ntre sol i atmosfer, favorizeaz rcirea sau nclzirea solului, n funcie de temperatura aerului atmosferic. Artura afnez solul pe o adncime de pn la 30 cm i favorizeaz astfel schimbul de aer sol atmosfer, care contribuie la nclzirea sau rcirea solului n funcie de temperatura aerului atmosferic. Pe solurile argiloase, astructurate, umede i compacte, artura are un rol i mai important n favorizarea schimburilor de aer i nclzirea solului.Stratul de sol afnat de la suprafaa solului, care se realizeaz prin lucrri superficiale, grpat, cultivat, discuit, etc., determin n general meninerea cldurii n sol. n acest strat, ca urmare a micrii aerului i micorrii densitii aparente, se reduce conductibilitatea caloric, mpiedicndu-se transportul de cldur din straturile mai adnci n straturile de la suprafaa solului. Solurile lucrate i afnate din toamn nghe mai greu n timpul iernii i se nclzesc mai repede primvara.Tvlugitul, prin aciunea de tasare a solului n stratul de la suprafa, modific valorile termoconductivitii i ale capacitii calorice a solului, reducnd amplitudinea oscilaiilor termice ntre zi i noapte.

c. Folosirea ngrmintelor organice, a gunoiului de grajd i a altor materii organice, contribuie la nclzirea solurilor ca urmare a descompunerii acestora n sol ct i datorit faptului c determin o afnare a solurilor compacte. Gunoiul de grajd, pe lng eliberarea de cldur n sol, favorizeaz formarea structurii solului, mbuntete drenajul intern, determinnd creterea temperaturii acestuia.d. Utilizarea unui strat protector de materie organic, mulci, cum ar fi gunoi semidescompus, paie, coceni, pleav, frunze sau alte materiale, la suprafaa solului face ca schimbul de cldur ntre sol i aerul atmosferic s se reduc mult. S-a constatat c iarna solul mulcit are temperatura cu 1-2 o mai ridicat, iar primvara i vara cu 1-2o i respectiv 3-4o mai cobort fa de solul nemulcit. De asemenea, amplitudinea de temperatur zilnic pe solul nemulcit a fost de dou ori mai mare dect pe cel mulcit, iar frecvena ngheului i dezgheului solului la adncimea de 2,5 cm a fost de trei ori mai mic pe solul acoperit cu mulci.

e. Perdele (nori) de fum. n livezi, grdini de legume, podgorii etc., pentru evitarea brumelor i a ngheurilor trzii de primvar, se recurge la formarea perdelelor (norilor) de fum n a doua jumtate a nopilor, dac acestea sunt senine i reci. Fumul mpiedic radiaia cldurii solului, contribuind la ridicarea temperaturii aerului din apropierea solului cu cteva grade. Pentru producerea fumului se poate arde gunoi, pcur, resturi organice stropite cu pcur etc. f. Irigarea, are o influen deosebit asupra temperaturii solului i aerului din imediata vecintate a acestuia. Dup M. Botzan citat de A.Ghiula (1996), prin irigare, aerul se rcete pn la o nlime de 2-3 m deasupra solului. n timpul nopii, datorit conductibilitii mrite a solului irigat se produce un aflux de cldur, iar aerul de deasupra solului irigat se menine mai cald dect pe terenurile neirigate. n timpul zilei, apa de irigare micoreaz amplitudinea temperaturii n partea superioar a solului chiar pn la 40 cm adncime, ca urmare a intensificrii evaporaiei, micoreaz temperatura aerului i mrete umiditatea relativ a acestuia pn la 2 m deasupra solului. Dac apa de irigat este mai cald dect solul, ea contribuie la nclzirea acestuia i invers. g. Drenajul. Pentru solurile cu exces de umiditate, care sunt soluri reci datorit capacitii calorice ridicate a apei, nclzirea se realizeaz prin lucrri de drenare sau desecare, dup caz. De asemenea, n regiunile reci i n special n zona solurilor podzolice, se poate favoriza nmagazinarea cldurii solare prin arturi executate n spinri, orientate pe direcia nord-sud.

Se observ deci c toate msurile care modific coninutul de ap din sol, irigaii, drenaj, desecri etc., modific indirect i regimul de cldur al acestuia.h. Semnatul sau plantatul pe biloane, o variant a sistemului minim de lucrare a solului, const n modelarea terenului nc din toamn sub forma unor biloane, care primvara se usuc i se nclzesc mai repede ca urmare a scurgerii apei de pe coama acestuia. n acest fel se nregistreaz mai repede temperatura minim de germinaie i se poate semna, pe bilon, cu 6-7 zile mai devreme dect pe terenurile lucrate prin tehnologia convenional.i. Perdele de protecie a cmpului. Plantarea acestora se face n fii cu limea de 6-9 m, asigurnd depunerea zpezii, protejarea solului i plantelor mpotriva ngheului.

j. Pentru spaii protejate, sere, solarii, se pot folosi diferite surse de nclzire, utiliznd fie materiale locale (resturi vegetale, pelei), fie combustibili convenionali (pcur, gaz etc.) sau surse neconvenionale de energie (solar, geotermal .a.).1.3 AERUL CA FACTOR DE VEGETA}IE

1.3.1 Considera}ii generale

Aerul i manifest influena ca factor de vegetaie prin aciunea direct ct i indirect asupra plantelor, condiionnd desfurarea proceselor fiziologice din plante ct i o serie de procese extrem de importante din sol. Viaa plantelor nu poate exista n lipsa aerului, pentru creterea i dezvoltarea acestora fiind necesar ca aerul s fie prezent att n atmosfer ct i n sol.

Atmosfera conine o cantitate suficient de aer pentru creterea i dezvoltarea plantelor iar n sol aerul ocupa spaiile poroase. Cantitatea de aer din sol depinde de cantitatea de ap existent la un moment dat n straturile superioare ale acestuia, creterea cantitii de ap determinnd scderea cantitii de aer din sol, precum i de porozitatea total a solului. Porozitatea total (PT) a solului reprezint procentul din volumul acestuia care nu este ocupat de particule solide, fiind ocupat de aer sau de ap. La rndul ei, porozitatea total este format din porozitatea capilar i cea necapilar.Porozitatea capilar (Pc) este reprezentat de porii de dimensiuni mici i de cei cu dimensiuni mijlocii, avnd diametrul < 10 nm la solurile cu textur fin, argiloase i < 30 nm la solurile cu textur grosier, nisipoase. Porii cu diametrul < 0,2 nm rein apa inaccesibil plantelor iar cei cu diametrul cuprins ntre 0,2 10 (30) nm rein apa accesibil plantelor.

Porozitatea necapilar (Pn) este reprezentat de porii cu dimensiuni mari, >10 (30) nm, care sunt ocupai n mod obinuit cu aer.

La rndul ei, porozitatea solului este influenat de textura solului, structur i gradul de compactare. Textura influeneaz asupra porozitii prin dimensiunea particulelor elementare, cele grosiere determinnd valori ridicate ale porozitii totale. Creterea dimensiunii agregatelor de structur determin creterea porozitii totale i necapilare i scderea valorilor porozitii capilare. n solurile cu structur distrus, prfoas, prezena agregatelor de dimensiuni mici i foarte mici, determin creterea valorilor porozitii capilare. Solurile afnate, cu tasare redus, asigur condiii optime pentru aprovizionarea bun i concomitent a plantelor cu ap i aer. Valori ridicate ale porozitaii asigur o capacitate ridicat de reinere a apei, permeabilitate mare i aeraie bun.Ca factor de vegetaie, aerul influeneaz prin cantitate, calitate i intensitatea schimbului de aer sol-atmosfer.a. Cantitatea de aer din sol depinde de porozitatea total i coninutul de ap al acestuia iar coninutul de aer al unui sol la umiditatea corespunztoare capacitii de ap n cmp poart numele de porozitate de aeraie. Excesul de aer n sol are efect negativ, care se manifest prin lipsa apei i acumularea n sol a unor cantiti mari de dioxid de carbon.

Insuficiena aerului determin o aeraie slab i influeneaz negativ dezvoltarea rdcinilor, care rmn scurte, groase, cu un numr redus de periori radiculari, determin perturbri n metabolismul plantelor i descompunerea resturilor vegetale. Deficitul de aeraie determin scderea ritmului de mineralizare a materiei organice, imobilizarea parial a azotului i formarea n sol a unor compui toxici ca nitrii, sulfuri, mangan bivalent, metan, hidrogen sulfurat .a.

Optimul cantitii de aer n sol este cuprins ntre 20-30% din volumul total al porilor, ceea ce se obine atunci cnd porozitatea total are valori de aprox. 50% iar din aceasta 30% este reprezentat de cea necapilar i 70% de cea capilar. Aceasta face ca raportul optim ntre ntre apa i aerul din sol s fie de 2/3 ap i 1/3 aer.

b. Compoziia aerului. Aerul atmosferic i din sol este un amestec de gaze i diferite particule lichide i solide. n aerul uscat i curat, din straturile inferioare ale atmosferei, azotul reprezint 78%, oxigenul 21%, iar dintre celelalte gaze argonul se gsete n proporie de 0,93%, dioxidul de carbon 0,03%, iar heliul, criptonul, neonul, xenonul etc. reprezint doar 0,01%. Se observ c CO2 din aer este n cantitate foarte mic (0,03%), dar concentraia sa este variabil i depinde de procesele de respiraie ale organismelor vii, ale arderilor etc., n preajma centrelor industriale precum i n spaiile neaerisite, concentraia de CO2 crescnd brusc. Plantele, prin absorbia CO2, ajut la reducerea concentraiei acestui gaz din aer.

n atmosfer, n apropierea suprafeei pmntului, se gsesc cantiti foarte mici de ozon, ns n stratul cuprins ntre 2,5 i 3,5 km nlime cantitile sunt mult mai mari. Ozonul are un rol deosebit n absorbia radiaiilor ultraviolete ale soarelui, aprnd astfel organismele vii de efectele nocive ale acestora.

Aerul din straturile inferioare ale atmosferei are n compoziia sa i ap n stare gazoas. Coninutul procentual, n raport cu celelalte gaze, variaz n apropierea solului de la 0,1% pn la 4%, vaporii de ap ajungnd la latitudini polare la aproximativ 0,2%, iar la cele tropicale la 2,5%. Pe lng aceste componente, aerul atmosferic mai poate conine i alte gaze ca oxizi de sulf, carbon, amoniac .a., n special n zonele intens populate i centrele industriale, care polueaz aerul, precum i particule solide foarte mici de praf, fum, sare marin, microorganisme, praf cosmic etc.

Compoziia aerului din sol, din punct de vedere calitativ, este aceeai ca i cea a aerului atmosferic iar din punct de vedere cantitativ, proporia diferiilor componeni gazoi din aerul solului este diferit de cea din aerul atmosferic. n aerul solului, dioxidul de carbon i amoniacul se afl ntr-o proporie mai mare, datorit descompunerii materiei organice de ctre microorganisme, iar proporia de oxigen este mai mic. Oxigenul, n sol, n mod normal se gsete n proporie de 18%, dar el poate s scad la 16% sau, n unele cazuri, chiar pn la 8-12%. n general, cantitatea de CO2 din sol este de aproximativ 10 ori mai mare dect n aerul atmosferic, dar poate crete mult mai mult. n aerul din sol crete mult i proporia de vapori de ap, n mod normal acesta fiind saturat n vapori de ap, fapt care favorizeaz dezvoltarea microorganismelor.

n ceea ce privete celelalte gaze, azot, argon, heliu, cripton, neon, xenon etc., acestea exist practic n aceleai proporii ca i n aerul atmosferic.

c. Intensitatea schimbului de aer sol atmosfer. Schimbul de aer ntre sol i atmosfer se realizeaz prin procesele de difuziune i cel de schimbare n mas a aerului din sol, care vor fi prezentate ulterior.1.3.2 Rolul componentelor aerului pentru via}a plantelor

Aerul influeneaz asupra plantelor prin toate componentele sale dar n primul rnd prin proporia de oxigen i dioxid de carbon, gaze indispensabile vieii plantelor verzi, urmate de azot i amoniac. Celelalte componente ale aerului au o importan mai redus pentru viaa plantelor.

Oxigenul este indispensabil vieii plantelor, fiind folosit n procesul de respiraie prin care organismele vii i procur energia necesar vieii. Prile aeriene ale plantelor, n general, sunt bine asigurate cu oxigen, dar n cazul acoperirii acestora cu un strat de ap stagnant, provenit din topirea zpezilor sau din apa de inundaie, aa cum se ntmpl uneori cu semnturile de toamn, pot suferi de insuficien de oxigen, asfixiindu-se.

n sol oxigenul are un rol deosebit, ncepnd chiar cu germinarea seminelor, apoi n respiraia radicular i a altor organe subterane, n oxidarea prii minerale a solului, fiind, de asemenea, indispensabil pentru diferite grupe de microorganisme. Cantiti mari de oxigen se consum i n perioada de germinare a seminelor, faz n care acestea respir intens.

Nevoia de oxigen pentru o germinare normal este diferit n funcie de specie. n literatura de specialitate exist date din care rezult c este necesar o cantitate mai mare de oxigen pentru ncolirea seminelor de porumb, ovz, gru, varz, pepeni, mazre, bumbac i fasole i cantiti mai mici pentru orez, timoftic, morcov, trifoi alb, trifoi rou, lucern, sulfin. Orezul poate ncoli chiar i numai cu aerul dizolvat n ap.

Rdcinile, precum i celelalte pri subterane ca stolonii, tuberculii, bulbii, rizomii etc., au nevoie de oxigen, datorit faptului c att creterea lor ct i absorbia apei i substanelor nutritive, precum i transportul acestora, se efectueaz cu consum de energie. Din aceast cauz, rdcinile care cresc n soluri aerate sunt mai lungi, mai deschise la culoare, prezint un numr mai mare de peri radiculari, favorizndu-se astfel o aprovizionare mai bun a plantelor cu elemente nutritive i cu ap. n solurile slab oxigenate, neaerisite, rdcinile sunt mai groase i mai scurte, mai nchise la culoare i cu un numr redus de peri radiculari.

G. Geisler (citat de Onisie T i colab., 2000), urmrind n condiii de laborator influena concentraiei de oxigen asupra creterii lstarilor i rdcinilor la orzul de toamn, porumb i mazre, a ajuns la concluzia c producia de substan uscat, att n rdcini ct i n tulpini, a crescut proporional cu concentraia de oxigen pn la valoarea de 21% a acesteia; dei porumbul, datorit ritmului relativ intens de difuziune a oxigenului n rdcini, se poate dezvolta chiar la un coninut redus de oxigen n sol, lipsa acestuia inhib creterea n nlime a plantelor n mai mare msur dect a celor de orz. O aprovizionare slab a solului cu oxigen reduce coninutul n potasiu i sodiu al plantelor, pe cnd prezena unor cantiti mai mari de oxigen sporete concentraia n azot i fosfor n plante i scade cantitatea de sodiu i magneziu. Pentru creterea i dezvoltarea normal a plantelor proporia de oxigen din sol nu trebuie s scad sub 18%, deoarece n lipsa oxigenului, deci i n solurile neaerate, prin descompunerea materiei organice, predominant anaerob, rezult compui duntori plantelor ca metanul, hidrogenul sulfurat, aldehida glicolic, aldehida lactic, oxidul de mangan, nitrii etc. Aceti compui au efect negativ asupra germinrii seminelor, sunt toxici pentru plante sau fac anumite elemente nutritive s devin inaccesibile plantelor. Comparativ cu astfel de situaii, n solurile aerate, prin descompunerea materiei organice rezult CO2, NO3, SO4, Fe3+, Mn2+.

Dioxidul de carbon (CO2) are un rol considerabil pentru plante, fiind asimilat prin toate organele verzi n procesul de fotosintez, inclusiv prin rdcini sub form dizolvat n ap, cantitate care poate ajunge la 20-30% din necesar.

Coninutul aerului n CO2 (0,03%) nu reprezint optimul pentru asimilaia clorofilian. S-a constatat c pe msur ce crete proporia de CO2 crete i intensitatea fotosintezei care atinge un maxim cnd acesta se gsete n proporie de cca 1%.

O cantitate mare de CO2 se degaj atunci cnd activitatea microorganismelor este intens. De asemenea, n solul ocupat cu plante se elimin mai mult CO2 dect n solul neocupat, deoarece, pe lng activitatea mai intens a microorganismelor, bun parte din CO2 rezult i din respiraia radicular.

Dinamica respiraiei solului n timpul perioadei de vegetaie este cea mai redus dimineaa devreme, cnd temperatura solului, la suprafa, este minim. Odat cu nclzirea solului crete i cantitatea de CO2 eliminat, care atinge maximul n primele ore ale amiezii, dup care descrete din nou. Comparnd coninutul de CO2 al solului cu cel al aerului la nivelul plantelor, ntr-o cultur de sfecl pentru zahr, s-a constatat c maximul respiraiei din sol coincide cu minimul de CO2 din aer i invers. Aceasta nseamn c n orele n care plantele au consum maxim, solul elimin cantitatea cea mai mare de CO2. Se nregistreaz, de asemenea, un maxim n timpul verii (august), care se explic prin corelaia strns ntre respiraia solului i temperatur. Circa 50% din carbonul necesar plantelor de sfecl pentru zahr provine din valorificarea nemijlocit a CO2 din sol.

n perioada de repaus vegetal, octombrie-mai, respiraia variaz n funcie de temperatur, fiind mai intens n luna octombrie. Valorile medii pentru respiraia solului variaz ntre 25-146 mg CO2/m2 i or i chiar n lunile cele mai reci (ianuarie, februarie), n sol se gsesc cantiti msurabile de CO2. Cnd temperatura solului scade sub 7 oC activitatea biologic nceteaz i nu se mai elibereaz CO2.

Proporia de CO2 din sol, dup cum s-a artat, este mai mare dect n atmosfer, dar ea nu trebuie s depeasc 1%. n cazul n care n sol se acumuleaz cantiti prea mari de CO2, atunci el devine duntor rdcinilor i microorganismelor aerobe.

Azotul fiind un gaz inert, plantele superioare nu l pot folosi direct ci l iau din sol sub form de sruri ale acidului azotic sau sruri amoniacale. ntruct rocile pe care s-au format solurile nu conin azot, primele cantiti de azot au ajuns n sol odat cu apa de ploaie, datorit descrcrilor electrice. n timpul acestora, azotul din atmosfer se combin cu oxigenul, dnd natere la oxizi de azot. Acetia, mpreun cu apa, formeaz acid azotos i acid azotic, iar acidul azotic, odat ajuns n sol, se combin cu bazele i rezult azotai. Se apreciaz c pe aceast cale, solul se poate aproviziona anual cu aproximativ 15 kg azot la hectar.

Un rol important n aprovizionarea solului cu azot l au microorganismele fixatoare de azot atmosferic.

Pornindu-se de la faptul c azotul reprezint mai mult de 3/4 din aerul atmosferic i deasupra fiecrui hectar de teren se gsesc cca 86.000 t azot, iar plantele extrag din sol n cursul unui an o cantitate de 100-150 kg azot, rezult c rezerva de azot din atmosfer este practic inepuizabil.

Aceast rezerv imens de azot i-a determinat pe cercettori s caute soluii pentru fabricarea ngrmintelor cu azot pe cale sintetic. Meritul n aceast problem i revine lui E. Haber, care n 1908, a realizat sinteza amoniacului prin combinarea azotului din atmosfer cu hidrogenul. Civa ani mai trziu, Bosch a reuit acelai lucru la scar industrial i de atunci producia de amoniac "din aer" s-a dezvoltat foarte mult.

Amoniacul, n aerul solului, se gsete n proporie mai mare dect n aerul atmosferic, rezultnd n urma descompunerii substanelor proteice de ctre microorganisme, proces care este general i continuu. Nu toat cantitatea de amoniac este reinut n sol; o parte se pierde sub form de gaz n atmosfer, o parte se dizolv n soluia solului iar o alt parte este oxidat de bacteriile nitrificatoare i transformat n azotai care reprezint hrana principal pentru plante.

Amoniacul, comportndu-se ca o baz, formeaz cu acizii din sol sruri amoniacale, care, de asemenea pot servi ca hran pentru plante.

1.3.3. Schimbul de aer ntre sol {i atmosfer|

Schimbul de aer ntre sol i atmosfer este un proces continuu, de o importan deosebit pentru viaa plantelor i microorganismelor i are loc n special prin difuziune i prin schimbarea n mas a aerului, sub influena diferiilor factori meteorologici i biotici.

Difuziunea este un proces continuu care faciliteaz un schimb foarte intens de aer ntre sol i atmosfer i const n rspndirea n spaiu a unor molecule de gaz sub influena unui gradient de concentraie. Aceasta face ca fiecare component a aerului s se deplaseze din zonele cu concentraie mai mare spre cele cu concetraie mai redus. Avnd n vedere c aerul din sol conine mai puin oxigen i mai mult dioxid de carbon dect cel atmosferic, va exista n permanen un flux de oxigen care ptrunde n sol i un alt flux, de dioxid de carbon, care iese din sol n atmosfer.

Timpul necesar pentru mprosptarea aerului din sol variaz cu adncimea; de exemplu, pentru primenirea aerului prin difuziune, pe adncimea de 0,1 cm, timpul este de 0,05 secunde, pentru 1 cm, 5 secunde, pentru 10 cm, 8 min i 18 secunde, pentru 30 cm, o or i 15 secunde.

Difuziunea este proporional cu seciunea total a spaiului lacunar i nu cu diametrul porilor, ea realizndu-se att prin spaiile necapilare ct i prin cele capilare.

Pentru plante este foarte important difuzia aerului prin peliculele ap din jurul rdcinilor, proces prin care se asigur transportul oxigenului din spaiul poros al solului ctre periorii radiculari (Gu P. i colab., 2004).

Schimbarea n mas a aerului din sol, const n deplasarea unor cantiti mari de aer sub influena unui gradient de presiune, sub influena unor factori fizici i biologici.

Factorii fizici implicai sunt urmtorii:

- variaiile de temperatur, care apar n mod obinuit diurn, cu temperaturi mai ridicate ziua, fac ca aerul din sol s se dilate, ceea ce determin o cretere presiunii i o parte trec n atmosfer; noaptea, fenomenul se petrece invers, temperaturile mai sczute fac aerul din sol s se contracte i datorit depresiunii ptrunde n sol aer proaspt din atmosfer. Diferene de temperatur de 10 C ntre zi i noapte, determin schimbarea i mprosptarea a aprox. 20% din aerul solului.

- variaia presiunii atmosferice, determin la creterea acesteia, ptrunderea unui volum proaspt de aer n sol iar reducerea ei, afluxul de aer din sol spre atmosfer.

- vntul, contribuie la nlocuirea aerului din spaiul lacunar al solului cu aer proaspt din atmosfer, n special atunci cnd unghiul de inciden cu suprafaa solului este mare, situaie frecvent pe terenurile n pant.

- apa din precipitaii sau irigaii, la ptrunderea n sol nlocuiete aerul ncrcat cu dioxid de carbon i alte gaze din spaiul lacunar, iar dup infiltrare i evaporare n sol ptrunde aer proaspt din atmosfer.

- permeabilitatea solului pentru aer, influeneaz fenomenul de schimbare n mas a aerului prin caracteristicile texturii i structurii solului, exprimate prin porozitaea total.

Factorii biologici care influeneaz schimbarea n mas a aerului din sol, sunt reprezentai de macrofauna care sap galerii n sol (oareci, crtie, rme .a.) i creaz condiii mai bune de aerare i mprosptare a aerului.

1.3.4 Mijloace agrotehnice pentru INFLUE}AREA REGIMULUI DE aer din sol

}innd cont de importana pe care o are aerul n viaa plantelor i de faptul c mprosptarea acestuia prin difuziune, sub influena factorilor fizici i biotici nu este suficient, este necesar s se intervin n acest scop prin mijloace agrotehnice.

Lucrrile solului, reprezentate de arturi, lucrri cu grapele, cultivatoarele, combinatoare, frezele, .a. determin ptrunderea n sol a aerului proaspt, nlocuind aerul ncrcat cu CO2 i alte gaze.

Msuri mai energice de schimbare a aerului se impun pe solurile grele cum ar fi podzolurile, lcovitile, soluri brune podzolite, srturile etc. Pe astfel de soluri, care au n general stratul subarabil compact, se pot folosi pluguri cu subsolier care afneaz subarabilul la 10-15 cm .a.Afnarea orizonturilor de sol compactate are ca scop ameliorarea regimului aerohidric nefavorabil, care se manifest prin deficit de aer n perioadele cu precipitaii abundente i deficit de ap n perioadele secetoase. Se recomand periodic lucrri de afnare adnc sau de scarificare.

Ameliorarea nsuirilor fizice ale solului i toate msurile aferente, fac ca aeraia solului s se mbunteasc. Se realizeaz n acest caz o bun structur care determin o cretere a permeabilitii solului pentru ap i aer. Asigurarea unei bune aeraii a solului este necesar n special n perioada de ncolire a seminelor, ceea ce impune realizarea unui pat germinativ bine aerat, afnat la partea superioar i uor tasat, cu umiditatea ceva mai ridicat la partea inferioar.n solurile prea aerate i afnate se recomand n vederea efecturii semnatului o lucrare cu tvlugul.

Aplicarea ngrmintelor organice i a amendamentelor determin o mbuntire a strii fizice a solului i n acelai timp a regimului de aer al acestuia.

Favorizarea activitii biologice din sol, n special a activitii rmelor, larvelor, se poate realiza prin aplicarea unui sistem de lucrare i cultivare raional, contribuind n acest fel la meninerea unei structuri stabile i a unei reele de pori care s asigure o bun aerare a solului.Drenajul. Pe terenurile cu exces de umiditate, cu ape stagnante la suprafa sau n adncime, este necesar s se efectueze lucrri de desecare sau drenare, dup caz, care vor duce la eliminarea surplusului de ap. n felul acesta n locul apei va ptrunde n sol aer proaspt.

Irigarea cu norme de udare reduse, caracteristice fiecrei specii i faze de vegetaie, evit umezirea n exces i eliminarea n mas a aerului din sol.

La aerisirea solului contribuie i plantele cu nrdcinare adnc, aa cum este lucerna, care favorizeaz prin spaiile lacunare rmase n sol dup descompunerea i putrezirea rdcinilor, circulaia i schimbul de aer sol atmosfer.1.4 APA CA FACTOR DE VEGETA}IE

Pe lng factorii de vegetaie prezentai, lumin, temperatur, aer, apa apare, de asemenea, ca un factor hotrtor n dezvoltarea sau limitarea vegetaiei ierboase i lemnoase pe zone i subzone de vegetaie. Acest lucru iese cu att mai mult n eviden cu ct se cunoate faptul c apa este factorul de vegetaie cu cea mai mare variabilitate n cursul unui an calendaristic sau a unui sezon de vegetaie.

Apa este cel mai important element care intr n componena materiei vii, n proporii care foarte rar scad sub 50% i pot ajunge pn la 98%. Rdcinile plantelor conin n medie 70-80% ap iar frunzele n jur de 80 90%.

Rolul apei ca factor de vegetaie const n:

- constituie mediul intern al plantelor, participnd la procesele de fotosintez, respiraie, transpiraie, constituind un mediu foarte bun pentru desfurarea proceselor metabolice; dizolv un numr foarte mare de elemente i compui, asigur transportul i asimilarea lor de ctre plante; asigur turgescena celulelor i esuturilor, determinnd echilibrul mecanic al plantei.- este un element de mediu care contribuie la formarea soluiei solului, desfurarea proceselor fizice, chimice i biochimice precum i la transportul substanelor nutritive n sol i plant; apa din sol, provenit din precipitaii sau topirea zpezii, determin regimul aero-hidric, activitatea microorganismelor iar prin cantitate, repartiia lunar i anotimpual, influeneaz limitele de valorificare a celorlali factori de vegetaie, agrotehnica difereniat pe zone pedoclimatice i specificul tehnologiilor de cultivare a plantelor.Ca factor de vegetaie, apa acioneaz permanent n cadrul unui interval de umiditate, avnd efecte negative att n cazul unui deficit ct i n cazul excesului, implicaiile pozitive sau negative fiind determinate att de relaiile cu ceilali factori de vegetaie ct i de modalitile prin care omul intervine n cadrul tehnologiilor agricole. 1.4.1 Cerin}ele plantelor fa}| de ap| n diferite faze de vegeta}iePlantele au nevoie de ap pe tot parcursul perioadei de vegetaie, ncepnd de la germinarea seminelor i pn la maturitate.

Apa, care conine n permanen o cantitate de sruri dizolvate, formnd soluii foarte diluate (n soluri normale 0,05% sau 0,5 g/litru), este absorbit n cantiti relativ mari de ctre plante, servind, n primul rnd, drept mijloc de transport al substanelor nutritive pentru acestea. Particip la asimilaia clorofilian i la toate celelalte procese de biosintez i transformare a produilor organici n corpul plantelor, fiind i un regulator al temperaturii n procesul transpiraiei.

Datorit eliminrii apei prin transpiraie, plantele sunt obligate s absoarb din sol, deci s consume, cantiti de ap mult mai mari dect cele necesare pentru cretere; din 1000 pri ap absorbit i trecut prin plant, numai 0,75-2 pri se asimileaz n procesul de nutriie pentru sinteza diferitelor substane, iar diferena este eliminat prin transpiraie.

Cerinele plantelor fa de ap n cursul perioadei de vegetaie, sunt diferite, diferenierile manifestndu-se att n cadrul aceleiai specii, cu particulariti n funcie de soi sau hibrid, ct i ntre specii. Astfel, pentru desfurarea normal a proceselor de germinaie, este necesar ca seminele s se mbibe cu mult ap, adncimea stratului de sol n care este necesar o umiditate optim, fiid cuprins ntre 0-10 cm.

Cantitatea de ap absorbit de seminele diferitelor plante de cultur, necesar declanrii germinaiei, este cuprins ntre 25% - 120% din greutatea acestora (tab. 1.6).

Diferenierile care apar ntre cantitatea de ap absorbit de seminele diferitelor plante, se datoreaz compoziiei chimice a acestora; de exemplu, seminele de leguminoase, care conin un procent ridicat de substane proteice, absorb mai mult ap dect seminele de cereale pioase, care conin un procent mai ridicat de amidon. Pentru umezirea glomerulelor de sfecl pentru zahr, cantitatea de ap necesar depete cu peste 20% greutatea acestora. }inem s precizm faptul c la nceput seminele absorb apa foarte repede, datorit diferenei dintre umiditatea solului i cea a seminelor dar viteza de absorbie scade pe msur ce seminele i satisfac necesarul de ap.

Dup rsrire, nevoia de ap, att din sol ct i din aerul atmosferic, crete; n perioada de formare a frunzelor, sau n faza de nflorire, limitele umiditii optime sunt cuprinse ntre 45 i 90% din cantitatea maxim de ap accesibil plantelor. Stratul de sol n care este necesar o umiditate optim, crete treptat cu adncimea de ptrundere a rdcinilor i anume de la 1-20 cm n faza de 2-3 frunze, pn la 50-70 cm n faza de nfrire (cereale pioase) i formare a frunzelor (pritoare).

Tabelul 1.6 Cantitatea de ap necesar pentru declanarea germinrii (% din greutatea seminei)

Planta de cultur%Planta de cultur%

Mei

CnepPorumb

Gru

Orz

LucernSecar25,0

43,9

44,0

45,4

48,2

56,3

57,7Ovz

Mzriche

In

Mazre

Trifoi rou

Sfecl de zahr59,8

75,4

100,0

106,8

117,5

120,3

n fazele de consum maxim a apei din sol, formarea paiului, 10-12 frunze, nflorire, maturitate n lapte, limitele umiditii optime sunt mai apropiate de capacitatea de ap accesibil a solului i mai puternic difereniate de la o cultur la alta. n aceste faze sunt intensificate procesele fiziologice de cretere a plantelor, prin care se asigur mai nti o cretere complet a sistemului radicular, stratul de sol n care se gsete masa principal de rdcini fiind de 70-100 cm i apoi are loc creterea activ a organelor de asimilare i reproducere. Dup faza de maturitate n lapte, cerinele fa de ap, la majoritatea culturilor, scad treptat.

Rezult c, n anumite faze din cursul perioadei de vegetaie, consumul de ap este mai ridicat iar lipsa apei n aceste perioade provoac dereglri serioase n metabolism, cu repercusiuni nsemnate asupra cantitii i calitii produciei. Aceste faze sunt numite "critice" i sunt specifice pentru fiecare plant de cultur. Consumul cel mai mare de ap, respectiv fazele critice, pentru principalele culturi sunt urmtoarele:

- cereale de toamn - la nspicare, fecundare i formarea bobului (Muntean L.S. i colab., 2003);

- porumb - apariia paniculului i formarea bobului;

- floarea soarelui - de la faza de nflorire deplin i pn la nceputul maturitii boabelor;- sfecla pentru zahr - formarea rdcinii;

- cartof - n perioada concomitent de cretere a tulpinilor i formrii tuberculilor;- leguminoase anuale formarea organelor de reproducere, nflorire i umplere a boabelor;

- lucern - n intervalul dintre coasa a doua i a treia.

Secetele care survin n fazele critice duc la apariia unor modificri morfologice i fiziologice ireversibile, plantele nemaiputnd valorifica condiiile favorabile care se ivesc mai trziu.

Consumul de ap al plantelor n timpul vegetaiei este specific fiecrei grupe de plante, acestea clasificndu-se n:

- plante hidrofite, care se dezvolt n condiii de umiditate excesiv;

- plante xerofite, care au necesiti reduse fa de ap, fiind adaptate s triasc n condiii de secet;

- plante mezofite, cu cerine moderate fa de ap, grup care include majoritatea plantelor anuale de cultur, mai puin orezul.Din punct de vedere al rezistenei la secet, plantele mezofite cultivate n ara noastr, se pot grupa n trei categorii:

a. rezistente la secet, indicate a fi cultivate n zona de step: sorg, mei, iarba de Sudan, lintea cu bobul mic, nut, pepene verde, via de vie;

b. mijlociu rezistente la secet: gru, secara, orz de toamn, porumb, floarea soarelui, bumbac, ricin, sfecla pentru zahr, ghizdei, sparceta, lucerna, mzrichea, obsiga .a.;

c. nerezistente la secet: orez, ovz, fasole, soia, mazre, cartof, rapia, trifoi .a.

Pentru seceta de scurt durat plantele i iau msuri temporare de aprare: la porumb frunzele se rsucesc, micorndu-se n felul acesta suprafaa de transpiraie; la sorgul pitic, gru i alte plante, se formeaz pe frunze i tulpini cantiti mari de cear.

n perioadele de secet sever, plantele i iau msuri permanente de aprare mpotriva pierderilor de ap ca: micorarea masei vegetale aeriene fa de cea subteran, formarea de frunze mici i ca urmare reducerea suprafeei de transpiraie, micorarea numrului de stomate pe unitatea de suprafa.

n caz de secet prelungit frunzele de la baz cad, reducndu-se astfel foarte mult cerinele pentru ap, iar concomitent ritmul de cretere se intensific, plantele parcurgnd mult mai repede fazele de vegetaie i ajungnd la maturitate ntr-un interval de timp mai scurt dar cu o reducere semnificativ a produciei.

n ceea ce privete presiunea osmotic a sucului celular, cea mai mare valoare se ntlnete la plantele rezistente la secet.

Rezistena la secet a plantelor la stresul hidric se difereniaz i n raport cu vrsta, plantele tinere avnd o rezisten mai redus, aceasta crescnd pe msur ce plantele nainteaz n vegetaie.

1.4.2 CARACTERISTICI ALE FACTORULUI DE VEGETA}IE AP

Ca factor de vegetaie apa prezint urmtoarele caracteristici:

- apa se poate acumula n sol i poate fi folosit n mod ealonat de ctre plante;- apa din pnza freatic poate urca de la o anumit adncime prin ascensiune capilar i poate contribui la aprovizionarea solului cu ap;

- cantitatea de ap din sol, micarea acesteia i accesibilitatea ei pentru plante este influenat de nsuirile solului, n special de textur, structur, grad de compactare i drenajul intern;

- apa acumulat n sol i cea aflat la suprafaa acestuia se poate pierde prin evaporare, infiltrare n strturile profunde, scurgere la suprafa pe terenurile n pant, spulberarea zapezii .a., de aceea se impun msuri agrotehnice care s previn aceste procese i s reduc consumul neproductiv de ap;

- la rndul ei apa, ca factor de vegetaie, determin calitatea lucrrilor solului dar i efectul celorlalte msuri tehnologice ca semnatul, aplicarea ngrmintelor care, la rndul lor, influeneaz cantitatea de ap din sol i disponibilitatea ei pentru plante.Specific apei este faptul c spre deosebire de ceilali factori de vegetaie coninutul solului n ap poate fi mai uor reglat, dirijat, prin intervenii directe ca irigare, desecare sau prin intervenii indirecte, ca lucrrile solului, combaterea buruienilor, rotaia culturilor, fertilizare sau desimea culturilor.

1.4.3 SURSE DE AP PENTRU PLANTE

Plantele absorb o mic parte din apa necesar prin organele aeriene, n special frunze, din apa provenit din precipitaii, irigaii sau din cea care se condenseaz pe frunze (rou), dar cea mai mare cantitate de ap este absorbit din sol, prin sistemul radicular. Principalele surse de ap pentru aprovizionarea plantelor sunt precipitaiile atmosferice, apa freatic, apa provenit din condensarea vaporilor i apa de irigaie.

Precipitaiile atmosferice reprezint principala surs de aprovizionare cu ap pentru plante. n Romnia, cantitile de precipitaii oscileaz ntre 250 mm/an n Delta Dunrii i peste 1000 mm/an n Carpaii orientali i meridionali, cantitatea anual de precipitaii crescnd de la sud spre nord i de la est spre vest.

Zonele agricole n care se nregistreaz cantitile cele mai reduse de precipitaii sunt Brganul, Dobrogea, stepa din sud-estul Moldovei i cea din estul Munteniei, unde precipitaiile anuale sunt cuprinse ntre 300 i 400. n ceea ce privete distribuia anual a precipitaiilor, intervalul cel mai ploios este mai iulie, n care se nregistreaz 30 40% din totalul anual al precipitaiilor, urmat de intervalul noiembrie ianuarie, cel al precipitaiilor de iarn, care nsumeaz 15 20% din total.

Luna cea mai ploioas este iunie, n care se nregistreaz n medie 40-50 mm pe litoral, 70-80 mm n Brgan, n jur de 200 mm n zona podiurilor i peste 100 mm n regiunile muntoase. Perioada cea mai secetoas se nregistreaz n lunile august septembrie, uneori i nceputul lui octombrie, cu repercusiuni negative asupra pregtirii patului germinativ i rsririi culturilor de toamn, uneori i n intervalul februarie aprilie cnd lipsa precipitaiilor este amplificat de vnturile care bat mai ales n regiunile de step.

Seceta, care se consider a fi prezent dac nu cad