LEGILE GENERALE ALE SPORIRII SAU MENINERII STRII DE FERTILITATE

LEGILE GENERALE ALE SPORIRII SAU MENINERII STRII DE FERTILITATE

n decursul dezvoltrii tiinei i acumulrii de date, diferii cercettori au cutat s sintetizeze anumite adevruri sub forma unor principii sau legi ale fertilitii.

Legea egalei importane a factorilor de vegetaie o gsim intuit n lucrrile lui Ion Ionescu de le Brad (1818-1891), Viliams (1863-1939) i alii.

Aceast lege se formuleaz de obicei astfel: toi factorii de vegetaie sunt la fel de necesari i prin aceasta, egal de importani, indiferent de raportul cantitativ cu care fiecare intervine n procesul de cretere i dezvoltare a plantelor, iar neglijarea unuia dintre ei poate s aib consecine negative asupra creterii i dezvoltrii plantelor, precum i a recoltelor finale.

n practic, satisfacerea acestei legi ntmpin dificulti care nu ntotdeauna pot fi nvinse cu uurin. Aa, de exemplu, satisfacerea cerinelor n unele elemente nutritive (azot, fosfor, potasiu, mangan, etc.) se poate face mai uor dect ntr-un alt factor de vegetaie cum este apa (care necesit investiii mai mari n amenajrile pentru irigaii).

Deasemenea, la una i aceei plant, n aceleai condiii de sol, cu aceeai agrotehnic, recolta poate s varieze de la un an la altul datorit modificrii factorilor climatici. Astfel, n anii cu nebulozitate mai puternic, ntruct procesul de fotosintez este stnjenit, se micoreaz i eficiena ngrmintelor, chiar dac exist o bun aprovizionare cu ap.

Legea interdependenei i condiionrii reciproce a factorilor de vegetaie enunat astfel: toi factorii de vegetaie sunt n interdependen unul cu altul i condiionare reciproc.

Neglijarea unuia, precum i intervenii unilaterale asupra unui factor poate s aib consecina nefavorabile asupra creterii i dezvoltrii plantelor i recoltei finale.

Factorul ngrmnt se intercondiioneaz i cu ali factori de vegetaie, cu apa (irigaii) cu temperatura solului i aerului, ca i cu intensitatea luminoas.

Legea nesubstituirii factorilor de vegetaie este formulat astfel: nici unul din factorii de via ai plantelor nu poate fi nlocuit printr-un alt factor.

Recolte mari i stabile se obin numai dac planta este asigurat simultan cu toi factorii de vegetaie (lumin, cldur, ap, substane nutritive, etc.). Fiecare element nutritiv are n metabolismul plantei un rol specific i n acest rol nu poate fi nlocuit de nici un alt element.

Legea completrii ( restituirii ) elementelor nutritive uor accesibile luate cu recolta. Necesitatea completrii formelor uor accesibile rezult din consumul elementelor nutritive extrase de plante odat cu recolta.

Enunarea dat de Boussingault (1802-1887) ca lege a restituirii elementelor nutritive luate cu recolta, n special pentru restabilirea echilibrului nutriiei cu azot. In cazul restituirii (completrii) trebuie avute n vedere elementele uor accesibile care se ridic odat cu recolta, cele care se pierd prin levigare ( nitrai, calciu i magneziu), ca i cele care trec n forme greu asimilabile (bor, fosfor, zinc), ca urmare a unui aport excesiv de ngrminte sau de amendamente, sau a modificrii unor nsuiri fizico-chimice (pH, capacitate tampon, etc.).

Aceast lege de fapt enun necesitatea meninerii unei anumite stri de fertilitate, a unui anumit raport ntre ionii din soluie corespunztor potenialului genetic al soiurilor cultivate.

Analiznd aceste situaii, de la caz la caz, pentru restabilirea fertilitii la un anumit nivel, este necesar ca prin ngminte s se restituie de fapt formele uor accesibile, att cele ridicate odat cu recolta, ct i cele care s-au imobilizat sau au fost levigate.

Legea minimului i a maximului. Formulat ca dou legi separate, a minimului i respectiv a maximului, reprezint de fapt dou aspecte opuse ale aceleiai probleme, care trebuie neleas n sens dialectic, dup care unitatea trebuie privit n diversitatea ei.

Legea minimului i a maximului este urmarea teoriei nutriiei minerale elaborat de Justus Von Liebig (1803-1873) a crui urmai au formulat o serie de legi.

Legea minimului, formulat de Hellriegel (1831-1895), arat c " dac una din condiiile de via( ap, hran, lumin, temperatur) lipsete, atunci recolta este egal cu zero ". Aceast formulare se ndeprteaz de ideile lui Liebig cu privire la " primele minime" prin felul de generalizare a unor condiii care nu se ntlnesc n mod frecvent n zonele unde se practic agricultura.

Din aceast lege trebuie s reinem ns c recolta este stnjenit pe de o parte de elementul care se gsete n cantitate mic sub form asimilabil, n raport cu nevoia plantei, iar pe de alt parte de faptul c prezena n cantiti insuficiente a unui element reduce eficacitatea i a altor elemente nutritive, ceeace face ca recolta s scad. Din punct de vedere practic rezult c la insuficiena unui element recolta se poate plafona, chiar dac se mresc dozele de ngrminte de celelalte elemente nutritive (ex.azot).

Legea maximului, formulat de E. Wollny, are urmtorul enun: " dac una din condiiile de via exist n mod natural n cantitate deplin (maxim), de ex. 100% ap, lumin, cldur, hran( soluii nutritive saturate), atunci recolta este zero". Similar cu ceeace s-a spus la legea minimului, i excesul unui element poate s stnjeneasc nutriia i s reduc eficiena altor elemente nutritive.

Intre legea minimului i legea maximului exist o strns corelaie, ntruct atunci cnd unul dintre elemente se afl n maxim (exces) implicit altele rmn n minim, ceeace duce la concluzia practic c att insuficiena, ct i excesul de elemente se repercuteaz n creterea i dezvoltarea plantelor.

Legea echilibrului nutritiv sau legea optimului (G. Liebscher). Pentru obinerea de recolte sporite este necesar ca n sol s existe un anumit raport ntre elementele nutritive i o anumit concentraie a lor.

Echilibrul nutritiv poate fi definit ca: rezultanta diferitelor reacii competitive la care particip elementele nutritive i care n sol se petrec n strns interdependen, uneori simultan, alteori succesiv i corespund cu cerinele biologice ale plantelor.

Nutriia nu este echilibrat atunci cnd concentraia n unul sau mai multe elemente sau raportul dintre ele se afl n afara anumitor limite. Acest dezechilibru duce la tulburri fiziologice, ce se manifest prin scderea recoltei, carene, toxicitate (exces), sensibilizarea organismului la boli i atacuri de ageni fitopatogeni.

Legea echilibrului dintre diferite organe ale plantelor. Valoarea tehnico-economic a recoltei este dat de diferite pri sau organe ale plantei la care se adaug i aspectul calitativ care privete coninutul n proteine, hidrai de carbon, lipide, vitamine, sruri minerale etc.In raport cu scopul final, se urmrete s se creeze condiiile de cretere i dezvoltare a plantelor. Condiiile chimice ale fertilitii i nsuirile hidrofizice influieneaz acest raport fie n favoarea sistemului radicular, fie n cea a prilor vegetative aeriene care, n final, se rsfrng asupra calitii i cantitii prii comercializabile. Acest echilibru se poate stabili pe mai multe ci i se refer la cantitile i raportul dintre ngrmintele folosite ( N, P, K), la alegerea unor nlimi judicioase a plantelor (la pomi, arbuti, vi de vie,castravei etc.) i la o ncrctur cu fructe corespunztoare (vi de vie, pomi, tomate, castravei etc.).

Legea fertilitii cresnde a solului. Contrar legii fertilitii descrescnde a solului - dup care fiecare intervenie succesiv i echivalent ( a doua doz de ngrmnt) are totdeauna un efect mai mic dect intervenia precedent (prima doz), dar mai mare dect intervenia urmtoare, succesiv i echivalent (a treia doz) - o seam de cercetri ( Viliams, 1938), Prianinicov, (1948) i alii, au demonstrat c n cazul aplicrii raionale a ngrmintelor, n condiiile unei agrotehnici superioare i satisfacerea i a celorlali factori de vegetaie (lumin, cldur, ap), la care se adaug i potenialul genetic al plantei, recolta poate crete relativ continuu, amplificnd coeficientul de bioconversie energetic a ngrmintelor pe msura sporirii dozelor. Folosirea ngrmintelor n doze prea mari sau prea mici are o eficien economic sczut.

In condiiile agriculturii intensive se desprinde un nou concept, o nou lege, cea a ierarhizrii (prioritii) factorilor de vegetaie, care poate fi formulat astfel: "n caz de restricii a unor factori de vegetaie (apa, hrana, lumina, temperatura etc.) se creeaz o anumit ierarhizare a importanei lor pentru creterea i dezvoltarea plantelor, corespunztor evoluiei filogenetice i a condiiilor mediului ambiant"( D. Davidescu, 1984)

Aceast lege a ierarhizrii factorilor de vegetaie nu se suprapune nici cu legea egalei importane a factorilor de vegetaie i nici cu cea a minimului, chimizarea fiind o component principal n agricultura intensiv de tip industrial, unde acioneaz ndeosebi legea ierarhizrii factorilor de vegetaie.

Dac facem abstracie de factorul fitoclimatic (temperatur i intensitatea luminoas) atunci primul factor restrictiv al produciei n agricultura intensiv l constituie apa. In caz de deficit de ap, nici ceilali factori de vegetaie care pot fi n optim nu acioneaz. Este cunoscut faptul c pentru formarea unei tone substan uscat de mas vegetal, porumb, de exemplu se consum pentru procesele fiziologice (transpiraie) 350-400 m3 ap. La o producie de 10 t/ha porumb s.u. (inclusiv tulpinile) nseamn un consum de 3500-4000 m3 ap n perioada de vegetaie. Ori din apa din precipitaii plantele folosesc doar 30-40%, restul se scurge, se infiltreaz sau se evapor la suprafaa solului. Deficitul de ap poate fi completat prin irigaii.

Al doilea factor restrictiv l constitue substanele nutritive, pe care planta le ia din sol sau din ngrmintele adugate. De exemplu, pentru fiecare ton de porumb sau gru boabe planta ridic din sol, n medie, 25 kg azot, 12 kg fosfor i 30 kg potasiu.

Dac planta are ap n cantitate ndestultoare dar nu are hran suficient, ea se adapteaz n ceeace privete producia la restriciile impuse de acest factor i nu atinge potenialul genetic de producie.

In al treilea rnd, ca factor restrictiv al realizrii de producii ridicate urmeaz nsuirile fizice i hidrofizice ale solului. Un sol cu nsuiri fizice nefavorabile (compact, nedrenat, neaerat) nu permite valorificarea apei i a ngrmintelor, chiar dac acestea se gsesc n cantiti corespunztoare.

In al patrulea rnd, se situeaz ca factor restrictiv al realizrii produciilor mari "capacitatea (potenialul) productiv a solului" sau a varietii hibride.

In al cincilea rnd se situeaz combaterea buruienilor i duntorilor.

Recolta, este aadar rezultatul aciunii reciproce i de interdependen a numeroi factori de vegetaie i msuri tehnologice, a cror componente trebuie abordate prin prizma teoriei sistemelor (ierarhizare, interdependen, integralitate, autoreglare, adaptare, directivizare).

Din aceast succint ierarhizare, se constat c i n cazul chimizrii agriculturii, dei teoretic toate verigile de chimizare sunt la fel de importante, n realitate exist o anumit ierarhizare n ceeace privete prioritatea i anume:

ngrminte (( erbicide (( insecticide (( fungicide

Legea autoreglrii biologice a culturilor agricole. Fiecare specie, soi (hibrid) are nscris n codul genetic informaiile asupra condiiilor de mediu (ap, hran, lumin, temperatur, spaiu de nutriie, aer) n care planta crete, se dezvolt i produce cel mai bine.

Trebuie s reinem de la nceput c plantele cnd cresc singure sau n grupuri solitare de 2-3- indivizi se comport diferit, fa de acelai soi (hibrid) cultivat n comuniti mari ( cultura de cmp).

Plantele ce cresc izolat (1-3 indivizi) beneficiaz de mai mult lumin, aer, spaiu de nutriie, de influena marginii. Cnd sunt cultivate n comuniti, mari, indivizii colectivitii intr n competiie ntre ei pentru aer, lumin, CO2, spaiu de nutriie, ap, n acelai timp, ele nu mai beneficiaz de influena marginii. Cu ct spaiul de nutriie este mai mic cu att i aceast competiie ntre plante este mai mare. n competiia pentru lumin, plantele semnate (plantate) des se alungesc, devin firave, frunzele de la baz fiind umbrite nu mai particip la fotosintez, acest proces se desfoar preponderent doar n frunzele de la vrf. Densitatea prea mare mpiedic circulaia aerului, fapt absolut necesar, ntruct este dovedit c bioxidul de carbon din aer care ia parte la procesul de fotosintez se consum de o colectivitate de plante pe nlimea de 1 m n timp de circa o or, de aceea o bun circulaie a aerului este absolut necesar, altfel plantele se sufoc, se nbue.

n competiia pentru ap i hran, plantele dintr-o comunitate cu ct sunt mai numeroase la unitatea de suprafa i micoreaz suprafaa foliar, pentru a reduce transpiraia, respectiv consumul de ap, dar cu aceasta se micoreaz i capacitatea productiv, ntruct frunza este sediul laboratorului de fotosintez de producere a substanelor din care se formeaz n final recolta.

In competiia pentru hran, n raport cu spaiul de nutriie, planta prin sensori biologici analzeaz posibilitile de hran, starea de aprovizionare momentan i prin codul genetic i reprogrameaz creterea i dezvoltarea ulterioar la posibilitile reale de aprovizionare cu azot, fosfor i potasiu, reducndu-i creterea micornd suprafaa foliar, ceeace nseamn reducerea fotosintezei i n final scderea recoltei. Spaiul de nutriie necorelat cu starea de aprovizionare cu elemente nutritive conduce la o autoreglare a cantitii de plante, corespunztor nivelului de aprovizionare existent.

Fa de acest comportament al unor colectiviti de plante se poate formula urmtoarea lege a autoreglrii biologice:

Cnd prin tehnologia de cultur unei comuniti de plante nu i se asigur cerinele fa de factorii de mediu nscrise n codul genetic, privitoare la aprovizionarea cu ap, hran, aer, bioxid de carbon, lumin, cldur, densitate, spaiu de nutriie, atunci aceast comunitate de plante, care prin sensorii biologici sesizeaz condiiile ce le are la dispoziie prin factorii naturali sau prin tehnologia de cultur aplicat, i autoregleaz prin procese de conexiune n mod etapizat, creterea, dezvoltarea, fotosinteza, transpiraia, indicele foliar, recolta, la condiiile existente de aa manier ca s-i asigure perpetuarea speciei, chiar dac face un singur bob.(Davidescu D. i Velicica Davidescu ,1988). Aceast autoreglare etapizat se face cu consum de energie din partea comunitii de plante, fapt ce explic n parte i aspectul mai firav al plantelor, ca i prezena unui mare numr de plante sau flori sterile, maturarea precoce i recolta mai szut.

Acest proces de autoreglare biologic pe etape, este interesant de observat c se manifest mai puternic n a doua jumtate a perioadei de vegetaie, cnd habitusul plantei atinge un maxim, iar comunitatea de plante i desvrete procesele de fructificare, iar creterea propriu-zis a ncetat.

Unii specialiti care apreciaz sau prognozeaz recolta numai dup aspectul vegetaiei din prima jumtate a perioadei de vegetaie cnd creterea nu este terminat se pot nela asupra recoltei finale, dac nu urmresc creterea i dezvoltarea mai ales n cea de a doua jumtate a perioadei de vegetaie.

Interesant din punct de vedere tiinific este i faptul c o comunitate de plante n procesul autoreglrii, n urmrirea scopului final de perpetuare a speciei, chiar dac face un singur bob, n raport cu condiiile existente las aceast sarcin biologic pe seama numai a unui numr restrns de plante, restul rmnnd sterile.

Intre coeficientul de fotosintez, energia (intensitatea) luminoas i suprafaa frunzelor ce revin la unitatea de suprafa (m2) exist o strns legtur.Indicele foliarx al unei comuniti de plante poate constitui un parametru sigur pentru stabilirea densitii optime a plantelor la unitatea de suprafa.

Cnd prin tehnologia de cultur se depete numrul de plante care se ncareaz n indicele foliar, comunitatea de plante se autoregleaz, mai ales n a doua jumtate a perioadei de vegetaie, ncadrndu-se n final ntre limitele biologice ale indicelui foliar. Aceast autoreglare se face ns cu consum de energie din partea comunitii de plante care se repercuteaz la rndul ei asupra recoltei finale.

O autoreglare biologic se realizeaz i atunci cnd plantele se seamn(planteaz) prea rar prin ocuparea spaiului disponibil prin emiterea de frai, copili, lstari care ns sunt mai puin fertili dect plantele semnate (plantate) obinuit.

Toate aceste considerente scot n eviden importana stabilirii corecte prin tehnologia de cultur a spaiului de nutriie, n raport cu specia, expoziia, indicele foliar i factorii ecologici, n condiiile asigurrii i a celorlalte condiii de mediu (ap, hran, temperatur etc.) corespunztor speciei, nscrise n codul genetic.

Unitatea legilor tiinifice ale sporirii i meninerii fertilitii solului. Toate aceste principii, legi sau legiti privind caracterizarea strii de fertilitate alctuiesc un tot unitar. Nutriia nu poate fi dirijat prin msuri fragmentare, ci ntotdeauna problemele trebuie studiate n ansamblu i acionat n complex asupra tuturor factorilor pentru a obine rezultate satisfctoare.

Dup cum a enunat Le Chatelier, de o manier mai general legea lui Vant'Hoff, se poate spune c toate modificrile n intensitate ale unui factor care condiioneaz echilibrul unui sistem, favorizeaz o reacie ce se opune la aceast modificare sau, cu alte cuvinte toate aciunile exercitate asupra unui sistem tind s produc o reacie care se opune variaiei produse de factorii n cauz, n aa fel c aciunea se manifest din ce n ce mai moderat sau se anuleaz.

Aceast lege a moderrii aciunilor ntreprinse asupra factorilor de vegetaie, se manifest mai puternic n tehnologiile culturilor intensive.

Cnd se intervine simultan asupra mai multor factori de vegetaie se manifest i aciunea sinergic (de ntrire a aciunii pozitive), dar i antagonic (de micorare a aciunii dintre elementele nutritive).

4. TEORIA SISTEMELORx I EVALUAREA FERTILITII

Abordarea sistemic a tehnologiilor moderne constituie din punct de vedere dialectic, expresia tiinifico-metodologic a conexiunii generale. Dac unele msuri tehnologice nu dau ntotdeauna rezultatele scontate, aceasta se datorete i faptului c se neglijeaz un aspect esenial, acela al organizrii materiei vii ntr-un sistem riguros ierarhizat, n sisteme i subuniti ale acestuia.

Abordarea sistemic din punct de vedere al agriculturii reprezint un mod calitativ nou de gndire n nelegerea i rezolvarea unor probleme complexe, care cuprind:

- structuri riguros ierarhizate care sunt de fapt ierarhii funcionale ( de ex. tipuri de sol, specii, soiuri, zone climatice);

- procese mari nlnuite, cu raporturi numeroase cu alte fenomene greu de izolat (de ex. germinare, cretere, perioade critice, fructificare);

- numeroase componente tehnologice i economice, care necesit abordarea n ansamblul lor( de ex. lucrrile solului, ngrminte, irigaii, minimizarea costurilor);

- raporturi de reciprocitate i dependen (de ex. lucrrile solului -ngrminte - irigaii);

- factori cuantificabili, dar i necuantificabili (calitativi) care nu pot fi neglijai (de ex. doze de ngrminte i respectiv temperatura aerului, intensitatea luminoas).

Ideile cluzitoare n abordarea sistemic sunt, n principal, urmtoarele:

- interdependena componentelor (de ex. dintre toi factorii de vegetaie, dintre azot, fosfor i potasiu);

- integralitatea, adic comportamentul n totalitate al sistemului (de ex. recolta-plant-sol-ngrmnt-factori de mediu);

- organizarea ierarhizat a sistemelor (de ex. cerinele variabile n elemente nutritive corespunztor perioadei critice);

- autoreglarea, prin procese de conexiune, care asigur controlul i autoreglarea (de ex. n caz de stress sau caren);

- adaptarea cu meninerea sau schimbarea structurilor, n raport cu modificarea mediului (de ex. zona de favorabilitate, starea de fertilitate, pH-ul);

- directivitatea, respectiv orientarea sistemului ctre anumite scopuri (de ex. un anumit coninut n protein, o anumit eficien economic sau consum de energie).

Teoria i metoda sistemic prezint importan pentru agricultur, ca i pentru aplicarea ngrmintelor, n explicarea i nelegerea modului de funcionare a organismelor, a interdependenei i interaciunilor n ecosistem, a nelegerii caracterului integral al sistemelor. Folosirea ngrmintelor reprezint n fapt una din aplicaiile practice ale teoriei i metodei sistemice.

Botnariuc (1976), vorbind despre metoda sistemic n biologie, arat c ideea de baz o constituie faptul c att materia lipsit de via, ct i cea vie este organizat n sisteme ierarhizate; orice sistem (ex. tehnologia de cultivare) este alctuit din subsisteme (de ex. aplicarea ngrmintelor) i la rndul su, este o parte component (subsistem) a unui sistem mai cuprinztor (de ex. tehnologia de cultur), iar ntre ele exist relaii i interaciuni care influieneaz nsuirile prilor componente.

Inelegerea organizrii sistemelor biologice i a ierarhiei sistemice permite stabilirea unor legi sau a unor legiti specifice cu nivelul de organizare a materiei vii i a interveniilor pe care specialistul le face prin msurile tehnologice, ca cele de aplicare a ngrmintelor, care trebuie s corespund acestei organizri.

x Indicele foliar este dat de raportul dintre suprafata foliar a unei comunitti de plante si suprafata de sol pe care o ocup; el variaz ntre 3,5 - 5 la plantele cu frunze nguste, 5,7 la plantele cu frunze si port mai nalt.

x Notiunea de sistem n sens larg este una din cele mai cuprinztoare idei din domeniul gndirii umane (Zadeh) si reprezint un ansamblu de elemente, materiale sau abstracte, legate ntre ele prin forme de interactiune sau interdependent care fac ca sistemul s se comporte ca un tot, fat de sistemele nconjurtoare.