Acumularea productiei vegetale si factorii care o conditioneaza

Toată energia metabolică existentă pe glob este furnizată de soare, în urma captării ei prin procesul de fotosinteză de către alge şi plante verzi superioare. Din imensa energie a soarelui (constanţa solară este de circa 1.360 W/metru pătrat), ar putea fi absorbită de frunzele verzi (covor continuu) doar în jur de un sfert de miliardime, iar din aceasta, doar 1-2% (în medie) este fi xată sub formă de energie chimică în fi tomasă, numai la culturi foarte bine dirijate din punct de vedere fi totehnic, randamentul energetic ajungând la 4-7% (maxim 10%).

---

Din punct de vedere fitotehnic interesează ca fitomasa acumulată în unitatea de timp să fie cât mai mare. Aceasta presupune corelarea cât mai avantajoasă a următorilor factori: o suprafaţă foliară activă cât mai mare, exprimată prin indicele suprafeţei foliare, şi cât mai durabilă, un randament fotosintetic cât mai înalt, exprimat prin eficienţa captării radiaţiei active fotosintetizante; pierderile din fotosinteză reală (prin respiraţie, fotorespiraţie, prădatori etc.) să fie cât mai mici, altfel spus, fotosinteza aparentă (netă) să reprezinte o cotă cât mai mare din potenţialul fotosintetic brut. Al doilea obiectiv - pe lângă obţinerea unei cantităţi mari de fitomasă – realizat prin fitotehnica culturii, dar mai ales, în bună măsură, prin crearea de soiuri şi hibrizi cât mai valoroşi, este ca proporţia de produs util principal (boabe la cereale, leguminoase, oleaginoase ş.a., tubercul la cartof, corpul sfeclei) să fie cât mai mare în cadrul fitomasei totale. Acest indice, numit şi indicele de recoltă, cunoaşte o creştere pe măsura progresului în genetică şi ameliorare şi în modernizarea agriculturii (talia plantelor, numărul şi suprafaţa frunzelor, densitatea culturii, nutriţia echilibrată, prevenirea efectelor de stres în perioada reproductivă sau de acumulare intensă a producţiei principale utile).

Pentru condiţiile de mediu din România, Bălteanu Gh. şi Barnaure V. (1989) consideră că, luând în calcul poligonul climatic (temperatură şi precipitaţii), este posibil să se obţină la unitatea de suprafaţă (hectar) cantităţile de fitomasă (substanţă uscată), care ar însemna o producţie de fitomasă de peste 200 de milioane de tone s.u., mai mult decât dublu faţă de cât se obţine în anii cei mai favorabili din agricultură. O întrebare firească este: care sunt limitele în calea obţinerii unor randamente duble, faţă de cele actuale şi care sunt direcţiile fitotehnice de acţiune? Pentru producţia de fitomasă, merită să fie discutat, în primul rând, termenul t (durata de ocupare a terenului cu vegetaţie cultivată). Cerinţele climatice ale speciilor cultivate, necesitatea pregătirii terenului, luarea unor măsuri de combatere a bolilor, buruienilor, dăunătorilor, de fertilizare ş.a. impun întreruperea proceselor de producţie vegetală. Ca o măsură importantă de recuperare, este de reţinut practicarea culturilor succesive: porumb pentru însilozare sau pentru boabe, fasole, soia, plante de nutreţ etc., după plantele recoltate la începutul verii (orz, grâu, cartof timpuriu, rapiţă, mazăre de toamnă etc.).

Indicele suprafeţei foliare (ISF) este un termen de maximă importanţă teoretică şi practică. În primul rând, el trebuie tratat diferenţiat de la o specie cultivată la alta. Pe de altă parte, intensitatea fotosintezei aparente scade şi, pe măsură ce populaţia (densitatea) creşte în lan, uneori apar fenomene de sterilitate, iar randamentul maxim la unitatea de suprafaţă nu se corelează strâns (pozitiv) cu randamentul individual maxim. Densităţi de cultivare prea mici sau prea mari schimbă şi raportul dintre fitomasa totală şi fitomasa utilă, productivitatea frunzelor bazale scade sub nivelul pierderilor prin respiraţie, încât randamentul descreşte la ISF, superior valorilor de 4-7 (în funcţie de specie, cultivare etc.). Din punct de vedere fitotehnic merită atenţie câteva specte, asupra cărora se desfăşoară cercetări ştiinţifice intense, pentru a spori randamentul fotosintetic, proporţia de masă utilă şi, în consecinţă, de a obţine randamente mari la hectar. În primul rând, densităţile culturilor trebuie să fie corelate cu condiţiile de mediu şi posibilităţile reale de a dirija culturile, pentru a nu se ajunge în situaţii de stres. Există ISF optim, în funcţie nu numai de specii, dar, în interiorul acestora, diferenţiat după formele cultivate. Densitatea culturii poate şi trebuie să fie mai mare pentru cultivarea cu frunze erecte şi cu o arhitectonică astfel încât să nu determine suprapunerea suprafeţelor optice (umbrire). Culturile trebuie dirijate astfel ca suprafaţa foliară să se dezvolte cât mai repede, prin micşorarea intervalului de apariţie a două frunze consecutive (fertilizare, irigare, moment de semănat, combaterea dăunătorilor etc.). Apoi atenţia trebuie îndreptată spre menţinerea aparatului foliar intact (activ) o perioadă cât mai mare de timp.

Direcţiile de intervenţie constau, în afară de dirijarea corectă a densităţii, în fertilizarea echilibrată, combaterea bolilor şi a dăunătorilor, irigare, iar în perspectiva imediată şi folosirea microelementelor, prin fertilizare extraradiculară şi a regulatorilor de creştere. Problemele cele mai interesante, de la care se aşteaptă cele mai spectaculoase aplicaţii practice, sunt cele referitoare la sporirea intensităţii aparente a fotosintezei. De aici decurge necesitatea de a revizui zonarea (inclusiv microzonarea) plantelor de cultură, pentru a folosi mai eficient condiţiile naturale de mediu (preponderenţa cel puţin a plantelor de tip C 4 - porumb, de exemplu - în climatele cu arşiţă, stres hidric, flux luminos intens, unde acesta poate da randamente fotosintetice nete mai ridicate cu cel puţin 30-40% faţă de plantele de tip C 3, la aceleaşi intrări - inputuri - fitotehnice). Fotosinteza aparentă (acumularea fitomasei) se desfăşoară în cursul zilelor din perioada de creştere intensă (vara) după curbe maximale, spre deosebire de etapele de la începutul şi sfârşitul vegetaţiei (spre toamnă), când sunt unimaximale. Uneori în timpul amiezii, pierderile respiratorii depăşesc aportul prin fotosinteză şi planta pierde din acumulările anterioare. Intervenţiile fitotehnice trebuie ca, în perspectivă, să atenueze mai mult depresiunea curbelor maximale. Acest lucru se poate realiza prin cercetări de fiziologie, biochimie şi ecologie, extinse la toate speciile şi formele cultivate. Asemenea cercetări fundamentale, interdisciplinare, trebuie să formeze obiectul fitotehniei pe scară mai largă. Fotosinteza netă se realizează numai deasupra punctelor de compensare pentru lumină (PCl), dar şi deasupra plafoanelor de saturare cu lumină, interacţiunile de factori au incidenţă cu sensuri diferite (pozitive - negative). Asemenea determinări (ale punctelor de compensare şi plafoanelor de saturare) lipsesc la multe specii cultivate. Ele trebuie să fie corelate cu densităţile din lan, cu vârsta plantelor (frunzele tinere au alte PCl decât cele mature), pe etaje de frunze etc., ceea ce ar sprijini şi fixarea corectă a densităţilor şi alte intervenţii fitotehnice (cultivare intercalată). Punctele de compensare pentru lumină variază în funcţie de temperatură (modificări pe bază de interacţiuni sinergice şi antagoniste ale PCl şi PCi).

Ameliorarea plantelor poate aduce o mare contribuţie pentru cunoaşterea mecanismului enzimatic (biochimic) al adaptării plantelor la diferite temperaturi (diferenţiat, se pare, după mediul nativ - de origine). În ceea ce priveşte zonarea, în funcţie de precipitaţiile naturale şi folosirea mai eficientă a apei de irigaţie, în afară de diferenţierile între plantele de tipul C3 şi C4, trebuie stabilit nivelul de turgescenţă al ţesuturilor, la care apare stresul hidric. Există date în ceea ce priveşte nivelul apei din ţesuturi şi intensitatea fotosintezei, dar sunt insuficient corelate cu migrarea (acumularea în organele de depozit) şi cu efectul indirect. Stresurile hidrice pot fi influenţate prin zonarea culturilor, perioada de semănat, densităţi, irigare, combaterea bolilor foliare şi a dăunătorilor. În dirijarea irigaţiei se pierde adesea din vedere că redobândirea capacităţii de asimilare a bioxidului de carbon nu se realizează decât după o anumită perioadă de timp, în urma înlăturării deficitului de apă sau, mai grav, ca, după un stres hidric prelungit, intensitatea fotosintetică nu mai revine la nivelul normal, în timp ce repiraţia este mai puţin influenţată. Nu trebuie scăpate din vedere nici pierderile energetice (şi de fitomasă) ale plantelor când rezerva de apă din sol scade sub valoarea continuităţii capilare. Intensitatea fotosintezei este determinant influenţată de concentraţia din climatul lanului a bioxidului de carbon (aproape totdeauna suboptimală) şi de oxigen (prea mare, în primul rând pentru plantele de tipul C3, cu puncte de compensare mai ridicate). Aceste concentraţii sunt mult influenţate de densitatea lanului, care nu trebuie să depăşească anumite limite ce impiedică o circulaţie normală a aerului şi deci îmbogăţirea în bioxid de carbon. Micşorând şi rezistenţa la difuziune a bioxidului de carbon, primenirea lanului măreşte intensitatea fotosintezei, pozitiv corelată cu raportul concentraţiei bioxid de carbon/rezistenţă la difuziune, ceea ce nu se realizează dacă densitatea nu este în jurul valorilor optime.

Excesul şi insuficienţa în aprovizionarea plantelor cu elemente nutritive conduc întotdeauna la scăderea randamentului (intensităţii) fotosintezei. Dacă rolul azotului este mai bine cunoscut şi acceptat în stabilirea raporturilor N, P, K de fertilizare, nu trebuie să se piardă din vedere că fosforul participă la formarea ATP şi la fosforilările intermediare din fotosinteză sau că potasiul determină turgescenţa şi osmoreglarea celulelor şi prin aceasta schimbul de gaze cu atmosfera (raportul între fotosinteză, fotorespiraţie şi respiraţie). Orice carenţă în potasiu reduce intensitatea fotosintezei şi activează respiraţia (pierderile din asimilaţia brută). De asemenea, sporirea randamentelor se bazează pe folosirea pe scară largă a unor microelemente şi macroelemente, care nu intră în componenţa îngrăşămintelor de bază actuale. Carenţele în magneziu duc la formarea de cantităţi mici de clorofilă şi la intensificarea respiraţiei; manganul intră în complexul enzimatic de eliminare fotosintetică a oxigenului; zincul facilitează difuziunea bioxidului de carbon (accesul în plantă); sodiul se pare că este indispensabil pentru ciclul fotosintetic accesoriu la plantele de tipul C4.

Victor VĂTĂMANU