что такое археологическое почвоведение
Почвоведение и археология: опыт комплексных исследований памятников древней и средневековой истории
Современный уровень развития науки, ее дальнейший прогресс диктует необходимость максимальной интеграции исследований, выбора наиболее репрезентативных объектов, содержащих информацию для различных отраслей знания.
Современный уровень развития науки, ее дальнейший прогресс диктует необходимость максимальной интеграции исследований, выбора наиболее репрезентативных объектов, содержащих информацию для различных отраслей знания. Подтверждением сказанному могут служить многочисленные примеры совместных работ специалистов в области археологии и естественных наук, которые привели к возникновению и активному развитию новых междисциплинарных научных направлений, в частности, геоархеологии, петроархеологии, зооархеологии, археофитоиндикации (Демкин, 1997).
Одним из перспективных путей повышения эффективности и информативности исследований в области познания истории развития почв, природной среды и общества является их ориентированность на комплексное изучение погребальных и поселенческих археологических памятников, которые следует рассматривать и как памятники природы, сохранившие до наших дней под курганными насыпями и культурными слоями древние палеопочвы. Получаемая при этом возможность прямого сравнительного анализа состояния почв и почвенного покрова в различные исторические эпохи позволяет весьма детально и полно рассмотреть особенности пространственно-временной динамики природной среды и ее отдельных компонентов. С другой стороны, комплексное изучение археологических объектов заметно дополняет и уточняет существующие представления о духовной и хозяйственной жизни древних народов, о роли природной среды в формировании, функционировании и исчезновении этносов прошлого.
Использование методов и данных почвоведения в изучении археологических памятников имеет в России уже 150-летнюю историю. Но лишь в 70-е. 80-е годы прошлого века интегративные исследования под названием «почвенно-археологические» начали носить систематический характер (Иванов, 1978). Накопленный к настоящему времени нами и другими авторами полевой и экспериментальный материал, круг и полнота решаемых вопросов, уровень теоретического обобщения данных дал основания говорить о формировании на стыке естественных и гуманитарных дисциплин нового научного направления. Было предложено (Демкин, 1993, 1997) назвать его археологическим почвоведением. Именно такое определение обусловлено тем, что к числу изучаемых объектов прежде всего относятся памятники древней и средневековой истории общества, возникновение которых в той или иной степени связано с почвенно-грунтовым материалом. В частности, таковыми являются погребальные комплексы, другие ритуальные, а также фортификационные, мелиоративные сооружения, культурные слои на местах обитания древнего человека. Подобного рода грунтовые археологические и исторические памятники представляют собой своего рода систему, включающую палеопочвы, перекрытые насыпной толщей антропогенного происхождения, а также довольно часто предметы ритуально-погребальной обрядности и хозяйственной деятельности населения прошлых эпох.
Многочисленными исследованиями убедительно показано, что репрезентативность объектов, методические разработки и теоретическая база археологического почвоведения дают возможность решать по крайней мере следующие задачи: (1) эволюция почв и почвенного покрова; (2) региональные и фациальные закономерности процесса почвообразования в связи с пространственно-временной изменчивостью факторов внешней среды; (3) вековая динамика почвенных свойств и процессов; (4) реконструкция природных условий на протяжении каменного, бронзового, раннежелезного веков и средневековья; (5) влияние почв и природных условий на хозяйственную деятельность, расселение и миграции древнего и средневекового населения; (6) историко-социологические реконструкции с использованием данных и методов почвоведения и смежных наук.
Коротко остановимся на новых материалах, полученных нами при естественно-научных исследованиях разновозрастных археологических памятников (курганов) восточноевропейских степей с использованием традиционных и новых подходов и методов. Они касаются не только почвоведения и палеоэкологии, но и археологии и этнографии.
Впервые при почвенно-археологических исследованиях использовался комплекс современных методов почвенной микробиологии (Демкина и др., 2000, 2003). Дана характеристика состояния микробных сообществ разновозрастных подкурганных степных палеопочв, включающая величину микробной биомассы, численность микроорганизмов различных трофических групп и грибных колониеобразующих единиц, оценку дыхательной активности микробного сообщества и интенсивности минерализации гумуса; рассчитаны оригинальные коэффициенты и индексы. Принципиально новыми являются данные о пространственно-временной изменчивости эколого-трофической структуры микробного сообщества, отражающей вековую динамику почвенно-ландшафтных и климатических условий. В частности, при микробиологических исследованиях разновозрастных подкурганных и современных каштановых почв Северных Ергеней установлено, что на протяжении последних 6000 лет численность и эколого-трофическая структура микробных сообществ испытывали заметную динамику, обусловленную изменчивостью факторов почвообразования. Полученные данные свидетельствуют о том, что в исследуемом регионе в первой половине IV, в начале II тыс. до н.э. и в I в. н.э. аридные эпохи сменялись увлажнением климата разной степени выраженности. Во II-III вв. н.э. отмечалось нарастание засушливости условий почвообразования. Крайне важной представляется согласованность палеоэкологических выводов, полученных по микробиологическим данным, с природными реконструкциями, проведенными путем традиционного морфолого-генетического и химических анализов палеопочв.
Проведенные статистические расчеты позволили установить прямые корреляции величин магнитных характеристик современных почв со среднегодовыми осадками (Maher et al., 2003):
На основании установленной зависимости нами определено количество атмосферных осадков для нескольких природных районов Нижнего Поволжья в различные археологические эпохи. В частности, расчеты показали, что на севере Ергенинской возвышенности среднегодовая норма атмосферных осадков на рубеже IV-III тыс. до н.э., в XIX-XVII вв. до н.э., в III в. н.э. составляла около 350 мм. В IV и в XIII-XIV вв. н.э. она увеличивалась до 380 и 420 мм соответственно. Полученные данные полностью согласуются с климатическими реконструкциями, проведенными для данного региона с использованием почвенных (содержание гумуса, легкорастворимых солей, карбонатов и др.) и микробиологических показателей (Борисов, 2002, Демкина и др., 2003).
Почвенно-агрохимические методы дают возможность проводить поиск и определять размеры древних поселений, функционировавших по крайней мере первые десятки лет. В отличие от археофитоиндикации, для которой присущи такие же задачи, основным параметром в данном случае являются соединения фосфора. В результате жизнедеятельности в местах обитания древнего человека формируются культурные слои, обогащенные этим элементом вследствие поступления на поверхность значительной массы органического вещества, особенно в периферийной части поселений, хозяйственных ямах, жилищах (Веллесте, 1952, Штобе, 1959, Barba, 1994, Hamond, 1983 и др.). Аномальное содержание фосфора в таких местах превышает фоновое обычно на один-два порядка. Данный метод, в частности, апробирован нами при изучении поселения бронзового века «Ерзовка-1» в Волгоградской области и показал довольно высокую надежность (Демкин, 1997).
Борисов А.В. Развитие почв пустынно-степной зоны Волго-Донского междуречья за последние 5000 лет. Автореф. дисс. … канд. биол. наук. М. 2002. 23 с.
Веллесте Л. Анализ фосфатных соединений почвы для установления мест древних поселений // Краткие сообщения Ин-та историии материальной культуры АН СССР. 1952. Вып.42. С.135-140
Геннадиев А.Н., Державин В.Л. О редкой форме погребального обряда в предкавказской культуре // Советская археология. 1987. №2. С.124-141
Глушко Е.В. Историко-географические исследования ландшафтов Западного Ирака по космическим снимкам // Известия ВГО. 1990. Т.122. Вып.3. С.255-262
Демкин В.А. Палеопочвоведение и археология: интеграция в изучении истории природы и общества. Пущино:ОНТИ ПНЦ РАН. 1997. 213 с.
Демкин В.А., Лукашов А.В., Ковалевская И.С. Новые аспекты проблемы палеопочвенного изучения памятников археологии // Российская археология. 1992. №4. С.43-49
Демкин В.А., Лукашов А.В., Ковалевская И.С., Скрипниченко И.И. О возможности проведения историко-социологических реконструкций при почвенно-археологических исследованиях. Препринт. Пущино: ОНТИ НЦБИ АН СССР. 1988. 20 с.
Демкина Т.С., Борисов А.В., Демкин В.А. Микробные сообщества палеопочв археологических памятников пустынно-степной зоны // Почвоведение. 2000. №9. С.1117-1126
Демкина Т.С., Борисов А.В., Демкин В.А. Палеопочвы и природная среда Северных Ергеней в эпохи энеолита и бронзы (IV-II тыс. до н.э.) // Почвоведение. 2003. №6. С.655-669
Добровольская Т.Г., Лысак Л.В., Зенова Г.М., Звягинцев Д.Г. Бактериальное разнообразие почв: оценка методов, возможностей, перспектив // Микробиология. 2001. Том 70. №2. С.149-167
Зданович Г.Б., Иванов И.В., Хабдулина М.К. Опыт использования в археологии палеопочвенных методов исследования// Советская археология. 1984. №4. С.35-48
Иванов И.В. Почвоведение и археология // Почвоведение. 1978. №10. С.18-28
Сойер К. Фосфор и экология // Фосфор в окружающей среде. М. 1977. С.690
Шишлина Н.И. Потенциальный сезонно-хозяйственный цикл носителей катакомбной культуры северо-западного Прикаспия: проблема реконструкции // Труды Государственного Исторического музея. 2000. Вып.120. С.54-71
Штобе Г.Г. Применение методов почвенных исследований в археологии // Советская археология. 1959. №4. С.135-139
Barba L. The old as source of new archaeological information // 15th World Congress of Soil Science. Acapulco. 1994. Vol.6a. P.321-329
Maher B.A., Alekseev A.O., Alekseeva T.V. Сlimate dependence of soil magnetism across the Russian steppe: significance for use of soil magnetism as a palaeoclimatic proxy// Quaternary Science Reviews. 2002. Vol.21. P.1571-1576
Maher B.A., Alekseev A.O., Alekseeva T.V. Magnetic mineralogy of soils across the Russian steppe: climatic dependence of pedogenic magnetite formation //Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology. 2003. Vol.201. №3-4, Р.321-341
Hamond F.W. Phosphate analysis of archaeological sediments // Landscape Archeology in Ireland. Oxford. 1983. BAR British Series. Vol.116. P.47-80
Tiedje J.M., Asuming-Brempong S., Nuesslein K., Marsh T.L., Flynn S.J. Opening the black box of soil microbial diversity // Applied Soil Ecology. 1999. Vol.13. P.109-133.
Torsvik V. Cell extraction method // Molecular Ecology Manual. 1995. Vol.1-31. P.1-15.
Weiss T.J., Courty M.-A. The genesis and collapse of third millennium North Mesopotamia civilization // Science. 1993. Vol.261. P.995-1004
В.А.Демкин, А.В.Борисов, А.О.Алексеев, Т.С.Демкина, Т.В.Алексеева, Т.Э.Хомутова
Институт физико-химических и биологических проблем почвоведения РАН
142290 г.Пущино Московской области, ул.Институтская, 2
Погребенные почвы – послание из прошлого
Неотъемлемой частью степных ландшафтов Евразии являются курганы – насыпные холмы округлой формы, перекрывающие одно или несколько древних погребений. Наряду с бесценным археологическим материалом в курганах сохраняются природные объекты, несущие информацию о состоянии окружающей среды в те далекие времена, когда они были сооружены. Один из таких объектов – погребенная почва, или участок ненарушенного почвенного покрова, перекрытый насыпью. На долгие годы он был практически исключен из почвообразовательного процесса, в результате чего произошла его своеобразная «консервация». Не ведая того, древние обитатели степей оставили для нас «капсулы времени» – послания из прошлого, рассказывающие об изменениях природных условий в евразийских степях на протяжении последних 5 тыс. лет – именно столько насчитывает история курганной погребальной традиции.
В середине ХХ в. в рамках почвоведения сформировалась новая научная дисциплина – палеопочвоведение, которая изучает почву, погребенную под естественными и искусственными насыпями. Являясь настоящим природным архивом, она содержит уникальную информацию о динамических и эволюционных изменениях окружающей среды на протяжении сотен и даже тысяч лет.
Особый интерес ученых вызывают почвы, погребенные под археологическими памятниками (курганами, крепостями, оборонительными валами), а также культурные слои городищ и поселений. Результаты их изучения дополняют исторический и археологический материал, приближая исследователей к пониманию того, как изменения природной среды сказывались на хозяйственной деятельности человека, его расселении и миграциях, экономических и политических процессах в древних обществах.
На волне изучения этих погребенных почв в 1990-х гг. возникло и стало бурно развиваться новое научное междисциплинарное направление – археологическое почвоведение. Используя традиционные методы почвоведения и смежных ему дисциплин – палинологии, микробиологии, микологии, геофизики – ученые получают данные о динамике и эволюции почв и природных условий в различные исторические периоды за последние 5 тыс. лет.
Природные архивы
Основной метод изучения погребенных почв – почвенно-археологический. Сопоставляя различные характеристики древней и современной почв в пределах археологического памятника, возможно реконструировать природные условия, при которых он создавался.
Исследование древней почвы начинается с полевого описания ее морфологического строения и отбора образцов для дальнейшего исследования. Особое внимание уделяется изучению физико-химических свойств почвы: гранулометрическому, катионно-анионному, макро- и микроэлементному составам; содержанию органического углерода (гумуса), легкорастворимых солей, карбонатов (CaO3) и гипса (СаSO4); водородному показателю (рН).
Помимо микробных сообществ в почвах хорошо сохраняются споры и пыльца растений, а в ряде случаев и семена. Методы палинологии (науки, изучающей пыльцу и споры) дают возможность строить климатические диаграммы, отражающие изменения природных условий, в которых происходило развитие почв. Полученные данные дополняют почвенно-археологические исследования, а в ряде случаев и восполняют хронологические пробелы в палеоклиматических реконструкциях.
Установить возраст перекрытия почвы насыпью кургана помогает органическое вещество почвенных горизонтов. После сооружения насыпи поступление новой органики в почву практически прекращается, и с этого момента радиоактивный изотоп углерода начинает распадаться. На измерении концентрации этого изотопа, чей период полураспада составляет 5730±40 лет, основан радиоуглеродный метод датирования. Он позволяет получить абсолютный возраст перекрытия почвы и, как следствие, более точный возраст археологического памятника.
Важную научную информацию дает изучение магнитных свойств древней почвы. Они определяются количеством железосодержащих минералов, большинство из которых являются вторичными, образованными за счет жизнедеятельности особых железобактерий. Существует прямая зависимость численности этих бактерий, а значит, и концентрации в почве железосодержащих минералов, от изменения среднегодовой нормы атмосферных осадков. В настоящее время разработан алгоритм вычисления количественного показателя среднегодовой нормы осадков по величине прироста магнитной восприимчивости степных почв.
От бронзы до средневековья
Почвенно-археологические исследования были начаты более сорока лет назад в степях Нижнего Поволжья сотрудниками Института физико-химических и биологических проблем почвоведения РАН (Пущино) совместно с Волгоградским государственным университетом и Волгоградским педагогическим институтом. За это время сформировалась научная школа археологического почвоведения, подготовившая не одно поколение специалистов. Уже много лет сотрудники Института криосферы Земли СО РАН (Тюмень), совместно с коллегами из институтов и вузов Тюмени, Кургана, Челябинска, проводят исследования курганных могильников на территории лесостепного и степного Зауралья.
Полученные в ходе полевых и лабораторных работ данные об изменениях почв в эпохи бронзы, раннего железа и средневековья помогли ученым скорректировать представления о природных процессах, происходивших на территории восточно-европейских степей, и их влиянии на жизнь древних обществ.
Так, было установлено, что в первой половине III тыс. до н. э. (бронзовый век) в нижневолжских степях произошла аридизация климата, т. е. усиление его засушливости (Демкин и др., 2001). Темно-каштановые и каштановые почвы постепенно эволюционировали в каштановые и светло-каштановые, а границы природных зон сдвинулись к западу и юго-западу. Дальнейшее развитие процесса аридизации во второй половине III тыс. до н. э. привело к деградации почв – значительному их засолению и резкому уменьшению органического вещества. В результате на рубеже III—II тыс. до н. э. в нижневолжских степях сформировался уникальный тип почв, не имеющий современных аналогов, – эродированные каштановидные почвы. Они заняли ведущее место в почвенном покрове региона. Большинство исследователей считает, что аридные изменения климата на рубеже III—II тыс. до н. э. вызвали в восточно-европейских степях масштабный экологический кризис, отразившийся на хозяйственном укладе древних обществ и заставивший их перейти от полуоседлого образа жизни к кочевому скотоводству (Борисов и др., 2006).
В эпоху средневековья, с конца XI до середины XIV в., в нижневолжском регионе произошла оптимизация природных условий. В научной литературе подобный феномен известен как «средневековый климатический оптимум», или «второй оптимум голоцена». Он имел глобальный характер, затронув все Северное полушарие Земли. Условия для жизни в этот период были одними из самых благоприятных за последние 5 тыс. лет (Демкин и др., 2007). Среднегодовая норма осадков превышала современную на 30—80 мм, почвы отличались более высоким содержанием органического вещества, меньшей засоленностью, более глубокой аккумуляцией карбонатов и гипса. Преобладали каштановые почвы, а не более засушливые светло-каштановые, как сейчас. Особенно хорошо это проявилось на границе природных зон.
Максимальное проявление «средневекового климатического оптимума» приходится на конец XII — начало XIV в. Именно в этот период кочевое население переходит к полуоседлому образу жизни, начинает осваивать земледелие. Впервые в нижневолжских степях появляются города, возникает уникальное государство кочевников – Золотая Орда.
В малом ледниковом периоде
Как известно, в конце XIV в. во всем Северном полушарии Земли началось ухудшение природных условий. На смену «средневековому климатическому оптимуму» пришел так называемый «малый ледниковый период», продолжившийся до середины XIX в. Среднегодовая температура понизилась на 1—2 °С, участились экстремальные природные явления. В степях установились более засушливые природные условия, а природно-климатические зоны постепенно сместились с юга на север.
Сокращение среднегодовой нормы осадков вызвало изменения в почвенном покрове. Подтип почв, правда, остался прежним, но они стали более засушливыми, что не могло не сказаться на биологической продуктивности степи. В это же время экономика Золотой Орды начала испытывать трудности, в обществе нарастала политическая нестабильность. В начале XV в. это уникальное в мировой истории государство прекратило свое существование и население вернулось к традиционному кочевому образу жизни.
С наступлением «малого ледникового периода» подошла к концу пятитысячелетняя история курганного погребального обряда. Однако летопись природной среды, сохранившаяся в «капсулах времени», на этом не заканчивается. С XVI в. восточно-европейские степи и лесостепи становятся ареной проведения активной завоевательной политики Русского государства. На его новых рубежах возникают различные фортификационные сооружения: крепости, сторожевые башни, оборонительные валы. Под ними хорошо сохраняются погребенные почвы, так что исследователи имеют возможность проследить динамику природных условий региона вплоть до наших дней.
Процессы потепления и похолодания тесно переплетаются друг с другом, и разделить их зачастую непросто. Большой резонанс в обществе получила проблема глобального потепления. Всех интересует вопрос: в каком климате будет жить человечество в ближайшем будущем?
К сожалению, в последние годы эта тема приобрела явную политическую окраску, мешающую пониманию истинной причины происходящего. Выводы об изменении климата в последнее столетие зачастую основаны на недостаточно проверенных фактах, а потому они в некоторой степени условны.
Исследования палеопочв, особенно в исторические периоды с неблагоприятными природными условиями, позволяют глубже понять причины негативных климатических явлений, их направленность и особенности воздействия на человека, изучить механизмы адаптации к ним древнего населения. Полученная информация может оказать неоценимую помощь в прогнозировании подобных ситуаций и, что более важно, в разработке стратегии их преодоления с наименьшим ущербом для природы и общества.
Борисов А. В., Демкина Т. С., Демкин В. А. Палеопочвы и климат Ергеней в эпоху бронзы, IV—II тыс. до н. э. М.: Наука, 2006. 210 с.
Демкин В. А. Палеопочвоведение и археология: интеграция в изучении истории природы и общества. Пущино: ОНТИ ПНЦ РАН, 1997. 213 с.
Демкина Т. С., Борисов А. В., Демкин В. А. Микробные сообщества палеопочв археологических памятников пустынно-степной зоны // Почвоведение. 2000. № 9. С. 1117—1126.
Демкин В. А., Якимов А. С., Алексеев А. О., Каширская Н. Н., Ельцов М. В. Палеопочвы и природные условия степей Нижнего Поволжья в золотоордынское время (XIII—XIV вв. н. э.) // Почвоведение. 2006. № 2. С. 133—144.
Иванов И. В. Эволюция почв степной зоны в голоцене. М.: Наука, 1992. 144 с.
Якимов А. С., Демкин В. А., Алексеев А. О. Природные условия степей Нижнего Поволжья в эпоху средневековья (VIII–XIV вв. н. э.). М.: НИА-Природа, Фонд «Инфосфера», 2007. 228 с.
В публикации использованы фото автора
Работа выполнена при поддержке РФФИ (проект № 03-04-48135)
Разрушение экваториальной циркуляции, возникновение «антарктического холодильника» на Южном полюсе и замыкание северного полярного бассейна – все это приводит тому, что в четвертичном периоде (в плейстоцене) на материках Северного полушария развиваются грандиозные покровные оледенения (см. главу 14).
В плейстоцене менялось географическое распространение экосистем (широколиственные леса временно отступали к югу, а на севере изменялось соотношение площадей, занятых сообществами гидро– и ксеросериального ряда) и отдельных видов (в перигляциальных сообществах Европы появлялись жуки, ограниченные ныне степями Якутии и Тибетом).
Влияние плейстоценовых оледенений на климат планеты отнюдь не ограничивалось высокими ее широтами. Разрастание ледниковых щитов близ полюса тут же аукалось на экваторе невиданным иссушением тропического пояса.
Есть серьезные основания полагать, что пустыни наиболее распространенного ныне на Земле средиземноморского типа[82] возникли лишь в плейстоцене.
Представления о главных этапах развития природы голоцена существуют благодаря палеогеографическим и палеопочвенным исследованиям в разные годы.
Предбореальный период голоцена (РВ2) характеризуется господством лесотундровых ландшафтов. В бореальный период климат был теплым, континентальным и сухим. Господствовали березовые леса. Конец атлантического периода выделяется как «ксеротермический отрезок». Другой ксеротермический отрезок» учеые определяют в суббореальном периоде голоцена.
В голоцене были значительные климатические «пульсации и перестройка ландшафтных ситуаций», что основывается на анализе палеоботанических, палеогеографических и палеопочвенных данных. В послеледниковое время началось потепление, смягчение континентальности климата и определения границ основных растительных зон. В предбореальном периоде и затем в бореальном зона лесов расширяется.
Атлантический период характеризуется как более теплый период по сравнению с современным. В дерново-подзолистых почвах этому периоду голоцена соответствует остаточный гумусовый горизонт.
Ландшафт Научные основы почвенно-ландшафтного проектирования для оптимизации факторов жизни растений.
Жизнь растений состоит из двух связанных между собою биологических процессов — роста и развития. Оба процесса протекают под непрерывным влиянием условий внешней среды — света, тепла, воды, воздуха и питательных веществ. Одни условия задерживают рост и развитие растений, другие — ускоряют.
Обеспечивает растениям необходимую энергию, которую они используют в процессе фотосинтеза для создания органического вещества.
Растения используют не все лучи солнечного света, а лишь с определенной длиной волн. Видимая часть солнечного спектра (солнечная радиация) представлена лучами с длиной волны 380-760 им, а для жизнедеятельности растений необходима лишь фотосинтетически и физиологически активная радиация.
Затенение растений вызывает анатомические изменения в их строении: клетки удлиняются, побеги вытягиваются, листья становятся тоньше, но с большей поверхностью. Для лучшего улавливания солнечного света у большинства растений листья нижних ярусов располагаются горизонтально поверхности почвы или перпендикулярно к свету, а верхние — под некоторым углом. Это способствует более равномерному освещению растения.
По отношению к интенсивности освещения различают культуры светолюбивые, менее светолюбивые, теневыносливые. Для светолюбивых важным условием является интенсивное, но менее продолжительное освещение, чем для менее светолюбивых. К теневыносливым относятся культуры, которые могут некоторое время без последствий находиться в затенении, особенно на начальных стадиях развития. Их высевают под покров других, более светолюбивых. К ним относятся в основном многолетние растения, например, многолетние травы.
Главным источником тепла для растений является солнечная радиация.
Около 20 %, или одна пятая часть падающей солнечной энергии, поглощается почвой, но и это тепло в основном расходуется на испарение воды с поверхности почвы. Лишь около 1 % этой энергии участвует в процессе фотосинтеза. Важное условие для проявления жизнедеятельности растений — температура окружающей среды.
По этому показателю они подразделяются на:
— теплолюбивые, семена которых прорастают при температуре почвы 8-12 °С, нуждаются в сумме активных (более 10°С) среднесуточных температур воздуха 3000-4000 °С
— холодостойкие, семена которых прорастают при температуре почвы 2-5 °С и за весь вегетационный период им нужна сумма активных среднесуточных температур воздуха 1200-1800 °С.
Типы теплового (температурного) режима почв. В.Н. Димо выделила 4 типа температурного режима почв:
-Мерзлотный — характерен для территорий с многолетней мерзлотой. Среднегодовая температура почв отрицательная. Сезонное замерзание и оттаивание прослеживается до верхней границы многолетнемерзлого слоя.
-Непромерзающий тип характерен для территорий, где температура на глубине 20 см в самом холодном месяце положительная. Промерзание почвы отсутствует, а отрицательные температуры почвы отсутствуют или держатся не более нескольких дней.
Длительно-сезоннопромерзающий и сезоннопромерзающий типы температурного режима характерны для преобладающей части территории России, непромерзающий занимает небольшую площадь на Северном Кавказе и Черноморском побережье Кавказа.
В растительном организме воды содержится от 70 до 95 %. С поступлением и передвижением ее в растениях связаны все жизненные процессы. При наличии воды и других факторов семена набухают и прорастают, растут ткани, поступают в растения и передвигаются в них питательные элементы, осуществляется фотосинтез и синтезируется органическое вещество. Вода — незаменимый терморегулятор для растений. Проходя через него, она регулирует температуру растительного организма и повышает его устойчивость к высоким и низким температурам. Вода поддерживает тургор клеток, распределяет по отдельным органам продукты ассимиляции. В разные периоды жизни растения требуют неодинакового количества воды: меньше — в начальный период, больше — в период формирования мощной вегетативной массы и генеративных органов, к концу жизни потребность в воде уменьшается.
Важной функцией воды является и то, что она влияет на плодородие почвы. Вступая во взаимодействие с ней, вода изменяет физическое состояние, течение микробиологических процессов, химические и другие превращения, становится одним из факторов почвообразовательного процесса, определяет уровень эффективного и потенциального плодородия почвы.
Необходим как источник кислорода для дыхания растений и почвенных микроорганизмов, а также углекислого газа, усваиваемого растениями в процессе фотосинтеза. Он нужен и для микробиологических процессов в почве, в результате которых органические ее вещества разлагаются аэробными микроорганизмами с образованием водорастворимых минеральных соединений азота, фосфора, калия и других необходимых для растений элементов питания. Если состав атмосферного воздуха всегда постоянный, то состав почвенного воздуха изменяется, и это значительно влияет на почвенные процессы. Растения также чувствительны к составу почвенного воздуха, в частности к содержанию в нем кислорода. Он прежде всего необходим для прорастания семян и потребляется корнями растении.
В обмене веществ между растениями и окружающей средой важнейшим условием является корневое питание. В процессе его растения потребляют из почвы различные элементы питания, которые по количеству их потребления подразделяются на макро и микроэлементы.
Создает оптимальные условия для роста и развития растения и способствуюет получению высокого урожая.
Эта задача решается с помощью агротехнических приёмов: обработки почвы, внесения удобрений, подготовки семян к посеву, посева или посадки, ухода за посевами и уборки урожая, а также к приемам относятся севооборот, снегозадержание, орошение, осушение, известкование и гипсование почвы, защита её от эрозии, применение химич. средств для предотвращения полегания растений и защиты их от болезней, вредителей, сорняков и др. Все эти меры хороши, когда используются в комплексе друг с другом.