Жизненный цикл роста и развития делится на определенные этапы — фазы. Условия внешней среды сильно влияют на процессы роста и развития растений. Наиболее изучено влияние пониженных температур и света. Было замечено, что воздействием пониженной температурой на прорастающие семена можно ускорить развитие растений и увеличить их урожай.
Этот прием получил название яровизации и широко применяется в овощеводстве при выращивании моркови. Температура, необходимая для яровизации, и продолжительность этого процесса различны. Поэтому наука разработала, а практика использует специальные рекомендации по яровизации семян моркови и клубней картофеля. Вслед за яровизацией наступает световая стадия, при которой наибольшее значение приобретает длина светового дня. Зная эти требования, можно сознательно управлять ростом и развитием растений.
ТЕПЛО
Тепло как в воздухе, так и в почве необходимо растениям во все периоды роста и развития. Требования к теплу у различных культур не одинаковы и зависят от происхождения, вида, биологии, фазы развития и возраста растения.
СВЕТ
Основной источник света — солнце. Только на свету растения создают из воды и углекислого газа воздуха сложные органические соединения. Продолжительность освещения сильно сказывается на росте и развитии растений. По отношению к условиям освещения растения неодинаковы. Южным растениям для более быстрого цветения и плодоношения необходима длина светового дня менее 12 часов, это растения короткого дня; северным — более 12 часов, это растения длинного дня.
ВОДА
Влажность не только почвы, но и воздуха необходима растению на протяжении всей его жизни. Прежде всего вода вместе с теплом пробуждает растение к жизни. Образовавшиеся корешки всасывают ее из почвы вместе с растворенными в ней минеральными солями. Вода (по объему) является главной составной частью растения. Она участвует в создании органических веществ и в растворенном виде разносит их по растению. Благодаря воде растворяется углекислый газ, высвобождается кислород, происходит обмен веществ, обеспечивается нужная температура растения. При достаточном запасе влаги в почве рост, развитие и плодообразование протекают нормально; недостаток влаги резко снижает урожай и качество продукции.
ВОЗДУХ
Из воздуха растения получают необходимый им углекислый газ, который является единственным источником углеродного питания. Содержание углекислого газа в воздухе ничтожно и составляет всего 0,03%. Обогащение воздуха углекислым газом идет в основном благодаря выделению его из почвы. Большую роль в образовании и выделении почвой углекислого газа играют органические и минеральные удобрения, вносимые в почву. Чем энергичнее происходят в почве процессы жизнедеятельности микроорганизмов, тем активнее протекает разложение органических веществ, а следовательно, тем больше углекислого газа выделяется в припочвенный слой воздуха.
Второй источник пополнения воздуха углекислым газом— живые существа, выделяющие его при дыхании. Повышение содержания углекислого газа в воздухе положительно сказывается на всех процессах в растениях, но особенно на плодоношении, ускоряя его. Как можно повысить содержание углекислого газа в воздухе? В теплицах содержание углекислого газа повышают искусственно до 0,4—0,7%, используя для этого сухой лед (твердую углекислоту) и углекислый газ из баллонов. Проще расставить в теплицах бочки или чаны с раствором коровяка или птичьего помета.
ПИТАНИЕ РАСТЕНИЙ
Для нормального роста и развития растениям требуются различные элементы питания. Основные из них — азот, фосфор, калий, серу, магний, кальций, железо — растения получают из почвы. Эти элементы потребляются растениями в больших количествах и называются макроэлементами. Бор, марганец, медь, молибден, цинк, кремний, кобальт, натрий, которые также необходимы растениям, но в небольших количествах, называют микроэлементами.
Ледниковые эпохи имели место не только в период плейстоцена, но и в более ранние геологические периоды земной истории. Оледенение Антарктиды, например, наступило еще в середине третичного периода (то есть несколько миллионов лет назад) и продолжается по настоящее время. Мы уже упоминали выше об огромном древнем оледенении в каменноугольном периоде палеозойской эры, когда ледники двигались от современного экватора к южному полюсу, По-видимому, были и другие, еще более древние и не менее грандиозные оледенения. Но в целом для Земли ледниковые эпохи являлись не правилом, а исключением. Из последних двух миллиардов лет истории нашей планеты, по мнению английского ученого Ч. Брукса, на периоды оледенений в сумме приходилось не более 250 тысяч лет. В остальное время климат на Земле был теплым, а ледники почти не встречались.
Невольно напрашивается вопрос — почему же происходили оледенения на Земле? Прежде всего возникновение ледниковых эпох на земном шаре можно объяснить изменением климата. В некоторые периоды истории Земли в силу каких-то причин наступало похолодание. Оно вызывало увеличение твердых осадков, рост снежного покрова и образование ледников. С давнего времени ученые, изучающие геологическую историю Земли, пытались объяснить, почему происходит похолодание климата. Было выдвинуто множество гипотез. Некоторые из них настолько интересны и обоснованы, что кажутся почти достоверными. Другие — требуют доказательств.
Наиболее старые и достаточно убедительные гипотезы — астрономические. Они связывают похолодание климата с уменьшением прихода солнечной радиации к Земле вследствие чисто солнечных или даже космических причин. Из астрономии известно, например, что земная ось, как стержень вращающегося волчка (если на него смотреть сверху), движется по конусу вокруг некоторой точки пространства, называемой полюсом эклиптики. Один такой оборот совершается за 26 тыс. лет. Такое движение в астрономии называется прецессией. На это движение земной оси накладывается возмущающее влияние Солнца и Луны, из-за различия их угловых расстояний относительно экватора. Этот эффект, называемый нутацией, приводит к тому, что образующая конуса, вызываемого прецессией, вместо ровной линии превращается в волнистую. Вполне понятно, что двигаясь таким образом вокруг полюса эклиптики, Земля оказывается различно удаленной от Солнца, а следовательно, получает и разное количество солнечного тепла. (Угол наклона плоскости эклиптики за этот период меняется от 21°58' до 24°36'.) Увеличение угла наклона вызывает повышение солнечной радиации и больший обогрев полярных областей Земли, а уменьшение его — понижение прихода солнечного тепла и похолодание. По мнению некоторых ученых, при минимальном угле наклона плоскости эклиптики температура в полярных районах может понижаться до 5 градусов против средней ее величины.