Растение и среда. Экология растений как наука занимается изучением взаимоотношений между растениями и окружающей средой. Среда слагается из ряда экологических факторов, которые необходимы для существования растений и оказывают на них определенное воздействие. Она определяет возможность произрастания в данном месте тех или иных растений. В процессе исторического развития растения приспособились к определенным условиям окружающей среды. Изменение этих условий ведет к ненормальному развитию растений, к их гибели или смене одних растений другими.
Наряду с этим они приобрели ряд приспособлений к неблагоприятным воздействиям среды. Растения степей, пустынь и полупустынь с наступлением засухи сбрасывают листья, благодаря чему резко снижается транспирация и уменьшается потребность в воде. У злаков уменьшение транспирации происходит в результате скручивания листьев и уменьшения общей листовой поверхности. В засушливой зоне больше, чем в других зонах, развиваются эфемеры и эфемероиды, которые заканчивают свой жизненный цикл весной, тем самым уходя от губительного действия засухи. В горных районах с большими колебаниями суточной температуры развиваются растения-подушки, внутри которых создается более равномерная температура по сравнению с окружающей средой. В тундре многие растения способны вегетировать зимой под снежным покровом, чего нельзя наблюдать в лесной или степной зоне.
Не только среда оказывает влияние на растения, видоизменяя их, но и растения, в свою очередь, влияют на среду, приводя к значительным изменениям. Травянистая растительность влияет на температурный режим воздуха и почвы, изменяя суточный и годовой ход температуры; снижает скорость ветра, в результате чего увеличивается содержание углекислого газа под ее пологом; повышается влажность воздуха и поверхности почвы из-за уменьшения испарения; дифференцирует световые условия, характерные для той или иной местности.
Растения, всасывая питательные вещества из почвы, изменяют состав почвенного раствора. Разлагаясь, они обогащают почву органическим веществом. Корневая система растений, пронизывая почву, улучшает ее структуру, водо — и воздухопроницаемость; поглощая и испаряя влагу, вызывает ее перераспределение в почве.
Экологические факторы действуют не поодиночке, а совокупно: действие одного фактора зависит от действия остальных факторов. Для растений естественных сенокосов и пастбищ определенный интерес представляют климатические (свет, воздух, температура, вода), почвенные (физические, химические, механические особенности почвы), биотические (влияние на растения животных и растений) и антропогенные (влияние на растения человека) факторы.
Отношение растений к свету. Значение света как экологического фактора, влияющего на растения, очень велико. Прежде всего свет необходим для процесса фотосинтеза, от которого зависят накопление органической массы и урожай растений. Величину урожая определяют интенсивность и длительность периода освещения, а также качество света. Большая часть растений сенокосов и пастбищ хорошо растет при более интенсивном освещении; при затенении формируются высокорослые растения, но с низкой побегообразовательной способностью. Затенение оказывает тормозящее влияние на образование и рост корней. В конечном итоге при снижении интенсивности света уменьшается масса надземных и подземных органов, наблюдаются изменения в химическом составе, ведущие к снижению кормовых достоинств зеленой массы или сена.
Низовые злаки более теневыносливы, чем верховые, а из верховых — злаки с преобладанием приземной облиственности по сравнению со злаками, располагающими большую часть своих листьев на верхнем ярусе. По устойчивости к затенению различают: относительно теневыносливые — мятлик обыкновенный и луговой, ежа сборная, пырей ползучий, овсяница красная, чина луговая, вика заборная; малотеневыносливые — лисохвост луговой, костер безостый, овсяница луговая, тимофеевка луговая, полевица белая, лядвенец рогатый, люцерна желтая, клевер красный и розовый, вика (мышиный горошек); светолюбивые — райграс многолетний и высокий, клевер белый.
Знание отношения луговых растений к свету необходимо при подборе травосмесей, выборе способа посева трав и вида покровной культуры. Светолюбивые растения сильнее угнетаются покровной культурой по сравнению с теневыносливыми.
Растения для своего развития требуют определенной длительности периода освещения. В зависимости от этого они делятся на длиннодневные, которые полный цикл развития проходят при длине дня не менее 12—14 ч (люцерна, клевер красный, эспарцет, лядвенец рогатый, тимофеевка луговая, ежа сборная, костер безостый и др.); короткодневные, у которых потребность в продолжительности освещения для перехода к генеративному развитию не превышает 12 ч, и нейтральные, переход к цветению у которых может осуществляться при любой длине дня, но не менее 7—8 ч (овсяница луговая, райграс высокий и др.). Изменение длины дня ведет к изменению развития растений: длиннодневные растения на коротком дне образуют много листьев и укороченных побегов, переход к генеративной фазе у них задерживается.