Агротехническими условиями.
Для обеспечения максимальной продуктивности растений нужно знать их отношение к факторам окружающей среды, причем полноценное развитие растений определяется одновременно комплексом факторов в достаточных количествах и при оптимальном соотношении на протяжении всей жизни.
Все факторы, влияющие на развитие растений, находятся в тесной взаимосвязи, и степень напряженности каждого из этих факторов ослабевает или усиливает действие остальных. Так, температура корнеобитаемой среды может существенно влиять на поглощение воды и элементов минерального питания; увеличение интенсивности солнечной радиации способствует усилению дыхания; рост концентрации питательных веществ снижает транспирацию и т. д.
Каждый вид растений, в зависимости от биологических особенностей, предъявляет свои экологические требования, причем на каждом этапе роста и развития требования растений к условиям среды бывают различными, а роль факторов изменяется. Если для набухания семян, прежде всего, необходима влага, то для прорастания помимо влаги нужно тепло, а в фазе появления всходов основным фактором становится световой.
При регулировании экологических факторов необходимо учитывать происхождение данного вида, так как основные экологические требования закреплены генетически. Например, томат лучше чувствует себя в условиях сухих субтропиков (высокая температура днем и пониженная ночью, хорошая освещенность, укороченный день и относительно низкая влажность воздуха).
На изменение экологических факторов овощные растения реагируют очень резко. Все факторы равнозначны и ни один не может быть заменен другим. Нельзя заменить недостаток освещенности увеличением температуры или улучшением корневого питания. Полноценное развитие растений, а, следовательно, и высокий урожай достигается при поддержании комплекса экологических факторов в пределах оптимальных значений.
Для того чтобы регулировать рост и развитие растений, необходимо изучение следующих факторов:
- температуры воздуха и корнеобитаемой средыкак источника тепла; воды — осадков, влажности почвы и воздуха;
- освещенности — длины дня, состава и силы света, продолжительности солнечного сияния, как в течение суток, так и в разное время года;
- концентрации почвенного раствора и изменения реакции среды, на которой выращивают растения.
Освещенность
Свет необходим растениям как источник энергии для фотосинтеза и накопления органического вещества.
С увеличением интенсивности освещения усиливается фотосинтез и накопление органического вещества, ускоряется развитие растений, в пасмурную погоду, напротив, плохо накапливаются сахара и сухие вещества. Для большинства растений оптимальная освещенность составляет около 20-30 тысяч люкс.
В открытом грунте для своего роста и развития растения используют только солнечную энергию. В защищенном грунте растения иногда выращивают с досвечиванием или полностью при искусственном освещении.
Культуры различаются по требовательности к освещенности, обеспечивающей оптимальные условия для фотосинтеза органогенеза.
Наиболее светолюбивы – арбуз, дыня, тыква, томат, баклажан, перец и др.
Менее светолюбивы – огурец, кочанная, цветная и пекинская капусты, морковь, петрушка, сельдерей, репчатый лук и чеснок, салат и др.
Наименее требовательны к свету выгоночные культуры, формирование продуктовых органов у которых идет за счет запасных питательных веществ луковиц, корнеплодов, корней: лук, чеснок на зеленый лист, петрушка, сельдерей, свекла и др. Некоторые выгоночные культуры выращивают без света ревень, салатный цикорий, спаржа.
Соотношение времени, в течение которого растение получает солнечную энергию (день) и перерабатывает ее (ночь), называется фотопериодом. К длине дня овощные культуры относятся неодинаково. Для овощных растений имеет большое значение продолжительность освещения.
По реакции на длину дня овощные ` растения делятся на три группы:
1. Растения длинного дня (длиннодневные) - капуста (виды), пастернак, брюква, редька, редис, морковь, петрушка, лук, салат, щавель, шпинат, укроп, овощной горох, свекла, репа - сорта северного происхождения, в условиях продолжительного светового дня они быстрее переходят к образованию генеративных органов, начинают раньше цвести и плодоносить.
2. Растения короткого дня (короткодневные) - тыква, огурец, перец, баклажан, сорта помидора, кукуруза, кабачок, патиссон, фасоль. Фактор темноты необходим в начале их жизни (вегетации), а в дальнейшем они могут успешно развиваться и плодоносить в условиях длинного дня.
3. Нейтральные к длине дня растения - арбуз, спаржа, некоторые сорта помидора, огурца, гороха, фасоли, выведенные в умеренных и северных широтах страны. Эти культуры не реагируют на изменение длины дня, то есть периода получения растением солнечной энергии.
Регулируя длину светового дня, можно оказывать необходимое воздействие на культуры. Удлиняя или укорачивая световой день, можно менять сроки цветения овощных культур и получать более высокие урожаи.
Тепловой режим
В живом организме все процессы жизнедеятельности находятся в зависимости от температуры, которая влияет на его физиологическое состояние. Основные процессы жизнедеятельности растений:
фотосинтез, дыхание, транспирация, корневое питание – зависят от температуры корнеобитаемой и окружающей среды.
Овощные культуры по отношению к теплу подразделяют:
1) Морозо- и зимостойкие многолетние культуры: спаржа, ревень, чеснок, щавель, лук-батун, лук-слизун,эстрагон и др. – все растения способны переносить заморозки до -8 СО.
2) Холодостойкие растения. салат, шпинат, капуста, лук репчатый, лук-порей, горох, бобы и др. – способны переносить заморозки -1 СО, и кратковременно -3, -5 СО.
3) Полухолодостойкие – карофель. При температуре 0 СО повреждается.
3) Теплолюбивые растения – огурец, томат, перец, тыква, фасоль, кукуруза – погибают при температуре ниже 0 СО, не переносятдлительного воздействия пониженных температур 10 СО.
4) Жаростойкие культуры. – арбуз, дыня, мускатная тыква, баклажан. оптимальная температура 30 – 40 СО.
Влажность
Все овощные растения требовательны к влаге. Это связано не только с их происхождением, но и с тем, что на протяжении сотен веков человек выращивал овощи при повышенной влажности почвы. Это исторически привело к формированию у овощных растений неглубокой, но разветвленной корневой системы со слабой сосущей силой корней. Все это определило слабую способность овощных растений извлекать из почвы труднодоступную воду при значительной транспирации воды листьями.
1) Высокотребовательны к влажности почвы (8О...90%) и воздуха (8О...95%) . салат, редис, шпинат, огурец, все виды капусты и сельдерей. Особую требовательность предъявляют лук и чеснок в 1-ю половину вегетации, но формирование луковиц у них проходит при низкой влажности почвы и воздуха.
2) Умеренны требования к влаге в почве у столовой свеклы. Морковь, томат, баклажан, фасоль не очень требовательны к влажности почвы (80...90%) и воздуха (50...60%).
3) Сравнительно засухоустойчивы и менее требовательны (влажность воздуха 40...45%) арбуз, дыня, тыква.
Способность растений добывать почвенную влагу зависит от строения корневой системы. По этому признаку овощные растения делятся на три группы.
1. Растения с глубоким и широким залеганием корней (2...5 м) — бахчевые, столовая свекла, хрен.
2. Растения с глубоко залегающей корневой системой (1...2 м) и сильным ее разветвлением — морковь, петрушка, томат, при безрассадном выращивании капуста.
3. Растения с залеганием корневой системы только в пределах пахотного слоя — огурец, сельдерей, лук, редис, все листовые однолетние овощи, перец, баклажан, капуста при выращивании рассадой, свекла.
По способности извлекать и расходовать почвенную влагу растения делят на четыре группы.
1. Хорошо добывающие и экономно расходующие — бахчевые, кукуруза, томат, перец, морковь, петрушка, фасоль.
2. Хорошо добывающие при сильном расходовании—брюква, свекла, капуста (посевом семян).
3. Слабодобывающие при экономном расходовании — лук.
4. Слабодобывающие и интенсивно испаряющие—капуста,, баклажан, огурец, репа, редька, редис, салат, шпинат.
Растения 1-й и 2-й групп редко испытывают недостаток влаги; наоборот, 3-й и 4-й — чаще других страдают от ее недостатка, и им необходимы поливы. Избыток почвенной влаги и повышенная относительная влажность воздуха оказывают на «большинство растений вредное действие. При высоком стоянии грунтовых вод или обильном выпадении осадков (особенно на тяжелых почвах) корни растений испытывают недостаток кислорода и отмирают. Избыток влаги в почве особенно нежелателен во время формирования генеративных органов-. Повышенная относительная влажность воздуха усиливает общую поражаемость бактериальными и грибными заболеваниями, вызывает у бахчевых загнивание корневой шейки (дыня), препятствует опылению цветков и оплодотворению завязей и т. д.
К агрономическим приемам по регулированию водного режима относятся: размещение овощных культур на поймах рек, окультуренных торфяниках и осушенных низинах (кроме ранних овощей); снегозадержание и накопление талых вод; выравнивание поверхности почвы при посеве и посадке; предпосевное замачивание и закалка семян. Кроме этого, регулировать водный режим можно за счет выбора оптимальных сроков посева и посадки, соблюдения оптимальных норм посева и схем размещения кулисных посевов, мульчирования, своевременного уничтожения сорняков и почвенной корки.
Для борьбы с избытком влаги применяют осушение почвы, размещение овощных растений на участках повышенного рельефа, посев и посадку на гребнях и грядах, загущенные посевы (лук на севок).
Активное управление водным режимом возможно лишь с помощью орошения.
Воздушно-газовый режим
Атмосферный воздух содержит около 78 % азота, 21 % — кислорода, 0,03 % углекислого газа и незначительные количества (0,93 %) аргонa, гелия, ксенона, криптона и других газов. К этому составу воздушно-газовой среды адаптировано большинство растений. В обычных условиях открытого грунта растения не испытывают недостатка в О2 и СО2. Однако в условиях защищенного грунта, где создается замкнутое пространство, состав воздуха может существенно отличаться от состава атмосферного. Разлагающееся органическое вещество почвы и питательных субстратов обогащает воздух теплиц углекислым газом (из почвы может выделяться до 75 г углекислого газа с 1 м в день), аммиаком, метаном; в воздухе теплиц присутствуют другие газы, образующиеся при сжигании топлива и пр.
Обычного содержания углекислого газа в воздухе достаточно для нормального протекания процесса фотосинтеза, но благоприятная температура и влажность в условиях теплиц, правильное питание способствуют развитию значительно более мощного листового аппарата у растений. Потребность в углероде соответственно значительно выше, чем у растений открытого грунта. Углерод составляет около 45% сухого вещества растений. В благоприятных условиях освещения, температуры и корневого питания овощные растения могут усваивать в сутки 30—50 г углекислой газа с 1м. Углекислый газ, содержащийся воздухе, является тем источником, из которого зеленые растения черпают необходимый им углерод (табл. 8). Нехватка углерода нарушает физиологическое состояние растений Увеличение концентрации углекислого газа в воздухе увеличивает фотосинтетическую активность, а, следовательно, способствует повышению урожайности.
Оптимальное содержание углекислоты в воздухе теплиц 0,2—0,6% для огурца и 0,1—0,31 для томата. С увеличением содержания углекислого газа в воздухе теплицы до указанной концентраций усиливается плодообразование (рис. 15) и улучшается качество плодов томата (табл. 9).
При застое воздуха, который часто возникает в теплицах, затрудняется
газообмен,
ослабляется фотосинтез,
водяной пар удаляется медленно, что ограничивает транспирацию.
Стрессовое состояние растений приводит
к их ослаблению,
повышенной чувствительности к болезням,
незначительным колебаниям температуры и др.
Оптимальная скорость движения воздуха в теплицах должна составлять 0,3—0,5 м/с. Температура листа зависит от движения воздуха. При повышении температуры воздуха целесообразно усилить его циркуляцию.
Минеральное питание.
Получение высоких урожаев в открытом (до 1000 ц/га) и защищенном грунте (до 35 кг/м2) возможно при достаточном обеспечении овощных растений доступными формами основных элементов питания и микроэлементов.
Требовательность овощных растений к условиям почвенного питания зависит от величины урожая, продолжительности выращивания, выноса основных элементов питания.
Различают общий вынос, т. е. вынос элементов питания с 1 га, и вынос на единицу товарного урожая. Общий вынос тем больше, чем выше урожай и продолжительней вегетационный период растения. Наоборот, на единицу товарной продукции с увеличением урожая вынос минеральных веществ снижается, так как при этом изменяется соотношение массы нетоварной и товарной продукции.
По величине выноса и потреблению основных элементов питания овощные растения можно объединить в три группы:
1) культуры большого выноса (до 600 кг/га) —капуста поздняя и средняя, корнеплоды;
2) среднего выноса (до 400 кг/га) — капуста ранняя кочанная и цветная, томат, лук, шпинат;
3) малого выноса (до 200-кг/га)—огурец, салат, редис и рассада овощных куль-тур.
Примерный вынос и отношение элементов у разных видов овощных растений приведены в табл. 2.
Неодинаков вынос элементов питания с 1 ц урожая различных овощных растений. Поздние и среднеспелые сорта капусты отличаются большим выносом питательных веществ. Но они нетребовательны к минеральному питанию, так как мощная корневая система обеспечивает достаточное поглощение питательных элементов. При этом капуста потребляет азот в максимальном количестве в летний период, когда в почве содержится много нитратов. Культуры с малым выносом — огурец, лук, листовые однолетние овощи, редис, цветная капуста и рассада овощных растений —очень требовательны к минеральному питанию. Это связано либо со слабым развитием корневой системы и быстрыми темпами роста при сравнительно большом урожае (огурец, редис), либо отставанием роста корней от надземной части (рассада), либо очень высоким общим выносом минеральных элементов (цветная капуста).
У одной и той же культуры вынос может изменяться в ту или другую сторону как в целом, так и по соотношению элементов в зависимости от почвенно-климатических и погодных условий, а также по фазам роста. С понижением температуры почвы усвоение всех элементов снижается. Растения в фазе всходов остро нуждаются в фосфорно-калийном питании, так как молодые корни плохо усваивают эти элементы, особенно фосфор. В фазе нарастания листового аппарата увеличивается потребление азота. Переход к образованию генеративных органов требует усиления фосфорного питания, а формирование органов запаса у двулетних растений — калийно-фосфорного. В самом конце плодоношения (у плодовых), а также при формировании органов запаса (у двулетних растений) общее потребление минерального питания снижается.
Высокие и устойчивые урожаи все овощные растения дают только на почвах с нейтральной или слабощелочной реакцией. При выращивании на дерново-подзолистых, торфяно-болотных почвах необходимо известкование, на которое хорошо отзываются свекла столовая и капуста белокочанная. При этом снижается заболевание свеклы фомозом, а капусты — килой. Остальные овощные растения лучше растут на 2...3-й год после известкования.
По отношению к кислотности почвы овощные растения могут быть:
1) слабоустойчивые — все виды капусты, свекла, лук репчатый и порей, сельдерей, пастернак, шпинат, дыня, перец, спаржа— рН 6;
2) среднеустойчивые — бобовые, кукуруза, чеснок, морковь, петрушка, репа, редька, баклажан, тыква, огурец — рН 5,5;
3) очень устойчивые — щавель, ревень, арбуз — рН 5.
К рН менее прихотливы редис и томат, хорошо растущие как на кислых, так и на слабощелочных почвах. Нежелательно применение физиологически кислых удобрений под овощные растения на почвах с рН от 5 до 6,8.
Неодинакова чувствительность овощных растений к концентрации почвенного раствора. Растения разделяются:
1) на высокосолеустойчивые — арбуз, тыква, свекла, капуста, сельдерей, баклажан, выдерживающие концентрацию до 1%;
2) среднесолеустойчивые—брюква, репа, томат, репчатый лук — 0,4...0,6%;
3) соленеустойчивые — огурец, морковь, редис, чеснок, кукуруза и рассада всех овощных культур, так как раствор 0,1...0,4% вызывает обычно их гибель.