Лекция 3. Вводный курс агрономии для теплиц

Лекция 3. Вводный курс агрономии для теплиц.

Продуктивность овощных культур зависит:

1) от потенциальных генетических возможностей растений;

2) от внешних условий.

УСЛОВИЯ ВНЕШНЕЙ СРЕДЫ

Абиотические: климатические (температура, свет, воздух, влажность воздуха), почвенные (минеральные соли, почвенные воздух и влага); Биотические: сорняки, микрофлора, полезные и вредные насекомые; Антропогенные: технология, физическое и химическое воздействие. 

РЕАКЦИЯ РАСТЕНИЙ НА ФАКТОРЫ ВНЕШНЕЙ СРЕДЫ:
  1) Требовательность;

2)  Устойчивость;

3) Отзывчивость.

СОЛНЕЧНАЯ РАДИАЦИЯ И ЕЕ ЗНАЧЕНИЕ ДЛЯ ТЕПЛИЦ

Солнечная радиация — решающий экологический фактор местообитания растений. В культивационных сооружениях создают условия микро­климата, основными составляющими которого являются тепло, влажность воздуха и грунта, освещенность. Все перечисленные факторы микроклимата, за исключением освещенности, можно создать в оптимуме для растений искусственно. Освещенность на современном уровне технического прогресса экономически выгоднее обеспечивать за счет естественной солнечной радиа­ции и только в отдельных случаях за счет дополнительного электрооблучения растений. Поэтому все виды культивацион­ных сооружений создают с учетом максимального использова­ния солнечной радиации.

Солнечная радиация является основным климатическим фак­тором, определяющим виды и типы культивационных сооруже­ний в данной местности, набор культур по периодам и сроки их выращивания. Она имеет определенную интенсивность, спек­тральный состав и суточную продолжительность. Различают прямую, рассеянную и суммарную радиацию. Прямая солнеч­ная— это радиация, поступающая на деятельную поверхность в виде пучка параллельных лучей, исходящих непосредственно от диска Солнца. Проходя через атмосферу, солнечная радиа­ция частично рассеивается молекулами газа воздуха, твердыми и жидкими частицами, взвешенными в воздухе, облаками. Часть солнечной радиации, поступающая на земную поверхность от всех точек небосвода, и есть рассеянная радиация. Общий при­ход солнечной радиации на земную поверхность, состоящий из прямой и рассеянной радиации, — суммарная радиация.

Солнечная радиация представляет собой электромагнитные излучения с волнами различной длины. Область солнечного спектра, которой соответствуют волны длиной 280—4000 нм, на­зывается коротковолновой радиацией, 4 000—100 000 нм — длин­новолновой. Промежуток спектра с волнами длиной от 400 до 750 нм — видимая область спектра. Глаз человека воспринимает только волны этой длины. Излучения с волнами длиной более 750 нм относятся к инфракрасной области спектра (близкая инфракрасная — 750—25000 нм, далекая —25 000—1 000000 нм). Тепловое, или длинноволновое, излучение приходится на об­ласть спектра с волнами длиной 5 000—100 000 нм. Практически вся лучистая энергия потоков прямой, рассеянной и отражен­ной солнечной радиации приходится на область коротких волн (280—4 000 нм), причем в основном на видимую и инфракрас­ную области спектра. Эта радиация называется также инте­гральной.

Приток солнечной радиации на поверхность Земли опреде­ляется прежде всего продолжи­тельностью дня, высотой Солнца и в значительной степени за­висит от циркуляции атмосферы, от высоты над уровнем моря и т. д.

Высота солнцестояния зависит от времени дня, года и гео­графической широты места. Наибольшая высота Солнца в тече­ние дня наблюдается на всех широтах в полуденные, наимень­шая - в утренние и вечерние часы, наибольшая высота Солнца в течение года на всех широтах — 20 июня, наименьшая — в конце декабря — начале января. Высота солнцестояния опреде­ляет путь, который проходит солнечный луч через атмосферу Земли. От его величины зависят интенсивность и спектральный состав солнечных лучей, достигающих поверхности Земли. Наименьший путь солнечного луча — при положении Солнца в зените, увеличивается он с уменьшением высоты солнцестояния.

Для нормального роста и развития растений имеет значение главным образом коротковолновое излучение, лежащее в пределе волн длиной 380—710 нм и поглощаемое пигментами пластид. Это физиологическая, или фотосинтетически активная ра­диация (ФАР)*.

Под действием энергии ФАР происходит важнейший процесс в зеленых пластидах листа — фотосинтез. Кроме того, через сложные системы рецепторов свет воздействует на многие фи­зиологические процессы, такие, как передвижение ассимилятов, дыхание, рост, органогенез, которые являются промежуточными звеньями между фотосинтезом и конечными этапами формиро­вания урожая.

Кроме ФАР, для растений имеет значение инфракрасная ра­диация с волнами длиной свыше 1000 нм, которая в основном поглощается водой тканей растений и определяет температур­ный режим тканей листа. Роль этих лучей положительна при температуре ниже 20 °С и отрицательна при температуре выше 30 °С. Для климата теплиц имеют значение также световые и тепловые лучи. ФАР, так же как и интегральная радиация, ха­рактеризуется интенсивностью (инсоляция, мощность лучистого потока). Интенсивность радиации — количество лучистой энер­гии на единицу площади в единицу времени.

Для нормального роста и развития растений необходимы определенные суммы радиации на протяжении того или иного этапа их жизни. Приток ФАР на открытом месте и внутри теп­лицы значительно различается. Потери падающей на огражде­ние теплиц солнечной энергии происходят в результате поглоще­ния и отражения стеклом и непрозрачными элементами конст­рукций теплиц.

В литературе часто встречается характеристика районов по числу часов солнечного сияния. Продолжительность солнечного сияния, несомненно, оказывает большое влияние на приток солнечной радиации, однако она не может характеризо­вать количество притекающей энергии. Правильнее зонировать территорию по притоку естественной ФАР, проникающей в теп­лицы в осенне-зимний период. Казахстан находится в 7 световой зоне и для культур томата и огурца возможна посадка и возделывание в любые сроки.

Ориентация культивационных сооружений светопрозрачными скатами относительно сторон света имеет также большое значе­ние. Она может быть меридиональной (сооружения расположены коньками вдоль меридиана, т. е. с севера на юг, а светопрозрач­ными скатами - на восток и запад) и широтной (коньками - с во­стока на запад, а скатами - с севера на юг).

Ориентация теплицы может быть разной в зависимости от климатических условий – для улавливания всех солнечных лучей теплицу ориентируют длинной стороной с севера на юг. Исследования ученых показали, что количество тепловых лучей, поступающих на землю до 12 часов дня, на 7-12% превышает их поступление после 12 ч, что объясняется уменьшением светопрозрачности атмосферы. Утром растениям требуется дополнительное время, чтобы температура растения стала равной температуре воздуха. На растениях может конденсироваться влага, так как появляется разница температур воздуха в теплице и растений. Использовать солнечную энергию в это время для снижения конденсации влаги на растении необходимо. Размещение рядов растений, а соответственно коньков теплиц (север-юг), по направлению солнечных лучей способствует более быстрому разогреву растений и выравниванию температуры воздуха и растения. К тому же, в зимнее время, при низком положении солнца в зените при данном расположении двухскатных теплиц проникновение солнечных лучей между растениями более оптимально, чем при меридиональной. Меридиональное расположение теплиц необходимо только для теплиц китайского типа, т. е. односкатных.

ТЕМПЕРАТУРА

Оптимальная температура меняется в течение вегетации, и зависит от возраста растения, освещенности, времени суток. Температура почвы также имеет немаловажную роль! Для зимних теплиц наличие подпочвенного обогрева обязательно!

Для предотвращения выпадения конденсата на растениях за 1 час до восхода начинают повышение температуры  в теплице – за ночь температура растений и воздуха становится разной – и продолжают 1 час после восхода; вечером аналогично осуществляют переход от дневного режима к ночному. Днем растениям нужна температура 22-24 °С, к вечеру можно понизить до 20 °С, а ночью снизить до 16-18°С (зависит от культуры).

       ВОЗДУШНО-ГАЗОВЫЙ РЕЖИМ

Рост растений возможен лишь при наличии углекислого газа (необходимого для фотосинтеза) и кислорода (для дыхания) Обычная концентрация СО2 в воздухе – 0,03%, оптимальная 0,1-0,2% что дает прибавку урожая на 15-20% или 3-4 кг/м2. Кислород в основном требуется для корневой системы – поэтому проводят  мульчирование, рыхление. Содержание двуокиси углерода в воздухе обычно составляет 340 ррm. Если теплица не вентилируется, то содержание двуокиси углерода падает ниже 200 ррm, что является последствием от поглощения ее растениями. Фотосинтез претерпевает значительный спад. Прирост приостанавливается, когда содержание углекислоты в воздухе достигает уровня 50-100 ррm. В почвенной культуре значительное выделение углекислоты происходит из почвы, что отсутствует при беспочвенном выращивании растений. В условиях осенне-зимне-весенней культуры углекислотная подкормка увеличивает коэффициент полезного действия фотосинтеза за счет выработки большего, чем без подкормки СО2, количества углеводов. В этот период форточки обычно закрыты, воздухообмен небольшой и, количество СО2 в воздухе резко сокращается.

РОСТ РАСТЕНИЯ МОЖНО ОПРЕДЕЛИТЬ КАК УВЕЛИЧЕНИЕ:

сухого веса; сырой массы растения.

Скорость прироста сухого веса растения напрямую зависит от скорости фотосинтеза. Скорость роста сырой массы зависит ещё и от водного баланса растений. Прежде всего растение производит новые клетки (деление), затем они заполняются содержимым. То как, и на сколько они заполняются этим содержимым очень сильно зависит от наличия доступной воды, концентрации раствора в корневой зоне - субстрате и активности растения с точки зрения транспирации в данный период. Часто можно наблюдать, что в жаркий солнечный день сухой вес растения увеличивается, но при этом его сырой вес остаётся прежним, либо даже немного уменьшается. При высоких уровнях транспирации, растению требуется большое количество воды и оно может забирать её из клеточного содержимого. Это приводит к такому явлению, как увядание. В периоды с отсутствием света, например ночью, сырая масса может восстанавливаться так как нет стимула для транспирации и тургор растения восстанавливается, а вот сухой вес немного снижается благодаря процессу дыхания.

ВОДА И ВЛАЖНОСТЬ

На построение урожая, надземной и корневой системы используется лишь 0,2-0,3 % воды, ИЗРАСХОДОВАННОЙ на культуру! Основная ее часть испаряется растениями, почвой и уходит в дренаж! Расход воды на 1 кг урожая плодов: огурец – 17-23 литров, томат – 40-60 литров.  Оптимальная влажность воздуха – залог  получения здоровых растений!

ВОДА И ПИТАНИЕ

Полив томатов с помощью систем капельного орошения:

Коэффициент водопотребления в зимне-весенней культуре томата составляет 45-50 л/кг плодов. Поэтому несколько раз в день проводят небольшой полив, чтобы поддерживать определенную влажность грунта. Влажность грунта в различные периоды: - высадка рассады - начало плодообразования - 65-75 % НВ, - начало плодообразования - первые сборы - 70-80 % НВ,

- первые сборы - конец вегетации - 80-85 % НВ.