Алиев Э.А. Выращивание овощей в гидропонных теплицах

Подождите немного. Документ загружается.

Неорганического фосфора больше всего в

пластинках листьев. По ярусам растений он распределен

сравнительно равномерно. Различие в содержании фосфо-

ра у этих культур при неодинаковом обеспечении их пита-

тельными веществами резче проявляется в пластинках лис-

тьев нижнего яруса.

К а л и е м богаты черешки листьев среднего и верхнего

ярусов. При недостаточном обеспечении растений калием

этот элемент перемещается из нижних листьев в верхние

и в точки роста. Различия в содержании калия у растений

при разном уровне их питания более четко выражены в че-

решках листьев нижнего яруса.

Кальция в пластинках листьев огурца и томата со-

держится примерно в три раза больше, чем в черешках и

жилках листьев. Этим элементом богаты листья нижнего

яруса.

а г н и я больше всего имеется в листовых пластин-

ках. При недостаточном содержании он перемещается из

нижних листьев в верхние и к точкам роста. Обеспеченность

растений этим элементом четче выражена в пластинках

листьев нижнего и среднего ярусов.

Таким образом, на основе результатов исследований

можно сделать вывод, что определение потребности огурца

в азоте, фосфоре, калии, магнии и кальции следует прово-

дить по черешкам и листовым пластинкам листьев нижнего

яруса, закончивших рост, но физиологически активных, т. е.

таких, в которых содержание питательных веществ «не

разбавляется» приростом их массы. У томата для анализа

следует брать листья, закончившие рост до бутонизации,

т. е. второй—третий, а во время цветения и позже — тре-

тий—четвертый лист снизу.

Отбирать листья для анализа необходимо очень тща-

тельно, так как химический состав их зависит от времени

отбора, внешних условий, положения листьев на растении,

их возраста. Только вовремя и правильно отобранные об-

разцы могут достоверно характеризовать состояние пита-

ния растений.

Взаимосвязи ионов в питательном растворе

Анализ листьев на содержание в них минеральных эле-

ментов позволяет не только контролировать питание расте-

ний, но и объяснить сложную взаимосвязь между иона-

ми и общий ход поглощения элементов минерального пи-

тания.

Взаимосвязи между элементами питания растений мно-

гообразны. Они возникают как между макроэлементами,

так и между микроэлементами, а также между первыми и

вторыми.

Если в растворе преобладает какой-нибудь ион, погло-

щение другого, не сходного с ним иона, может резко ослаб-

ляться из-за антагонизма ионов, благодаря которому рас-

тения избавляются от отрицательного влияния каждого

иона в отдельности. Отсюда, по определению шведского

физиолога Г. Люндегарда

(1937),

уравновешенным будет

такой питательный раствор, в котором все составляющие

его ионы взаимно ограничивают поступление их в растение.

В неуравновешенных растворах, где нарушены концентра-

ция и соотношение питательных элементов, наблюдается

одностороннее накопление ионов.

Проявление защитного действия при антагонизме ионов

имеет, безусловно, положительное влияние на раститель-

ный организм, но оно возможно лишь при некотором прево-

сходстве в содержании защитного иона над вредным.

В последнее время имеется большое количество экспери-

ментальных данных об антагонизме ионов в питательных

растворах. Классическим примером является взаимодейст-

вие между катионами калия и кальция: чем больше погло-

щается из питательного раствора калия, тем меньше посту-

пает в растение кальция, и наоборот.

Калий подавляюще влияет на поглощение растениями

магния. При внесении высоких норм калийных удобрений в

них содержится недостаточное количество магния. Азотные

удобрения способствуют повышению содержания магния в

растениях.

Антагонизм катионов установлен также между следую-

щими элементами: магнием и натрием, магнием и ионом

аммония, магнием и марганцем, калием и натрием, кальци-

ем и натрием, кальцием н магнием, марганцем и железом.

Нередко наблюдается антагонизм анионов (например,

и NO

; SO

и Cl) при их поглощении.

Между одними и теми же ионами в зависимости от кон-

центрации их в питательном растворе и соотношения между

ними могут возникнуть как явления антагонизма, так и си-

нергизма.

В качестве примера можно привести данные, получен-

ные автором в гидропонных теплицах совхоза-комбината

«Пуща-Водица» с культурой огурца. Повышение концен-

трации раствора до умеренных пределов увеличивало по-

глощение растениями калия, кальция и магния, т. е. наблю-

далось явление синергизма. При дальнейшем повышении

концентрации раствора растения поглощали много калия,

однако поглощение кальция и магния резко уменьшалось

(рис.

9), т. е. наблюдалось явление антагонизма.

К, г]к г

Р.

кг

•

•400

•300

•

••200

/•

••100

120

НО

165 246 330 412

Концентрации

растдоре.

мг/л

Содержание калия

(1),

натрия

(5)

нитратного азота (3)

череш-

ках листьев

кальция (2), магния

(4)

листовой пластинке томата,

выращенного

на

питательных раст-

ворах

различной концентрацией

калия.

N-NO

40 60 120

160

N-NH

Концентрация азота

растборе.мг//!

10.

Содержание калия

(1) в че-

решках листьев

фосфора

(2) в

листовой пластинке томата

при

различной концентрации аммиач-

ного

нитратного азота

пита-

тельном растворе.

ния фосфора

калия

питательных смесях.

При

повышен-

ном содержании аммиачных форм азота

питательных сме-

сях,

как

было сказано выше, необходим высокий уровень

снабжения растений калием,

а при

нитратном

—

фосфором

(рис.

10).

По мере увеличения отношения аммиачного азота

нит-

ратному увеличивается содержание нитратного азота

тканях растений.

Значительные изменения

содержании неорганических

форм питательных элементов

тканях растений наблюда-

ются

при

выращивании

их на

питательных растворах

раз-

личным соотношением кальция

магния. Увеличение кон-

центрации кальция

питательном растворе приводит

снижению содержания магния

листьях растений,

повы-

шение концентрации магния

— к

снижению содержания

кальция

тканях растений (рис.

11).

Возникает вопрос,

какой концентрации

тот или

иной

ион начинает воздействовать

на

другой. Лундегард

(Эм-

мерт

Ф., 1964)

считает,

что при

отношении

К : Ca

больше

изменение концентрации калия слабо влияет

на его

погло-

щение, тогда

как

дополнительное внесение этого элемента

K Q

tfgB.

Содержание калия (1), кальция (2),

магния (3) в черешках листьев огур-

ца,

выращенного на питательных рас-

творах различной концентрации.

2 Наибольшая урожайность

огурцов (30,8 кг/м

) получена

на растворе с концентра-

. цией 2,2 г/л, а наименьшая

' (19,3 кг/м

) на растворе с

двойной концентрацией —

4,5 г/л. На растворе с поло-

винной концентрацией (1,1 г/л)

0 U 2,2 3,4 4,5 она составила 27,2 кг/м

Концентрация

растбора,

г/л Важное значение для диаг-

ностики питания растений

имеет учет явлений, происходящих в результате взаимодей-

ствия ионов в питательных смесях. Если низкое содержание

одного из элементов в тканях растений обусловлено не ма-

лым количеством его в питательном растворе, а антагонис-

тическим действием другого элемента, тогда целесообраз-

но уменьшить концентрацию ингибирующего элемента в

питательном растворе, а не вносить дополнительное коли-

чество недостающего элемента. Если же высокое содержа-

ние какого-либо элемента в тканях растений является ре-

зультатом обратного процесса — синергического действия

ионов, то уменьшать концентрацию этого элемента в рас-

творе не следует.

Калий при определенной концентрации благоприятно

влияет на поступление азота в растения. Однако при даль-

нейшем повышении концентрации этого элемента содержа-

ние азота в листьях заметно уменьшается (рис. 9). Следо-

вательно, калий отрицательно коррелирует с кальцием, маг-

нием, натрием, а при высоких концентрациях и с азотом.

Наибольшая урожайность томата (27,6 кг/м

полезной

площади) получена при концентрации калия 167 мг/л, а

наименьшая (19,4 кг)—при концентрации этого элемента

412 мг/л.

С увеличением концентрации аммиачного азота в пита-

тельной среде резко снижается накопление калия в листьях

томата по сравнению с его количеством в растениях, полу-

чавших нитратный азот. При увеличении концентрации

нитратного азота уменьшается содержание неорганического

фосфора в листьях.

Следовательно, для успешного использования аммиач-

ного и нитратного азота необходимы различные соотноше-

Ca, г/кг

Mg,

иг; кг

11. Содержание кальция (1) и маг-

ния (2) в черешках листьев тома-

та при различных соотношениях

этих элементов в питательном

растворе.

О I 1,66 2,9 6.5

Соотношение

Ca и Mg в

растборе

500

понижает содержание в рас-

тении кальция. Если же от-

ношение К : Ca меньше 1, то-

гда роль регулятора перехо-

дит к кальцию, который

ограничивает поглощение

калия. Дополнительное вне-

сение калия понижает со-

держание в растениях каль-

ция.

Количественное выражение взаимодействия ионов зави-

сит от многих условий. Соответственно взаимодействующие

пары ионов редко находятся в состоянии электролитическо-

го равновесия. Другими словами, весовой эквивалент одно-

го иона не всегда компенсирует весовой эквивалент друго-

го.

В растении взаимодействует не пара, а множество

ионов. Первоначальное изменение концентрации одного ио-

на изменяет содержание всех без исключения других ионов.

Следовательно, реакцию взаимосвязей ионов в питатель-

ных растворах следует изучать во всей полноте ее электрон-

ных связей.

Таким образом, анализ ткани дает возможность в опре-

деленной степени понять Сложность взаимосвязи элементов

в питательных растворах и создать оптимальные смеси для

беспочвенных культур.

РЕГУЛИРОВАНИЕ МИКРОКЛИМАТА И ФОТОСИНТЕЗА

В ГИДРОПОННЫХ ТЕПЛИЦАХ

РЕГУЛИРОВАНИЕ МИКРОКЛИМАТА

Рост и развитие растений тесно связаны с условиями

внешней среды. Основными из них являются: свет, тепло,

воздух, питательные Еещества и вода. Они представляют

собой тот комплекс факторов, без которого существование

растений невозможно. Знание условий существования рас-

тительных организмов и умение создавать эти условия со-

ответственно требованиям растений — важнейшая задача

агрономической науки и практики. В зависимости от биоло-

гических особенностей овощные культуры предъявляют не-

одинаковые Требования

условиям внешней среды. Огурец,

например, лучше растет

развивается

условиях, прибли-

жающихся

климату влажных субтропиков,

т. е.

для

роста

и развития требует высоких температур, влажного воздуха

и короткого

дня.

Томат лучше себя чувствует

условиях

сухих субтропиков,

т. е. при

высокой температуре днем

пониженной ночью, хорошей освещенности, укороченном

дне

относительно низкой влажности воздуха. Капуста

ус-

пешно произрастает

условиях умеренного климата.

Овощные культуры резко реагируют

на

изменение внеш-

них условий: температуры, освещенности, обеспечения

во-

дой

элементами питания. Именно этими факторами опре-

деляются рост

развитие растений

и в

конечном счете

их

урожайность.

Все они

равнозначны,

ни

один

из

них не мо-

жет быть заменен другим.

Температура

воздуха.

Температура воздуха является

важным фактором, определяющим темпы роста

развития

растений, скорость ассимиляции углекислого газа, синтеза

органических веществ, поступление воды

дыхание (дис-

симиляция). Разность между ассимиляцией

диссимиляци-

ей характеризует увеличение сухой массы растения.

Овощные растения

зависимости

от

вида, сорта, проис-

хождения, фазы роста

развития, интенсивности освеще-

ния

способов выращивания предъявляют различные тре-

бования

температуре (табл.

25).

26.

Примерная температура

для

выращивания различных овощных

культур

гидропонных теплицах, "С

Воздух

в период

прорас-

тания

семян

во время

в период вегетации

Субстрат

Культура

в период

прорас-

тания

семян

появления

всходов

(в течение

3-5

дней)

в пасмур-

ный день

в солнеч-

ный день

ночью

Субстрат

Огурец

30—32 17—18 22-24 27—30

-22 20—22

Томат

20—25 10-12 20-22 24—30 17-20 18—20

Салат

20-21 10—12 17—18 20—26 14-16 16—18

Лук

20—22 6—9 17—18 20-26 14—16 12—14

Редис

15-18 8—7 13—14 16-18 10-12 12-14

Семена огурца

томата начинают прорастать

при

тем-

пературе 13—14°С, наиболее энергично

они

прорастают

при температуре

25—30

°С. После появления всходов расте-

ниям нужна более низкая температура,

чем во

время

их

появления.

первый период жизни,

не

имея достаточных

запасов хлорофилла, растения питаются

основном веще-

ствами, отложенными

семенах. Повышенная температура

в этот период усиливает ростовые процессы,

результате

чего надземные органы растения вытягиваются, а корневая

система развивается слабо. Вытянувшиеся растения имеют

крупные клетки с тонкостенными оболочками. Они менее

устойчивы к неблагоприятным воздействиям внешней сре-

ды,

больше поражаются болезнями и повреждаются вреди-

телями, плохо растут, поздно вступают в пору плодоноше-

ния и дают низкий урожай. Некоторое понижение темпера-

туры после появления всходов способствует относительно

более сильному росту корней, чем надземной массы.

После появления первых настоящих листочков, способ-

ных ассимилировать углекислоту, темпы роста корневой и

надземной систем резко возрастают, в связи с чем растения

нуждаются в более высокой температуре. Повышенная тем-

пература воздуха необходима растениям и в период форми-

рования репродуктивных органов — цветков, плодов и се-

мян, а также в период плодоношения.

Повышенная температура в сочетании с хорошей осве-

щенностью способствует быстрому накоплению пластичес-

ких веществ. В пасмурные дни при слабой освещенности

темпы ассимиляции резко снижаются, а ночью она совсем

прекращается. Следовательно, температуру в теплицах в

солнечную погоду днем надо повышать, а в пасмурную по-

году и ночью — снижать.

В теплицах при высокой температуре в ночное время у

томата замедляется передвижение углеводов и происходит

опадание цветков и плодов. Понижение температуры в теп-

лицах ночью ослабляет транспирацию и тем самым способ-

ствует улучшению их роста. При низкой температуре воз-

духа в теплице днем подавляются процессы фотосинтеза те-

плолюбивых культур.

Из приведенных данных видно, что оптимальный тем-

пературный режим в теплицах позволяет удерживать обмен

веществ на нормальном уровне и тем самым обеспечивать

наилучший рост, развитие и высокую продуктивность воз-

делываемых культур.

Температура субстрата и питательного раствора.

Темпе-

ратура субстрата и питательного раствора оказывает силь-

ное влияние на жизнедеятельность растений, так как в жи-

вом организме все процессы находятся в определенной за-

висимости от температуры. Повышение ее до известных

пределов вызывает ускорение основных процессов жизне-

деятельности — ассимиляции и дыхания.

Существует тесная связь поглощения элементов мине-

рального питания от температуры кориеобитаемого слоя

(Колосов И. И., 1961; Журбицкий 3. И.,

1968).

С повышени-

ем температуры субстрата поглощение питательных ве-

ществ растениями резко увеличивается, и наоборт, снижа-

26.

Влияние температуры субстрата

на

содержание питательных элемен-

тов

листовой пластинке томата,

мг на 1 кг

сырой массы (Алпев

Э. А.,

1971)

Температура

субстрата,

N-NO

13—15 392 220 4200 3400 700

20—^2 525 384 4480 3020 860

25-27

600 482 4790 2700 860

стся поглощение фосфора

нитратного азота

при

темпера-

туре субстрата

13—15

(табл.

26). При

низкой тем-

пературе лучше других элементов усваиваются кальций

и калий.

Весьма чувствительны

снижению температуры суб-

страта растения огурца.

При

кратковременном

се

снижении

до 10-15°С резко ослабляются ростовые процессы,

при

длительном

—

начинается отмирание корневой системы

ра-

стений.

Низкие температуры влияют

на

поглотительную способ-

ность корней

не

только

во

время

их

действия,

но и в

после-

дующий период.

Это

явление связано

изменением интен-

сивности дыхания тканей корней

других органов рас-

тения, процессов обмена, синтеза

гидролиза, роста

развития

его

(Колосов

И. П., 1962).

Поглощение

накопление веществ

клетке происходит

в процессе жизнедеятельноеги протоплазмы.

При

пониже-

нии температуры повышается

ее

вязкость

и,

следовательно,

ухудшается обмен веществ.

Необходимо отметить,

что

возрастом чувствительность

растений

температуре субстрата изменяется.

молодых

растений томата

при

температуре

корни лучше растут,

чем

при 20

а у

взрослых

—

наоборот.

При 10°С

рост

его

корней угнетается

на

всех фазах развития.

В гидропонных теплицах температура субстрата

при вы-

ращивании рассады огурца должна составлять

20—23 °С,

в период завязывания плодов

20—22

и в

период плодо-

ношения

22—24 °С.

Температура субстрата

для

выращива-

ния томата

во

все

периоды должна быть

на

2—3

ниже

по

сравнению

температурой субстрата

для

огурца. Резкое

колебание температуры субстрата вызывает растрескивание

корневой шейки огурца.

Большинство овощных культур хорошо растет

разви-

вается, когда температура субстрата

на

2—3°С ниже тем-

пературы воздуха. Более высокая температура*субстрата

по сравнению

воздухом приводит

преждевременному

старению растений.

Это

объясняется

тем, что при

высокой

температуре корневая система

для

дыхания расходует мно-

го углеводов, необходимых

для

образования ассимиляци-

онного аппарата.

Подогрев субстрата

гидропонных теплицах осущест-

вляется

помощью металлических труб диаметром

20 мм,

уложенных

на

глубине

50 см в

асбоцементные трубы. Рас-

стояние между трубами

70—80 см. Их

соединяют

отопи-

тельной системой теплиц. Если

зимнее время возникает

необходимость

подогреве субстрата,

то

летом растения

страдают из-за

его

высокой температуры.

При

температуре

свыше

рост растений замедляется.

При

температуре

38—40 °С

поглощение воды

питательных веществ прекра-

щается (Чесноков

В. А.,

Базырина

Е. H.,

Бушуева

Г. H.,

Ильинская

И. А., 1960).

При высокой температуре субстрата снижается погло-

тительная способность корней,

связи

с чем

уменьшается

интенсивность транспирации листьев,

растения начинают

увядать.

Для

снижения температуры воздуха

субстрата

кровлю культивационных сооружений затеняют, разбрыз-

гивая суспензию мела.

теплицах

побеленной таким спо-

собом кровлей температура воздуха

субстрата снижается

на

4—5

°С.

Недостатком этого способа является

то, что

суспензия

мела

на

поверхности стекла остается довольно длительное

время.

пасмурную погоду

от

такого притснения ухудша-

ется освещенность

теплицах,

что в

свою очередь снижа-

ет интенсивность фотосинтеза растении. Кроме того,

во

вре-

мя интенсивных дождей

мел

полностью смывается.

В последние годы были проведены опыты

по

использо-

ванию стекла, поглощающего тепловые лучи.

Это не

дало

желаемых результатов,

так как

стекло, поглощая тепловые

лучи, быстро

а. в ,т. я

повышает температуру воздуха

в теплице. Чтобы такое притенение было эффективным,

жаркие

дни

следует отводить тепло, смывая поверхность

стекла водой,

что

способствует снижению температуры воз-

духа

теплицах

на 5—10

Однпм

из

наиболее эффективных способов снижения

температуры воздуха

теплицах летом является испари-

тельное охлаждение

теплицах.

При

этом часть воды

ис-

парастся

воздухе сразу, остальное количество

ее

испа-

ряется после осаждения

на

растения

или

субстрат.

Для

испарения воды расходуется тепло, вследствие чего охлаж-

даются субстрат

воздух.

За

счет испарения увеличивает-

ся относительная влажность воздуха, которая благоприятно

действует

на

траспирацию растений

способствует хоро-

шему росту

плодоношению огурца.

Отредактированно Администрацией

www.Ponics.ru

Испарительное охлаждение воздуха снижает темпера-

туру листьев в теплицах без вентиляции на 4—6

C и с ес-

тественной вентиляцией — на 10—12 °С.

Обычно при увлажнении субстрата питательным раст-

вором верхний 2—3-сантимстровый слой остается сухим.

Летом в жаркие дни для снижения температуры этот слой

периодически смачивают, что способствует охлаждению суб-

страта.

ЗНАЧЕНИЕ СВЕТА И ИСКУССТВЕННОЕ ДОСВЕЧИВАНИЕ

РАСТЕНИЙ

Для нормального роста и развития растениям необхо-

дим свет определенного спектрального состава и достаточ-

ной интенсивности. От этих показателей зависит питание

растения, его рост, развитие и урожайность.

Астрономическая продолжительность дня в пределах

Советского Союза очень различная и зависит от географи-

ческой широты и времени года. На юге она колеблется от

10 до 14 ч, а в средней полосе летом достигает 16—17 ч, зи-

мой уменьшается до 6—7 ч. Однако продолжительность дня,

используемая растением для накопления органических ве-

ществ в процессе фотосинтеза, значительно меньше астро-

номической. Летом она составляет 14, зимой не более 3 ч

в сутки.

Помимо продолжительности дня, на интенсивность ес-

тественного излучения влияет облачность, осадки, загрязне-

ние воздуха дымом и пылью. Даже при ясной погоде часть

солнечного излучения поглощается атмосферой. При облач-

ной погоде много солнечных лучей отражается в простран-

ство или поглощается облаками. Даже незначительная об-

лачность ослабляет поток солнечных лучей в 2—4 раза, а

дождевые облака в 5—8 раз и более.

Большинство тепличных растений в зависимости от фи-

зиологических особенностей растут и плодоносят при ос-

вещенности 8—12 тыс. лк. Такой мощности поток наблюда-

ется с конца февраля по октябрь. Зимой освещенность на

поверхности земли на открытом месте в полдень достигает

4—>5

тыс. лк, что примерно в 15 раз меньше освещенности в

эти же часы летом. Еще меньше лучистой энергии попадает

на землю в утренние и послеполуденные часы. Освещен-

ность теплиц в это время совсем низкая. Вследствие отра-

жения и поглощения света стеклом она уменьшается при-

мерно наполовину по сравнению с освещенностью на откры-

том месте. Около 10 % света отражается стеклом, 10

о по-

глощ#ется конструкцией теплиц. При потере 30 % света

из-за загрязнения кровли теплиц общие потери составляют