Алиев Э.А. Выращивание овощей в гидропонных теплицах

Подождите немного. Документ загружается.

50 %.

Если

на

почву поступает

20 %

света,

то на

долю рас-

тения остается всего

30 %.

Большое значение

для

процессов развития растений име-

ет спектральный состав радиации. Солнечные лучи,

как из-

вестно, представляют собой электромагнитные излучения

волнами различной длины. Область солнечного спектра,

соответствующая волнам длиной

до 380 нм,

называется

ультрафиолетовым излучением,

380—780 —

видимая

об-

ласть спектра

и 780—1100 нм —

ближняя инфракрасная

об-

ласть излучения. Последние несут

основном тепловую

энергию. Наиболее важным

для

жизни растений является

видимая часть солнечного излучения, которая воспринима-

ется человеческим глазом

как

свет.

Ее

часто называют

фи-

зиологической радиацией,

или

фотосинтетически активной

радиацией (ФАР),

так как

многие физиологические процес-

сы

не

могут проходить

без

видимого излучения света.

Инфракрасное излучение стимулирует ростовые процес-

сы

способствует ускоренному цветению растений

созре-

ванию плодов. Ультрафиолетовое излучение влияет

на

рас-

тение слабее,

чем

инфракрасное.

Ультрафиолетовое излучение

волнами длиной

от 10 до

250 нм

губительно

для

растений. Однако,

как

утверждают

А.

Ф.

Клешнин

(1954), В. М.

Леман

(1976),

ультрафиоле-

товое излучение

волнами длиной

300—380 нм, т. е.

примы-

кающими

видимой части спектра, положительно влияет

на процессы формирования растений,

частности предот-

вращает

их

вытягивание. Интенсивность солнечного излу-

чения изменяется

зависимости

от

географической широты,

времени года

других факторов.

Осенью солнечная радиация более богата ультрафиоле-

товыми лучами,

чем

весной.

зимние месяцы

полуден-

ное время ультрафиолетовых лучей

в 20,

сине-фиолето-

вых—

в 5,

видимых лучей спектра

— в 3 и

тепловых

в 2,5

раза меньше,

чем в

летнее время.

Условия освещения растений

сооружениях защищен-

ного грунта зависят

от

многих факторов,

частности

от вы-

бора участка

под

теплицы, размещения сооружений, угла

наклона кровли, качества стекла,

его

загрязнения, разме-

щения растений

теплицах

и т. д.

Сооружения защищенно-

го грунта располагают

так,

чтобы

в них

проникало

как

можно больше прямых солнечных лучей. Желательно, что-

бы участок имел небольшой уклон

на юг (5—7 °). В

этих

условиях солнечные лучи падают

большом количестве

на

единицу остекленной поверхности.

Ангарные

блочные теплицы располагают коньком

севера

на юг, что

обеспечивает доступ большого количества

солнечных лучей

более равномерное освещение

утрен-

ние и вечерние часы. Немаловажное значение для проник-

новения солнечных лучей в теплицы имеет угол наклона

кровли.

Конструкция теплиц должна быть рассчитана на наибо-

лее темный период года и на рассеянное излучение. Теоре-

тически полусферические теплицы были бы идеальны, по

строительство их конструктивно очень сложно. Угол накло-

на кровли 25—30° обеспечивает лучшую освещенность в

течение года. Увеличение его нежелательно. При этом об-

разуются тени и, кроме того, строительство таких теплиц

требует больше строительного материала и обходится до-

роже. Кровля теплиц должна быть ажурной и не притенять

растения.

Досвечивание растений и светокультура. Слабая интен-

сивность естественного излучения и короткий день в течение

осенне-зимнего периода не позволяют выращивать в тепли-

цах, овощные растения без дополнительного освещения.

В настоящее время искусственное досвечивание широко

применяется в средней части и северных районах нашей

страны при выращивании рассады.

Источником искусственного досвечивания растений слу-

жат электрические лампы различных типов. Для успеш-

ного роста и развития растений эти источники должны

обладать следующими свойствами: иметь спектральный со-

став излучения ламп, в наибольшей степени способствую-

щий прохождению основных физиологических процессов;

содержать все участки видимого излучения с преоблада-

нием красных, синих и фиолетовых лучей, а также неболь-

шую часть длинной ультрафиолетовой и короткой инфра-

красной радиации

(300—1000

нм); не излучать большого

количества тепла, так как систематическое перегревание

растений нарушает нормальный обмен веществ, приводит к

преждевременному цветению, плодоношению и, как правило,

к снижению урожая; быть экономичными, создавать доста-

точную освещенность при возможно меньшем потреблении

электроэнергии; как можно меньше затенять растения от

естественного света; не мешая уходу за растениями, обес-

печивать равномерное освещение растений; соответствовать

требованиям техники безопасности в помещениях с высо-

кой влажностью воздуха.

В последние годы для облучения растений начали при-

менять ксеноновые лампы водяного (ДКСТВ-6000) или воз-

душного охлаждения (ДКСТЛ-5000, ДКСТЕ-10000), лам-

пы типа ДРЛ с добавлением иодидов металлов под маркой

ДРИ. Добавление йодистого калия и йодистого натрия

повышает их светоотдачу. Эти лампы называют еще метал-

логалоиднымн.

Перспективны лампы, совмещающие иодиды натрия, ли-

тия и индия с трехфазным током (ДРИ-Т) мощностью от

СО до

10000

Вт. Одним из вариантов ламп ДРИ, создан-

ных для облучения растений, служат лампы ЛОР-1000

(ДРФ-1000), которые имеют добавки иодидов лития и ин-

дия. Благодаря внутреннему отражателю светоотдача этих

ламп больше, чем ламп ДРЛ.

Каждая лампа ЛОР-1000 облучает рассаду на площади

15—20

. При их эксплуатации сокращается количество

эксплуатируемых ламп, на 40 % снижаются затраты элект-

роэнергии на единицу площади, уменьшается затенение ра-

стений осветительной арматурой и т. д.

Скорость роста и развития рассады огурца и томата, вы-

ращиваемых зимой, зависит от количества излучения, по-

лучаемого растениями, выражаемого произведением интен-

сивности излучения на его продолжительность.

В наших опытах при применении искусственного досве-

чивания рассады томата по 12 часов в сутки в течение 60

дней при интенсивности освещения 6 тыс. лк на 1 м

первые

цветочные кисти образовывались через 65 дней после всхо-

дов,

тогда как у растений, не получавших облучения, они

образовывались через

85—90

дней.

От искусственного облучения зависит место заложения

цветочной кисти на стебле. У растений, выращиваемых без

досвечивания, первая цветочная кисть сформировалась над

8—9-м, вторая — над

— 12-м листом, а у выращиваемых

при искусственном досвечивании— соответственно над 6—7

8—9-м

листом, что значительно ускоряло их плодоноше-

ние.

Аналогичные результаты получены при выращивании

рассады огурца. Режим досвечивания различными источ-

никами существенным образом повлиял на рост и развитие

рассады (табл. 27).

27.

Развитие рассады

огурца,

выращенной

применением различных

ис-

точников искусственною облучения

(па 22-й

день

после пикировки)

«с*

«с

;

Источник облучения

g£ -

я I

5щая

масс!

ссады,

асса

корн

о.

«5

1*1

с«!

Oo-

5 <о а.

ЛД-80

12 400

16,3

4Н

4.2 5.8

0.130

ДРЛФ-400

160 12,6 376 3,7 5,3 0,121

ДРЛФ-400+лампы

накаливания

18 310 19,7 457 4.8 6,4 0,198

Ростовые процессы

при

различных источниках облуче-

ния довольно хорошо коррелировали

показателями нако-

пления пластичных пигментов.

Содержание хлорофиллов

айв при

облучении лампами

ЛД-80 составляло

2.73 мг/г,

лампами ДРЛФ-400

— 2,15

и лампами ДРЛФ-400-fлампы накаливания

— 2,78 мг/г

сырой массы. Такой биосинтез хлорофилла можно объяс-

нить различием спектра

интенсивности излучения этих

ламп. Синтез хлорофилла быстрее протекает

под

действием

излучения

красном,

каротииоидов

синем участке

спектра.

Во всех случаях применение искусственного досвечива-

ння позволяет сократить сроки выращивания рассады

на

15—20

дней

значительно повышает урожайность выра-

щиваемых культур.

При

облучении рассады огурца лампа-

ми ЛД-80

удельной мощностью установки

400

Вт/м

в те-

чение

12 ч в

сутки

на

протяжении

дней сбор урожая

на-

чался

на

29—30-й день после посадки, тогда

как без

облу-

чения

на 46-н.

Себестоимость овощей

при

досвечиванин рассады,

не-

смотря

на

дополнительные расходы, снижается

на 15—

20 %.

Затраты

на

осветительные установки окупаются

за

1—2

года.

Светокультура. Выращивание тепличных овощей

при-

менением дополнительного искусственного освещения

в по-

следние годы становится более реальным, однако

при

этом

овощеводы защищенного грунта сталкиваются

целым

ря-

дом нерешенных проблем, таких

как

сочетание естествен-

ного

искусственного освещения, подбор источников

об-

лучения

сортов

для

светокультуры

и т. д.

Для изучения эффективности дополнительного освеще-

ния томата нами были проведены опыты

производствен-

ном объединении тепличных совхозов «Пуща-Водица»

1973—1975 гг. на

площади

8 тыс. м

Культуру томата после

высадки

на

постоянное место

течение

дней облучали

лампами ЛД-80

удельной мощностью установки

400

Вт/м

по

12 ч в

сутки, ДРЛФ-400

(рис. 12) с

удельной мощностью

установки

160

Вт/м

по 18 ч

(табл.

28).

Различные условия облучения растений томата

тепли-

цах существенным образом повлияли

на

процесс фотосин-

теза.

растений

без

дополнительного освещения интенсив-

ность фотосинтеза равнялась

12—13 мг CO

на 1 дм

в час,

при досвечиваиии люминесцентными лампами

— 24,

лампа-

ми ДРЛФ-400

— 18 мг. При

этом дневная интенсивность

фо-

тосинтеза составляла соответственно

104,276 и 324

мг/дм

/ч.

Из полученных данных видно,

что при

дополнительном

освещении растений

течение

дней плодоношение

их

12. Дополнительное досвечивание томата лампами ДРЛФ-400.

28. Влияние дополнительного освещения

на

урожай

сроки плодоноше-

ния томата

Да

га Поступление урожая кг/м»

Источник облучения

начала

посадки плодоноше- и* ев О

ния

a S

В X

Без облучения

14—20.1

I3.IV

1,28 4.95

6,23

12,33

Лампа ЛД-80

14—20.1

27.Ш—4.IV

3,03 5,47 8.50 14,51

Лампа

ДРЛФ-400

14—20.1

25—27.111

3,25 4.97

8.23 14,20

ускорилось

на

13—14 дней.

первые месяцы плодоношения

отмечалась дружная отдача урожая. Разница

величине

общего урожая сохранялась

до

конца вегетации.

Экономический анализ показал, что дополнительное об-

лучение томата лампами ЛД-80

ДРЛФ-400

для

получе-

ния рапного урожая вполне возможно н экономически вы-

годно. Наилучший эффект получен при облучении растений

лампами ДРЛФ-400 — с 1 м

теплиц дополнительно полу-

чено 3 руб. 10 коп., а от применения ламп ЛД-80 — 2 руб.

81 коп.

Строительство в нашей стране крупных электростанций

и снижение тарифа на электроэнергию, отпускаемую сель-

скому хозяйству, позволит выращивать в зимний период

при полном искусственном облучении не только высокока-

чественную рассаду, но и овощи.

ПРИЕМЫ РЕГУЛИРОВАНИЯ ФОТОСИНТЕЗА РАСТЕНИЙ

В ТЕПЛИЦАХ

Все ростовые процессы и накопление сухого вещества

растением связаны с фотосинтезом. В процессе фотосинте-

за создается около 95 % органической массы урожая и

аккумулируется вся энергия, накапливаемая в организме.

Поэтому при выращивании растений в теплицах основное

внимание должно быть уделено повышению их фотосинтс-

тической деятельности. Исследованиями ряда авторов уста-

новлено, что тепличные культуры, в частности огурец н

томат, обладают пониженной способностью к фотосинте-

зу. Интенсивность его у этих культур, выращиваемых в теп-

лицах, в 1,5—2 раза ниже, чем у растений, выращиваемых

в открытом грунте. Это объясняется прежде всего тем, что

в тепличных условиях освещенность значительно ниже, чем

в естественных.

В естественных условиях интенсивность поглощения уг-

лекислого газа растениями превышает 40 мг на 1 дм

ли-

стовой поверхности в час, тогда как тепличными растения-

ми,

как показали паши исследования, поглощается его не

более 20 мг, и только при особо благоприятных условиях —

30 мг/дм

в час.

Особенно резко снижается фотосинтстическая деятель-

ность тепличных растений в осенне-зимний период, когда

интенсивность освещения резко падает.

В теплицах можно создавать более благоприятные усло-

вия для фотосинтеза растений, влияя тем самым на их про-

дуктивность.

К факторам внешней среды, влияющим на фотосинтез,

относятся освещение, концентрация углекислого газа в во-

здухе теплиц, температурный режим и режим влажности в

теплицах, условия минерального питания и водоснабжения

растений.

Условия внешней среды, особенно температура и влаж-

3 359

ность воздуха, субстрата,

также освещение оказывают

влияние

на

интенсивность фотосинтеза

накопление пиг-

ментов,

частности хлорофилла

листьях растений.

Особо важную роль

для

тепличных растений имеет

ин-

тенсивность солнечной радиации, которая является источ-

ником света

тепла.

При достаточном коли гсствс света фотосинтез

расте-

ниях проходит

во

много

раз

энергичнее,

чем

дыхание, поэ-

тому

в них

накапливаются органические вещества.

По

мере снижения интенсивности освещения фотосинтез осла-

бевает

наконец наступает такой момент, когда интенсив-

ность фотосинтеза

дыхания становятся одинаковыми.

Такое состояние равновесия,

как

известно, называется ком-

пенсационной точкои

При

дальнейшем понижении интен-

сивности освещения начинает преобладать процесс дыхания

над процессом фотосинтеза. Растения вместо накопления

органических веществ расходуют

их,

вследствие чего

у них

сначала прекращается рост

опадают листья,

затем

они погибают. Повышенная температура

теплицах

при

недостатке света способствует ускорению процесса дыха-

ния растений.

В условиях защищенного грунта

выращиванию расса-

ды огурца

томата приступают

начале декабря,

т. е. во

время, когда накопление сухой массы растениями находит-

ся почти

па

компенсационном уровне.

Чтобы восполнить недостаток света, необходимо осу-

ществлять

ряд

мероприятий,

частности: облучение рас-

сады лампами дневного света, очистку кровли теплиц

от

пыли

копоти, подкормку растений углекислым газом

растворами макро-

микроэлементов (некорневые под-

кормки)

Большое влияние

на

фотосинтез оказывает температура

воздуха.

От

температурных условий зависит процесс

но-

вообразования хлорофилла. Низкие температуры, воздейст-

вуя

на

синтез

деятельность хлоропластов, подавляют про-

цессы фотосинтеза огурца.

Установлено,

что на

процесс фотосинтеза отрицательное

влияние оказывает

не

только низкая,

но и

высокая темпе-

ратура.

По

данным

В. И.

Эдельштейна

(1962), В А. Чес-

нокова

(1955) и

других авторов, благоприятной

для

асси-

миляции веществ огурцом

томатом является температура

от

20 до 35

C с

оптимумом

25—30

°С. Повышение

ее

свы-

ше

ведет

замедлению фотосинтеза,

затем

полно-

му

его

прекращению.

Отрицательное действие высоких температур

на

фото-

синтетическую деятельность растений обусловливается

уг-

нетением ростовых процессов

замедлением утилизации

продуктом фотосинтеза

па

построение более сложных орга-

ННЧ1

i KHX

1НЧЦ11.1

IIIKHM

образом, температурный режим

теплицах

не-

обходимо

поддерживать

пределах, обеспечивающих

наи-

Odtuti

имсокую синтетическую деятельность растений.

Ноли

Ii л

pa ittiv

углекислотой

элементами минераль-

ного

IiHTiiHtnt

ниЛнстся исходным материалом

для

синтеза

орыии'ич

Koiо

нсщсства.

Для

нормальной жизнедеятель-

но)

Ityiui

листа должны быть насыщены водой,

так как

мини'U'и и-.п.пос ть растительного организма неразрывно

IiHitiiiiiH

водообменом.

При

недостатке воды устьица

ли-

I.II

pi.ni

пони,

чго н

смою очереть затрудняет проникно-

Iifiiiii

и in го

углекислоты.

CiMtiii,

нут

urn

гелей

недостатку воды

субстрате

огу-

|м

никому

им

Ibiiuii

режим увлажнения субстрата

(

iit

«mii

вулмуры

пмп т

особо важное значение.

•о

Iдушно

гаэоныи режим

гидропонных теплицах

подкормка растений углекислым газом

одержи

не углекислого газа

воздухе теплиц имеет

им

кит

1ПЯЧ1-1П1С

для

роста

развития растений,

так как он

пилидии

!очником,

нз

которого зеленые растения

ус-

IiiiiiitHiiii

нгпЛхмднмин

им

углерод.

лпнпейшнм

<|>п шологнческим процессом,

конечном

ми

и-

oiipujuviiiiotHiiM

урожиГшость, является фотосинтез,

т. е.

Пропп!

оПрп юн.ниш

оргапп'нткнх веществ

из

углекисло-

Iti

IAiii

(Ги,|

поды

помощью инргип солнечного света,

Iini/пнщнмоИ

хлорофиллом

растений.

Iftitiio

Длимым

Л. Л.

11нчнноровича

(1956), для

созда-

нии

урюкнн

H(H) ц/гя

рястення должны усвоить приблизи-

м.и.но

Ili(H) кг/гп углерода. Чтобы накопить

процессе

фо-

Iiit

ни

и-HI

ткое

его

количество, каждое растение

тече-

MiH* Iitut-1JiIi

IiiHIHtпо

периода должно усвоить около

20 г уг-

.•Ik-to

г.и и о

ruin Об

условиях воздушно-светового питания

Iiiiii

MiOhiio

судии,

еще но

такому примеру:

для

обра-

ItKiIIiIii

I г

Kji

и хм нл и необходимо использовать углекислый

пи,

Iiu

Ir'Ieiiiiuii

'220 л

ноздуха.

В 1 л

воздуха содержит-

Illi-IO

лишь (),.

)Н

мг COj.

OIIIOIUIUM lieюмнпком углекислого газа является воз-

дух.

тмогфгрном

шмдухе

его

содержится

среднем

0,02—

IKI

% *,

Змии ко.'шчесгва

достаточно

для

нормаль-

ного Iipuicivаппч процесса фотосинтеза. Однако имеется

IMPMiiftii

данных,

евпдегсльствующих

о том, что с

увеличе-

IiiiWM

|(111|цсн|рпции

углекислого газа

воздухе повышается

IiiMi»

дылм- содержание

COj

дано

объемных процентах.

интенсивность фотосинтеза растении

урожайность выра-

щиваемых культур.

При выращивании растений

теплицах имеются

все во-

зможности

для

более интенсивного процесса ассимиляции,

а следовательно,

повышения урожайности, даже

усло-

виях несколько пониженного зимнего освещения.

Люндегард

еще в 1924 г.,

повышая содержание угле-

кислого газа

теплнцах

в 3—4

раза против нормального,

добился увеличения урожайности огурца

на 25—28,5 %.

В грунтовых теплицах основным источником пополне-

ния углекислого газа

воздухе является почва,

где он об-

разуется

результате жизнедеятельности микроорганиз-

мов,

разложения органических веществ

дыхания корневой

системы растений.

В гидропонных теплицах,

где

отсутствует основной

ис-

точник углекислого газа

—

почва, наблюдается большой

де-

фицит

его.

По данным наших исследований,

солнечные

дни при

интенсивном фотосинтезе содержание углекислоты

воз-

духе гидропонных теплиц уменьшается значительно боль-

ше,

чем в

грунтовых теплицах.

Так,

содержание углекисло-

го газа

при

выращивании томата

грунтовых теплицах

ночью было незначительно выше,

чем в

гидропонных (соот-

ветственно

на 0,039 и 0,032 %). К 10

часам утра содержание

его

как в

грунтовых,

так и в

гидропонных теплицах резко

снижалось, особенно

гидропонных. Если

грунтовых теп-

лицах

оно

составляло

0,032—0,034, то в

гидропонных

0,027—0,030 %.

Изменение содержания углекислоты

воздухе теплиц

имеет временной характер

заметным снижением

к 12 ч

(рис.

13).

Наиболее низкое содержание

ее к

этому времени

То Тг м Jb 16

Время,

13.

Динамика содержания углекислоты

теплице:

1 —

пасмурный день

февраля;

2 —

пасмурный дань

23 мая; 3 —

ясный день

февра-

ля;

4 —

ясный день

при

открытых форточках

марта;

S —

концентрация

•

естественных

условиях.

достигало

0,017-0,019 %.

увеличением поверхности

ли-

стьев

условий освещения растений дефицит

резко

во-

зрастает.

При

проветривании теплиц содержание углеки-

слоты несколько повышается, однако остается

на

более низ-

ком уровне,

чем в

наружном воздухе. Следовательно,

ясные

дни при

закрытых

даже открытых форточках недо-

CTimiK

углекислоты выступает

качестве фактора, лими-

тирующего фотосинтез.

пасмурные

дни

содержание

СОг

теплице

при

закры-

тых форточках было несколько выше,

чем

наружном воз-

духе.

утренние

вечерние часы

оно

составляло

0,035—

О,0;38

%, к

полудню снижалось

до

0,03 %.

Обогащение теп-

лицы углекислотой происходит

за

счет дыхания корней

микробиологической деятельности

субстрате (табл.

29).

20.

Днгппцн динамика содержания

воздухе

щебне,

Ойьскт определения

Время определения

MHH

•

мин-

мин

мин-

мин

7 в

йй

S-

ГС

о|

Г-

СО

— со

—I

IFH

дух

Наружный

воз-

0,030 0,032 0,030 0,031 0,030 0,030 0,031 0,033

уровне верх-

них листьев

тс-

шц 0.030 0,030 0,027 0,029 0,028 0,028 0,028 0,037

Иоадух

суб-

Ciffkin

O-U 0.080 0,060 0.054 0.046 0,038 0,042 0,037

Такое низкое содержание углекислого газа

воздухе

гидропонных теплиц

не

может обеспечить интенсивный

фо-

тосинтез растений. Поэтому подкормка

их

углекислотой

должна быть неотъемлемым приемом агротехники.

Работами многих авторов установлено,

что для

боль-

шинства овощных культур наиболее благоприятное содер-

жание углекислоты

воздухе теплиц бывает

солнечные

дин

—0,15—0,20

В овощеводстве защищенного грунта существует четыре

способа применения подкормки углекислотой: использова-

ние CO

из

баллонов

жидкой углекислотой, выпускаемой

и культивационные помещения через перфорированные тру-

бы;

применение углекислого ангидрида

твердом виде

(су-

Xoii

лед),

который укладывают

небольшие решетчатые

нщнкн; сжигание природногб газа, керосина

генераторах,

что способствует образованию

незначительной

при-