Агробиологические основы капельного орошения овощных культур

По признаку продуктивности, т.е. по употребляемых в пищу частям растений, все овощные культуры можно разделить на две группы. У первой пищевым продуктом служат плоды или соцветия, т. е. генеративная часть растения, а стебли, листья и корни (вегетативная часть) – это отходы производства. У второй группы вегетативная часть является пищевым продуктом.

Система агротехнических мероприятий для первой группы (томаты, перцы, баклажаны, огурцы, горох, дыни, арбузы, тыквы и т. п.) должны обеспечивать образование цветков и рост плодов. Для растений, дающих соцветия (капуста цветная), должны быть созданы условия, обеспечивающие своевременное появление и сильный рост соцветий.

При выращивании культур, у которых продуктивной частью являются вегетативные органы (листья, корнеплоды, стебли ), система агротехнических мероприятий должна быть направлена на усиление роста растений и на полную или частичную задержку образования цветков и плодов.

При всем разнообразии условий происхождения, особенностей формирования продуктивных органов, отношения к основным факторам роста и развития овощные растения обладают одним общим для них свойством — повышенной требовательностью к запасам влаги в почве и обычно большим водопотреблением.

Повышенная требовательность к влаге овощных растений объясняется не только крупными, как правило, листьями, их толщиной, крупноклеточной тканью, увеличенными устьицами, но и особым свойством устьичного аппарата.

Если у злаков (засухоустойчивых растений) устьица бывают открыты только днем и при влажной почве, а при сухой полуоткрыты только утром, то у овощных растений в благоприятных водных условиях устьица открыты и днем и ночью; при неблагоприятных же условиях днем временно закрыты, а ночью открыты.

Это свойство устьичного аппарата овощных растений вызывает большую скорость расхода воды, при которой почти вся вода, находящаяся в растении, сменяется за час.

Таким образом, интенсивная транспирация – одна из основных причин повышенного расхода воды овощными растениями. Что касается коэффициента транспирации, т.е. расхода воды на единицу сухого вещества растения, то он не является показателем потребности культуры в воде.

Транспирационные коэффициенты различных овощных культур (По Бригсу и Шанцу) выражаются следующими величинами: для тыквы 834, огурцов 713, картофеля 636, дыни 621, арбуза 600, капусты 539, свеклы 397, сахарной кукурузы 368.

Как видно, коэффициент транспирации одной из наиболее требовательных к влаге культур, — капусты – меньше, чем у других овощных культур, и занимает среднее положение между овсом и пшеницей, т. е. между культурами с умеренными требованиями к влаге.

Следующая особенность овощных культур заключается в большой насыщенности тканей водой. Это свойство связано не только с их крупноклеточным строением, но и с характером биохимических процессов, происходящих в растении. Конечным продуктом у большинства овощных культур являются углеводные формы – сахара, крахмал, технически ценная клетчатка, а вырабатываются эти вещества растением, как указывает Н.С. Петинов, только при большой насыщенности клеток водой. При этом же условии овощные растения способны обеспечивать присущие им повышенные темпы роста органической массы, что резко отличает их от других культур.

Овощные растения на протяжении всего, как правило длительного, периода вегетации отзывчивы на повышенную влажность. У капусты поздних сортов на протяжении 150 – 200 дней, т. е. до конца вегетации, активно идут процессы накопления органического вещества, требующие большого насыщения клеток растения водой.

В условиях южной засушливой зоны влияние влаги на прирост еще более заметно. Даже такая засухоустойчивая культура ,как арбуз, очень сильно реагирует на увлажнение.

Высокую требовательность овощных растений к влаге нельзя объяснить, как это принято, значительной листовой поверхностью. Полевые культуры имеют обычно большую листовую поверхность на 1 га посева, но по сравнению с овощными культурами они менее требовательны к влаге.

Большинство овощных культур, таких как огурцы; капуста и др. , имеют сравнительно слабо защищенную от излишнего испарения поверхность листьев и поэтому очень отзывчивы на влажность не только почвы, но и воздуха. Эти культуры даже при благоприятной влажности почвы могут не дать высокого урожая, если влажность воздуха низка; другие культуры (томаты), наоборот, лучше чувствуют себя в условиях сухого воздуха.

Большая требовательность к запасам влаги в почве зависит от некоторых особенностей корневых систем овощных культур. У большинства из них корни имеют слабую сосущую силу.

Известно, например, что корни томатов ( не самой требовательной к влаге овощной культуры) развивают корневое давление при всасывании воды из почвы 5,5 атм., тыквы — 13,6 атм., зерновых культур – до 12 атм., а кукурузы — 12,5 атм. ( в 1,5 раза больше давления паровых котлов ). Имея слабую сосущую силу корней, овощные культуры могут обеспечить себя водой только при больших запасах её в почве.

Большую роль в обеспечении овощных растений влагой играет объём почвы, осваиваемый корневыми системами. Чем больше этот объём , тем успешнее растение снабжается водой. У большинства овощных культур объём почвы, в котором находится основная, наиболее деятельная часть корневой системы, обычно мал.

Располагается корневая система на небольшой глубине, т.е. в слое, где нет устойчивых запасов влаги даже в зонах, сравнительно обеспеченных водой. Существует предположение, что длительное возделывание многих овощных растений при неумеренных поливах способствует формированию слабо развитой корневой системы. Еще больше эта особенность проявляется в тепличных условиях.

Все мелкоукореняющиеся растения нуждаются в более высокой влажности почвы, независимо от величины листовой поверхности. Например, огурцы и лук очень сильно различаются по своей наземной части, но сходны по требованиям к влажности почвы, так как имеют одинаково слабо развитую корневую систему.

Рост корней овощных растений вглубь, как правило, идет медленно. К 40 – 45 дню вегетации основная часть корней располагается на глубине 10 – 20 см., где трудно удерживать устойчивые запасы влаги, а для бесперебойного снабжения водой активно действующей листовой поверхности нужно, чтобы вся масса корней поставляла необходимую влагу. Выключение той или иной части корневой системы резко нарушает водоснабжение любых растений, даже плодовых деревьев.

У овощных культур это нарушение сказывается особенно сильно, так как уменьшение увлажненного слоя сверху хотя бы на четверть всей глубины распространения корневой системы повлечет за собой уменьшение активно действующей её части на 50 – 60% и больше что неминуемо резко понизит продуктивность культуры, а следовательно, и урожай.

Наблюдения за динамикой роста и развития капусты, моркови и свеклы, проведенные Ф.И. Бухаревым, показали, что основная масса корневой системы с густой сетью корешков располагается в пахотном слое на глубине 10 – 30 см, и рост ее идет медленно, особенно в первые 1 – 1,5 месяца, наиболее важные в снабжении растения водой.

Изменение влажности почвы сильно влияет не только на рост корней, но и на характер расположения корневой системы. Систематическим увлажнением верхних слоев почвы можно добиться приповерхностного расположения корневых систем; периодическое же подсушивание этих слоёв приводит к углублению корней. Вообще расположение корневой системы овощных культур в верхних, наиболее плодородных слоях почвы считается более рациональным, так как в этом случае лучше используются питательные вещества, обеспечивается лучшая аэрация, а в зонах с недостатком тепла — и лучший тепловой режим.

Однако в южной засушливой зоне такое приповерхностное расположение корневых систем не всегда выгодно, так как систематическое иссушение верхних слоев почвы будет выводить из строя значительную часть активно действующих корней, а большой перегрев этих слоёв может нарушить поглотительную способность корней.

На юге частые неудачи при выращивании томатов, баклажанов, перцев и капусты вызываются именно этими причинами. Создается несоответствие между слабо действующей, ограниченной корневой системой и сильно испаряющей, мощно развитой к этому времени листовой поверхностью. Особенно сильное несоответствие между корнями и надземной частью растений свойственно огурцам, томатам, капусте и находится в прямой зависимости с влажностью почвы. Нагрузка на корневую систему ( более 20 частей наземной массы на одну часть корней ) делает овощные культуры настолько чувствительными к перебоям в водоснабжении, что часто приводит их к гибели.

Отклонение от оптимальной влагообеспеченности сильно отражается на росте растений и на связанных с ним анатомических и морфологических признаках.

У растений, обеспеченных влагой, увеличивается ширина листьев, с развитием мякоти клетки становятся более крупными, устьица также увеличиваются ( хотя число их на единицу площади из-за укрупнения клеток уменьшается ), увеличиваются межклеточные полости, что способствует лучшей вентиляции листьев. Все эти факторы благоприятствуют росту растений, повышают урожай и, по мнению Н.С. Петинова, могут наследственно закрепляться.

При недостатке влаги резко уменьшается площадь листьев, увеличивается число устьиц, уменьшаются их размеры, падает насыщенность клеток листьев водой, возрастает водный дефицит листьев. При недостатке воды растения закрывают устьица и тем самым снижают потери воды. Однако это задерживает доступ углекислоты, что приводит к ослаблению и даже прекращению фотосинтеза, к снижению урожая.

Но главная причина снижения урожая состоит в том, что величина рабочей ассимилирующей поверхности листьев у растений, недостаточно снабженных водой, всегда уменьшена. Это объясняется тем, что сокращаются размеры каждого листа и что нижние листья при недостатке воды скорее заканчивают свой жизненный цикл и отмирают. А при уменьшении величины ассимилирующей листовой поверхности, даже интенсивно работающей, общее количество накопленного за вегетационный период органического вещества неизбежно сократится.

Пониженный водный режим постепенно приводит к нарушению общего обмена веществ, к ослаблению растения, проявляющемуся в увядании, а порой и к заболеваниям. Особенно быстро возникают болезни при резкой смене условий – при наступлении засухи после небольших осадков или жаркой погоды после прохладной, когда растения не успевают приспособиться к новым условиям.

При сильном иссушении почвы может произойти даже задержка в наступлении отдельных фаз. Такие явления нередко наблюдаются на юге в засушливых областях при выращивании кочанной капусты, когда из-за большого дефицита влаги кочан не завязывается.

Недостаточная влагообеспеченность растений и связанное с ней временное завядание могут в отдельных случаях иметь и положительное значение, развивая в растениях устойчивость к засухе, способность усваивать даже малое количество влаги в почве. Эту особенность с успехом используют овощеводы при воспитании рассады. Пересадка рассады в грунт неизбежно связана с временным недостатком влаги. Если рассаду предварительно закалить с помощью умеренных поливов, то она легче приживается на поле.

Хорошие результаты дает закаливание семян в начальный период прорастания переменным намачиванием водой и просушиванием. В результате получаются устойчивые против завядания растения, обеспечивающие высокую продуктивность. Закаленные семена имеют повышенную энергию прорастания. Из закаленных семян получаются засухоустойчивые и более продуктивные растения.

Нарушение водного баланса часто вызывает опадение цветков или завязей у овощных культур плодовой группы. Происходит это из-за сильного оттока воды и питательных веществ из нижних листьев, цветков и завязей к верхним точкам роста и листьям. В месте прикрепления бутонов и завязей образуется слой клеток, изолирующий эти органы от тока воды и питательных веществ, что приводит к их отмиранию и резко снижает урожай. Этот период у плодовых культур принято называть « критическим», хотя такое определение не даёт полного представления о правильном водоснабжении растений в течение вегетационного периода. Всякий перерыв в водоснабжении, всякое слишком глубокое обезвоживание растений в любой период их жизни приводит к их отставанию в росте и снижению урожая. Критический период отличается от других только тем, что в это время растения особенно чувствительны к недостатку воды, и снижение урожая при подсушивании во время критического периода оказывается поэтому резким (по мнению Н.А. Максимова).

Связывать критические периоды с образованием только генеративных органов нельзя. Ряд двухлетних культур (корнеплоды, капуста, лук и др.) в первый год жизни не образует цветков и плодов, но резко снижает урожай при недостатке влаги в отдельные периоды вегетации. Таким образом, критическим по существу можно считать почти весь вегетационный период у овощных растений. При этом надо помнить, что каждому отдельному периоду вегетации того или иного растения присуща своя оптимальная влажность. Критическое в отношении влаги состояние в каждом случае нужно рассматривать как отклонение от этой оптимальной величины.

Необходимая насыщенность клеток водой не бывает постоянной: она меняется не только в зависимости от вида растений, но и от фазы роста и развития. Регулируя насыщенность тканей, меняя таким образом концентрацию клеточного сока, можно управлять растением, усиливая или процессы роста, или процессы развития. При низкой концентрации клеточного сока, т.е. при большем содержании воды в клетках, идет интенсивнее рост, образуются листья и стебли, формируются ростовые точки. При высокой же концентрации клеточного сока, при меньшем насыщении клеток водой, лучше закладываются цветочные почки.

Режим оптимальной влажности нужно понимать как закономерную динамику её изменения по фазам роста и развития растений.

Меняя режим водоснабжения, можно направлять развитие растений, то в сторону большего нарастания вегетативной массы, то в сторону более обильного плодоношения. Надо устанавливать такой режим влажности, который давал бы наиболее рациональное соотношение между вегетативной и генеративной частями растений и обеспечивал наибольшую продуктивность.

Выполнение этого требования возможно лишь при системе капельного орошения. Конкретные величины оптимальных режимов влажности почвы для различных периодов роста и развития растений рассчитываются в каждом конкретном случае по каждой культуре.

26.07.08
Автор: Агроном – овощевод А.И. Удовенко

Пролистать наверх Яндекс.Метрика