Наблюдается эволюция овощных растений и в сторону удлинения вегетационного периода или отдельных его этапов. Это прежде всего выведение сортов холодостойких двулетних и многолетних культур с продолжительным периодом яровизации, например, озимой капусты, редиса, сортов томата с замедленным созреванием плодов.
Контрольные вопросы
1. Дайте определения терминам «рост», «развитие».
2. Что означают понятия «филогенез» и «онтогенез»?
3. Назовите фазы роста и развития растений в процессе онтогенеза.
4. В чем заключается периодичность роста растений?
8 Отношение овощных растений к условиям внешней среды и способы их регулирования
Урожайность овощных культур и качество продукции одновременно с генетическими особенностями в значительной мере определяются комплексом внешних условий, которые в той или иной степени обеспечивают реализацию генетического потенциала. Среди многообразного комплекса условий можно выделить основные факторы жизни растений.
1. Абиотические: тепло, свет, влага, воздушно газовый режим, минеральное питание.
Наличие всех этих факторов должно быть обеспечено на соответствующем уровне в течение всего периода от посева до уборки урожая. Ни один из факторов не заменяет другого. Все они играют определенную роль в жизни растений и действие их должно проявляться только в комплексе.
Воздействуя на факторы внешней среды, человек изменяет характер роста и развития растений.
Если один из факторов будет в недостаточном количестве, то именно он будет определять величину урожая. На каждом этапе жизни требования растений к условиям среды бывают различными и роль факторов изменяется.
2. Биотические: взаимное влияние культурных растений в посеве, воздействие сорных растений, полезной и вредной микрофлоры (болезни), полезные и вредные представители животного мира (вредители).
3. Антропогенные: созданные человеком методы культуры, хирургические приемы, воздействия на биоценозы машинами, воздействие химических веществ и физических средств.
По мнению Г. И. Тараканова, уровень реакции растений на воздействие факторов внешней среды определяют три показателя: оптимум (наиболее благоприятный для растения), минимум и максимум — крайние (экстремальные) значения показателей, при которых возможна жизнь растения.
В агрономической практике, оценивая реакцию растений на условия внешней среды, ограничиваются одним показателем — требовательностью. Правильнее оценивать реакцию растений по трем показателям: требовательность, устойчивость, отзывчивость.
Требовательность оценивается по интенсивности и действию фактора, обеспечивающего получение урожая и прохождение межфазных периодов, нормальный ход жизненных процессов.
Устойчивость — это способность растения переносить экстремальные значения факторов. Она определяется значениями минимума или максимума и продолжительностью их воздействия.
При уровне действия факторов, близком к летальному, часто возникают стрессовые ситуации, оказывающие сильное влияние на рост, развитие и продуктивность растений. Наиболее опасны условия, характеризующиеся быстрым неоднократным переходом от нормальных условий к стрессу и обратно.
Устойчивость растений к стрессам меняется в процессе онтогенеза. Она значительно сильнее в фазе покоя, при замедленных темпах роста.
Низкий диапазон устойчивости характерен для генеративных органов в период формирования гамет, оплодотворения и плодообразования, а также у проростков и молодых растений.
Отзывчивость — уровень реакции на повышение или понижение интенсивности действия фактора.
Уровень реакции растений на факторы внешней среды имеет важное значение для овощеводства и определяет возможности культуры, особенности технологии, затраты энергии и средств, темпы формирования, качество и размеры урожая, экономическую эффективность производства.
В овощеводстве всегда шла работа по двум направлениям: приспособление растения к внешним условиям и приспособление внешних условий к требованиям этих растений.
Среди приемов адаптации растений к условиям внешней среды основное значение имеет повышение генетического потенциала селекционным путем. Кроме того, адаптация растения к условиям внешней среды достигается путем воздействия на него приемами, повышающими его устойчивость к неблагоприятным ситуациям. К таким приемам относятся использование высококачественного посевного материала, стимуляция жизнедеятельности растений за счет закалки, протравливания, использования стимуляторов роста, применение рассадной культуры и хирургических приемов (прищипка, пасынкование, прививочная культура).
Влияние внешних условий можно изменять определением оптимальных сроков посева и посадки, местом и сроком возделывания культур, технологией их производства.
8.1. Тепловой режим
Температура — это основной фактор, определяющий сроки и возможности возделывания овощных культур в открытом грунте и энергозатраты в тепличном овощеводстве.
Наличие достаточного количества тепла обусловливает все жизненные процессы, протекающие в растениях от момента прорастания семян до конца вегетации, — фотосинтез, дыхание, усвоение и передвижение питательных веществ.
При высоких и низких температурах в тканях и клетках происходят необратимые изменения, приводящие к гибели. Повышение температуры до определенных размеров увеличивает фотосинтез и дыхание, затем может наступить необратимая коагуляция (свертывание) белков, а при понижении температуры снижается продуктивность фотосинтеза и дыхания. Температура, при которой уравновешивается приход и расход продуктов фотосинтеза, называется компенсационной точкой.
Отношение к теплу складывается из двух показателей: теплотребовательности, определяемой достаточной для нормального роста и плодоношения напряженностью теплового режима и количеством тепла в течение вегетационного периода, а также способности растения противостоять неблагоприятным температурам.
В зависимости от этих показателей предложены классификации растений. Наиболее совершенной из них является классификация, предложенная В. И. Эдельштейном, который делит овощные культуры на пять групп (табл. 3).
Таблица 3. Классификация овощных растений по требовательности к теплу
1. Морозостойкие или зимостойкие культуры. У растений этой группы рост начинается при +1 °C, но наиболее интенсивно идет при 15–20 °C. Вегетирующие растения могут переносить кратковременные заморозки до минус 8–10 °C. Находясь в состоянии покоя растения успешно перезимовывают, в особенности при наличии снежного покрова. К этой группе относятся все многолетние культуры, а также лук порей и пастернак.
2. Холодостойкие. Семена холодостойких культур прорастают при 2–5 °C. Оптимальная температура для их роста 15–20 °C. Растения могут переносить кратковременные заморозки до минус 2–7 °C.
Температура выше 25 °C угнетает растения, а при 30–32 °C наступает компенсационная точка, когда приход от ассимиляции бывает равен расходу на дыхание. К холодостойким растениям относятся: капуста, корнеплодные растения, салат, укроп, шпинат, репчатый лук и др.
3. Условно теплолюбивые растения. Для роста растений требуется температура 15–20 °C, при 10 °C рост приостанавливается, надземная часть растений погибает при 0 °C. Единственным представителем, относящимся к этой группе, является картофель.
4. Теплолюбивые растения. Семена теплолюбивых растений начинают прорастать при 15–16 °C. Оптимальная температура для роста и развития растений 24 ± 4 °C. При температуре ниже 15 °C и выше 30 °C ассимиляция прекращается. Снижение температуры до 0 °C приводит к гибели растений.
Теплолюбивыми растениями являются: огурец, кабачок, томат, перец, баклажан.
5. Жаростойкие. Рост и развитие растений идут нормально при такой же температуре, как и у теплолюбивых растений, но растения могут ассимилировать при температуре до 40 °C. К группе жаростойких относятся: арбуз, дыня, тыква. Устойчивость к экстремальным высоким температурам обусловливается способностью коагуляции белков. Например, у арбуза порог коагуляции находится около 50 °C, а у тыквы — 60–65 °C.
Овощные культуры, возделываемые в защищенном грунте, профессор В. А. Брызгалов разделил на три группы.
1. Требовательные к теплу растения: семейства тыквенные, пасленовые, фасоль. Оптимальная температура для их выращивания 23± 5 °C.
2. Культуры требующие умеренных температур (14±2 °C): капустные растения, укроп, салат, шпинат.
3. Растения требующие пониженных температур (4±2 °C), сюда относятся все доращиваемые культуры (цветная и брюссельская капуста).
Культуры и сорта не однородны по отношению к температуре внутри групп. Меняется это отношение и в период онтогенеза. Если набухание семян может проходить при низкой положительной температуре, то прорастание их может начаться при определенном минимуме тепла. Такой минимальной температурой для холодостойких культур является 1–5 °C, для картофеля, фасоли, кукурузы 8–10 °C, огурца, томата 14–15 °C, для баклажана, перца, дыни, арбуза 16–17 °C. Повышение температуры до 25–30 °C ускоряет прорастание семян, поскольку процессы превращения сложных органических соединений в более простые идут значительно быстрее. Однако и слишком высокая температура может задержать прорастание семян. По сообщению Г. И. Тараканова, семена салата не прорастают при 30 °C.
К моменту появления всходов питательные вещества семени интенсивно расходуются на новообразования и энергетические процессы. Поэтому в регулируемых условиях защищенного грунта с наступлением этой фазы температуру снижают для холодостойких культур до 8–12 °C, для теплолюбивых до 14–15 °C. В этих условиях корневая система продолжает свой рост, так как для ее роста температура должна быть на 3–4 °C ниже, чем для роста подсемядольного колена. Спустя 5–7 суток температуру постепенно повышают до уровня оптимальной для данной культуры. Температура окружающе