Наименьшая влагоемкость (НВ) — важнейшая агрономическая характеристика почвы, так как показывает запас доступной для растений воды, который почва может удерживать длительное время. Почва при этом находится в мягкопластичном состоянии, и условия для ее обработки наилучшие. Оптимальный уровень влажности почвы в открытом грунте для большинства овощных культур (капусты, овощной кукурузы, листовых, картофеля, томата и др.) должен составлять 70–80 % НВ, для корнеплодов — 60–70 % НВ, для огурца — 80–100 %, при такой влажности почвы растения используют ее наиболее продуктивно. Разность между значением НВ и фактической влажностью почвы называется дефицитом влаги в почве и используется при расчете оросительных и поливных норм.
В защищенном грунте в зимние месяцы необходимо поддерживать влажность тепличного грунта на уровне 50–60 % НВ, так как более высокий уровень влажности приводит к угнетению и задержке роста корневой системы, что отрицательно сказывается на продуктивности растений в марте — апреле.
Все скороспелые сорта овощных растений нуждаются в воде больше, чем позднеспелые, т. к. они отличаются быстрыми темпами роста и развития, а также большей густотой стояния на единице площади.
Недостаток влаги в период плодоношения томата приводит к поражению плодов вершинной гнилью; у листовых и редиса вызывает преждевременное стрелкование; опадение цветков и молодых завязей у огурца, томата, перца; корнеплоды семейства капустных становятся грубыми и горькими. Чередование недостатка влаги с ее избытком вызывает растрескивание корнеплодов.
Растения семейства капустных больше всего нуждаются в воде во время нарастания продуктовых органов (кочанов, корнеплодов); корнеплодные растения семейства сельдерейных и маревых — в первую половину вегетационного периода, когда у них еще не образовалась мощная, глубинная корневая система; плодовые растения — во время плодоношения; луковые — в период усиленного нарастания листьев. Для луковых растений, образующих крупную луковицу, подача воды должна прекращаться за 3–4 недели до уборки в целях лучшего вызревания луковицы.
Водный режим почвы регулируется поливами. Для этой цели нужно использовать воду, не содержащую вредных солей и имеющую близкую к нейтральной реакцию. Температура воды для полива не должна быть ниже температуры воздуха в открытом грунте. При поливе холодной водой в тканях растений требовательных к теплу овощных культур повышается вязкость протоплазмы, понижается сосущая сила, вследствие чего резко снижается поступление в растения воды и, несмотря на наличие воды в почве, наступает так называемая физиологическая засуха.
Свои особенности имеет поддержание водного режима в защищенном грунте, что связано с малым объемом субстрата, применением повышенных доз минеральных удобрений, высоким приходом солнечной радиации весной и летом, малым — осенью и зимой. Зимние теплицы имеют двойное регулирование водного режима — поверхностный полив (дождевание и капельный полив) и дренирование субстрата.
Большое влияние на рост и развитие овощных растений оказывает относительная влажность воздуха.
По требовательности к влажности воздуха овощные растения делят на три группы.
1. Требующие влажность воздуха 60–65 % — томат, баклажан, перец, фасоль, бахчевые.
2. Требующие влажность воздуха 70–75 % — капуста, морковь, свекла, укроп, петрушка, щавель, лук порей.
3. Требующие влажность воздуха 80–90 % — огурец, салат, шпинат, сельдерей, лук на зеленый лист.
Значительное снижение относительной влажности воздуха при повышенной температуре замедляет транспирацию и фотосинтез, способствует распространению опасных вредителей.
Избыточная влажность воздуха способствует формированию у растений рыхлых листьев с небольшим количеством устьиц. Плохо переносят повышенную влажность воздуха бахчевые культуры. Особенно неблагоприятна высокая влажность воздуха при подготовке рассады для открытого грунта, т. к. после посадки в поле у растений сильно нарушается водный обмен и снижается приживаемость. Избыточная влажность воздуха усиливает поражаемость растений бактериальными и грибными болезнями, а в период цветения она препятствует нормальному опылению цветков и оплодотворению завязей.
Особое внимание следует обращать на требование овощных растений к относительной влажности воздуха в защищенном грунте. Влажность воздуха можно снизить более редкими поливами и повышением температуры воздуха, а также усиленным проветриванием. Относительную влажность воздуха можно повысить снижением вентиляции, обильными поливами, опрыскиванием растений и сооружений защищенного грунта.
Расход воды на 1 га площади, выраженный в кубических метрах за один полив, составляет поливную норму. Поливная норма зависит от фазы роста и развития растения, мощности корневой системы, водно-физических свойств почвы, температуры воздуха и способа полива.
Расход воды на 1 га за весь вегетативный период растений составляет оросительную норму. Оросительная норма равна сумме поливных норм.
Совокупность числа, сроков и норм поливов называется режимом орошения.
Под поливами обычно понимают искусственное увлажнение почвы. Однако наряду с этим поливы могут иметь и другое назначение: борьба с заморозками, обеспечение внекорневых и почвенных подкормок, увлажнение надземных частей растений и приземного слоя воздуха и др. Решение этих задач при помощи поливов, а в ряде случаев и совмещения в одном поливе нескольких назначений (например, полив и подкормка) еще более повышает значение орошения.
В настоящее время в овощеводстве применяют пять видов поливов (табл. 4).
Таблица 4. Виды и назначение поливов овощных культур
1. Предпосевные, предпосадочные и послепосевные, обеспечивающие хорошие всходы семян и приживаемость растений; поливные нормы равны 100–200 м3/га.
2. Основные вегетационные поливы для восстановления запасов влаги в корнеобитаемом слое поливными нормами 200–550 м3/га.
3. Освежительные поливы для увлажнения надземных органов растений и приземного слоя воздуха в жаркие дни поливными нормами 20–30 м3/га.
4. Противозаморозковые поливы для предохранения надземных органов растений от небольших заморозков в весенний и осенний периоды.
5. Подкормочные поливы для внесения с водой удобрений в растворенном виде.
Основными методами регулирования водного режима почвы является орошение, осушение, сохранение чистых паров, соответствующие приемы обработки почвы, лесозащитные и кулисные посевы, профилирование поверхности, мульчирование.
Для улучшения водного режима при недостатке влаги овощные растения размещают на участках с пониженным рельефом.
Орошение — наиболее надежный способ создания оптимальной обеспеченности влагой овощных растений. Вид полива и способ орошения определяют характер увлажнения почвы и влажность воздуха. В овощеводстве применяют полив дождеванием, по бороздам и капельный. При поливе дождеванием наряду с увлажнением почвы повышается относительная влажность воздуха, увлажняется поверхность листьев, что позволяет использовать дождевание для снижения температуры листьев в жаркую погоду.
В районах избыточного увлажнения, а также на заболоченных территориях, наиболее характерных для Нечерноземья, для улучшения водного режима почв применяют различные способы осушения. В то же время в засушливые годы на осушенных почвах влагообеспеченность овощных культур может резко ухудшаться.
Профилирование поверхности почвы путем нарезки гряд и гребней в районах с избыточным увлажнением усиливает испарение влаги из почвы, способствует стеканию излишков влаги и улучшает аэрацию корнеобитаемого слоя. Мульчирование препятствует испарению влаги и образованию корки. Кулисные посевы и лесополосы способствуют увлажнению окружающего воздуха, сокращают испарение влаги почвой и листьями овощных растений.
В накоплении, сохранении и эффективном использование влаги существенное значение имеют пары и система обработки почвы. Значение чистых паров сводится к исключению расходования влаги из почвы путем транспирации растений в течение вегетационного периода или части этого периода, что позволяет накопить влагу в почве и компенсировать недостаточное количество осадков. Важным средством накопления и сохранения почвенной влаги являются приемы обработки почвы. Ранняя зяблевая вспашка, ранневесеннее боронование зяби, рыхление междурядий, разрушение почвенной корки на овощных культурах уменьшают непродуктивное испарение с поверхности почвы. Верхний рыхлый слой почвы снижает потери влаги на испарение, хорошо аккумулирует выпадающие осадки и весенние талые воды. Обработка почвы поперек склона сокращает поверхностный сток воды в 2–10 раз по сравнение со вспашкой вдоль склона и обеспечивает увеличение запасов влаги в почве на 30–95 %.
Контрольные вопросы
1. Перечислите группы овощных растений по развитию корневой системы?
2. На какие группы делятся овощные культуры по способности добывать и расходовать воду?
3. На какие группы делятся овощные культуры по требовательности к влажности воздуха?
4. Чем определяется требовательность овощных растений к почвенной и воздушной влажности?
5. Какие виды поливов применяют в овощеводстве?
8.4. Воздушно газовый режим
Атмосферный воздух содержит 78 % азота (N), 21 % кислорода (O2), 0,03 % углекислого газа (диоксид углерода, CO2) и 0,97 % инертных газов. Из элементов воздушно газовой среды наибольшее значение для растений имеет кислород и углекислый газ.
Кислород необходим для дыхания растений, при котором освобождается энергия, необходимая для роста и протекания жизненных процессов. Доступ кислорода необходим надземной части растений и корням. Потребность в кислороде проявляется с первых моментов жизни растения — прорастания семени.
Надземная часть растений не испытывает недостатка в кислороде, но корневая система при уплотненной почве и образовании почвенной корки, при избыточном увлажнении угнетается, ослабляется ее рост. Это приводит к снижению продуктивности или полной гибели растения. Кислород воздуха необходим также для почвенных микроорганизмов, участвующих в питании растений.