В целях улучшения аэрации почв применяют следующие мероприятия:
• на переувлажненных почвах овощные растения выращивают на грядах или гребнях;
• после дождей или поливов необходимо проводить рыхление для уничтожения почвенной корки. При этом почва должна рассыпаться и не образовывать глыбы;
• в защищенном грунте подбирают хорошо аэрируемые субстраты и контролируют водный режим.
Углекислый газ (диоксид углерода, СО2) необходим растениям для фотосинтеза.
45 % сухого вещества растения состоит из углерода, который растение усваивает из воздуха. Дневное потребление углекислого газа овощными культурами на 1 га достигает 500 кг. Поэтому наряду с обеспечением растений элементами минерального питания и водой нужно создавать условия для повышения содержания углекислого газа в воздухе. Обогащению приземного слоя воздуха углекислым газом способствует внесение органических удобрений и поддержание рыхлого состояния почвы. Рыхление почвы увеличивает приток кислорода в нее, улучшая деятельность микроорганизмов и усиливает дыхание корней, что приводит к увеличению выделения углекислого газа из почвы.
При повышении концентрации этого газа до 0,3–0,6 % увеличивается продуктивность фотосинтеза и урожайность культур. Однако длительное повышенное содержание в почве углекислоты отрицательно сказывается на развитии корней. Особенно вредно действует избыток СО2 на прорастающие мелкие семена (моркови, петрушки, лука, сельдерея) при образовании корки на поверхности почвы. Избыточное содержание углекислоты и газа наблюдается при культуре растений на сырых, болотных почвах. Улучшить воздушно газовый режим таких почв можно мелиорацией.
В условиях защищенного грунта обеспечение углекислым газом осуществляется с помощью сжигания природного газа в газогенераторах, отбора и очищения дымовых газов котельных, пищевой углекислоты «сухого льда» и сбраживания свежего коровяка. Оптимальные концентрации углекислого газа зависят от освещенности, а также от герметичности теплицы и площади листьев.
На выделение почвой СО2 влияют система удобрения и орошения, мульчирование, повышающее температуру и оптимизирующее аэрацию, междурядные обработки, улучшающие воздушно водный режим.
Азот воздуха — это инертный газ, входящий в состав белков, хлорофилла, витаминов, ферментов и нуклеиновых кислот. Его используют клубеньковые бактерии, поселяющиеся на корнях бобовых овощных культур. Основная масса азота поступает с удобрениями.
Для ускорения образования женских цветков у огурца, дыни, тыквы используют ацетилен, этилен, угарный газ (СО). Этилен стимулирует прорастание луковиц, семян, пыльцы. В большом количестве его выделяют старые листья и созревающие плоды. Слабо выделяют этилен корнеплоды, капуста, картофель. Выделение этилена плодами в период массового созревания в полевых условиях часто приводит к дефолиации (потере листьев). Выделение этилена плодами может быть причиной преждевременной порчи огурцов, зеленных и других овощей при совместной транспортировке продукции. В концентрации 500 л/м3 этилен используют для дозревания плодов, собранных незрелыми.
К загрязняющим атмосферу веществам относятся озон (О3), сернистый ангидрид (SO2), окись азота (NO2), аммиак (NH3), пыль, дым и др.
Контрольные вопросы
1. Каков состав атмосферного воздуха?
2. Чем отличается процесс фотосинтеза от дыхания?
3. Для чего необходимо регулярное рыхление и удаление почвенной корки?
8.5. Пищевой режим
Для большинства овощных растений наиболее пригодны высокоплодородные, богатые органическим веществом почвы. Наиболее благоприятное содержание органического вещества (гумуса) в почвах для овощных культур 3–4 %, при содержании его вдвое меньшем (1,5–2 %) урожай овощей при прочих равных условиях снижается на 12–27 %.
Из почвы растения потребляют макро и микроэлементы: азот, фосфор, калий, магний, серу, железо, марганец, бор, молибден, медь, цинк и йод.
Потребность овощных культур к минеральному питанию характеризуют общим выносом растениями элементов минерального питания с 1 га из почвы в течение одного вегетационного периода. Уровень выноса зависит от величины урожая, продолжительности вегетационного периода и содержания в почве элементов питания.
В. И. Эдельштейн по выносу элементов минерального питания разделил овощные культуры на четыре группы.
1. С большим выносом элементов питания (до 600 кг/га) — поздние и среднепоздние сорта белокочанной капусты, свекла, сельдерей, брюква, морковь, средние и поздние сорта картофеля.
2. Со средним выносом элементов питания (до 400 кг/га) — раннеспелые сорта капусты белокочанной, цветная капуста, лук порей, репчатый лук, томат.
3. С малым выносом элементов питания (до 200 кг/га) — салат листовой и кочанный, огурец, шпинат, кольраби, листовые овощные культуры и рассада.
4. С очень малым выносом элементов питания — редис.
Требовательность растений к элементам минерального питания характеризуется выносом на единицу урожая и зависит от биологических особенностей растений — скороспелости, темпов роста и развития, мощности корневой системы, чувствительности растений к реакции среды и концентрации солей в почве. По требовательности к элементам минерального питания овощные культуры условно подразделяются на три группы.
1. Очень требовательные растения со слабо развитой корневой системой, малоустойчивые к высокой концентрации и кислотности почвенного раствора — огурец, лук, морковь, чеснок, петрушка, перец, баклажан, капуста цветная и ранняя белокочанная, капуста брюссельская, салат, рассада, брокколи.
2. Требовательные растения с более развитой корневой системой, которые выдерживают относительно высокую концентрацию солей и кислотность почвы, — среднеспелые и поздние сорта белокочанной капусты, томат, свекла, шпинат, кольраби, сельдерей, хрен, фасоль, бобы, тыква, кабачок, дыня.
3. Среднетребовательные растения могут расти при широком диапазоне плодородия почв, их кислотности и концентрации почвенного раствора — щавель, репа, редька, горох, брюква, редис.
Потребность овощных растений в минеральном питании неодинакова в течение онтогенеза. Зародыш прорастающего семени расходует запасные вещества и не нуждается в минеральном питании из почвы. По мере истощения запасов семени проросток быстро переходит на корневое питание. Потребление минеральных веществ в это время мало, но молодые растения очень чувствительны к составу и концентрации почвенного раствора. Недостаточное содержание какого либо элемента питания может отразиться на последующем росте и развитии растения. Корни молодых растений усваивают калий и особенно фосфор хуже, чем азот. Поэтому в это время растения особенно нуждаются в фосфоре и калии. По мере роста и развития корневой системы и надземной массы, поглощение элементов питания усиливается. Во время активного роста особенно быстро увеличивается интенсивность поглощения азота. Для образования листовой массы необходимо повышенное азотное питание, однако потребность в азоте уменьшается у большинства овощных растений к началу формирования плодов, при этом значение фосфора и калия в питании растений возрастает. Например, огурец требователен к питанию азотом в период формирования ассимиляционного аппарата, а к питанию фосфором — перед цветением. В период плодоношения огурец нуждается в усиленном обеспечении азотом и калием. Во время формирования плодов у плодовых овощных культур и запасающих вегетативных органов (кочанов, корнеплодов, луковиц и т. д.) у двулетних культур им необходимы повышенные дозы фосфорных и калийных удобрений.
Недостаток фосфора задерживает переход к цветению и замедляет созревание плодов. Завершение роста и созревания плодов или вегетативных органов запаса идет за счет передвижения питательных веществ внутри растения из листьев.
В таблице 5 приведено количество минеральных элементов (кг), потребляемых овощными растениями при формировании 1 ц продукции.
Таблица 5. Потребность овощных культур в питательных веществах в зависимости от урожая (Г.Круг)
На основе приведенных данных можно определить потребность любой культуры в питательных элементах. Так, чтобы товарный урожай капусты белокочанной составил 500 ц/га, необходимо внести следующие дозы удобрений (кг/га): N — 175, P2O5 — 75, K2O — 225, MgO — 35. С ростом урожая возрастает потребление питательных веществ растениями, поэтому — чем выше планируемая урожайность, тем больше требуется удобрений.
Корневое питание растений зависит не только от их биологических особенностей, обеспеченности продуктами фотосинтеза, но и от интенсивности роста корневой системы, структуры и аэрации почвы, влажности, реакции среды, содержания питательных веществ, форм и соотношений минеральных элементов в почве, деятельности почвенной микрофлоры, корневых выделений и т. д.
Мощность и характер развития корневой системы в значительной мере определяют способность растений к усвоению питательных веществ. Основную массу питательных веществ поглощают молодые, растущие участки корня. Поглощающую поверхность корня очень сильно увеличивает наличие корневых волосков, которые являются зоной поглощения. Поглотительная деятельность корней может осуществляться только в условиях достаточной аэрации. Аэрация почвы оказывает сильное воздействие на почвенные микроорганизмы и связанные с их жизнедеятельностью процессы превращения питательных веществ в почве.
Температура существенно влияет не только на прорастание семян и развитие всходов, но и на поступление в растительный организм элементов питания. При пониженных температурах (10–11 °C) использование растениями фосфора затрудняется. Поступление азота ухудшается при температуре ниже 5–6 °C. Понижение температуры также оказывает отрицательное действие на поступление калия в растения.
В условиях оптимального минерального питания температура около 5–6 °C является критической для поступления основных элементов минерального питания в растения. Скорость поглощения элементов минерального питания возрастает для различных овощных культур с повышением температуры до оптимальной.