Режим орошения томата дождеванием в защищенном грунте Глухова Ольга Васильевна

Содержание к диссертации

Введение

I. Состояние изученности вопроса 8

1.1. Биологический подход к культуре томата 8

1.2. Требования, предъявляемые к выбору сорта и нормам посадки 10

1.3. Насыщение шмелями 12

1.4. Влияние абиотических факторов на развитие культуры томата 14

1.4.1. Световой режим 14

1.4.2. Требования к тепловому и воздушному режимам 16

1.4.3. Микроклимат и питание 18

1.5. Водный режим 22

1.5.1. вода в почве и ее доступность 22

1.5.2. Водный потенциал 26

1.5.3. Требования к водному режиму 27

1.5.4. Транспирация растений и пути ее повышения 29

1.5.5. Относительная влажность воздуха и ее роль 32

1.5.6. Диагностика сроков и норм полива 33

1.5.7. Способы полива в защищенном грунте 35

II. Условия и методика проведения опытов 40

2.1. Обоснование темы и задачи исследований 40

2.2. Условия и методика исследований, схема опытов 42

2.3. Особенности технологии выращивания растений томата 48

Ш. Водообеспеченность и водопотребление томата 56

3.1. Режим орошения и фактическая влажность грунта 57

3.2. Суммарное и среднесуточное водопотребление 60

3.3. Коэффициент водопотребления 66

3.4. Режим минерального питания 70

IV. Влияние орошения и удобрении на рост, развитие и продуктивность растений томата 78

4.1. Рост и развитие вегетативной массы 79

4.2. Развитие корневой системы 81

4.3. Формирование продуктивных частей томата 83

4.4. Развитие заболеваний 85

4.5. Общая урожайность и динамика поступления урожая по месяцам

4.6. Качество полученной продукции 96

V. Экономическая эффективность технологии возделывания томата в защищенном грунте 100

Основные выводы 105

Рекомендации производству 108

Библиографический список использованной литературы

• Требования, предъявляемые к выбору сорта и нормам посадки
• Условия и методика исследований, схема опытов
• Коэффициент водопотребления
• Формирование продуктивных частей томата

Введение к работе

В удовлетворении потребности населения в свежих овощах во внесезонное время приоритетную роль играет тепличное овощеводство. Во многих странах эта отрасль занимает ведущее место в производстве овощей.

Из овощных культур семейства Пасленовые в защищенном грунте выращивают томат, перец и баклажан [18,20]. Овощи этого семейства используют в пищу в сыром и вареном виде, кроме того, они являются ценным сырьем для перерабатывающей промышленности. [153,155].

В Европе под томатом занято 450 тыс. га. В открытом грунте самые большие площади сосредоточены в Италии (120 тыс. га), Испании (60 тыс. га) и Балканских странах (30 - 60 тыс. га). В защищенном грунте томат возделывается в странах расположенных севернее 50 с. ш. По занимаемым под томатом площадям, основные европейские страны - производители располагаются в следующем порядке: Нидерланды - 2300 га, Англия - 800 га, Германия - 200 га, Швеция -50 га и Дания - 65 га [32,155].

Популярность томата обусловлена хорошим вкусом плодов, его привлекательной окраской и освежающим действием, а также высоким содержанием физиологически активных и минеральных веществ. В плодах томата содержится в среднем 92 - 96 % воды, 6 - 8 - сухих веществ, 3 -Сахаров, 0,5 - кислоты (яблочной), 0,8 - клетчатки, 1 - азотистых и 0,6 % минеральных веществ. Плоды томата богаты витаминами, которых в них содержится столько же, сколько и в плодах лимона и апельсина [5]. Потребность человека в витамине С удовлетворяется благодаря овощам на 1/3, в витамине А (через каротин) - на 1/6. Минеральные вещества и витамины группы В, не перевариваемые, но необходимые балластные вещества (около 15 %), также поступают в пищу из овощей. Высокая питательная ценность томата обусловлена еще и невысокой энергоемкостью: в них содержится мало белков,

жиров, углеводов (около 80 кДж/100 г). Потребление овощей в большом количестве помогает избежать избыточного веса или уменьшить его [32,45].

В защищенном грунте России культура томата выращивается на 25 - 30 % площадей, занятых овощными культурами. В том числе около 90 % занимают обычные томаты с массой плода 120 - 140 г и 10 % крупноплодные томаты с массой плода свыше 200 г. Однако следует отметить, что доля крупноплодных томатов в общей структуре площадей постепенно увеличивается. В связи с ростом объемов крупноплодных томатов возникает потребность в более глубоком изучении параметров микроклимата для выращивания этой культуры и определении оптимальных норм посадки, т. к. эта культура гораздо массивнее, чем обычные томаты.

Цель и задачи исследований. Важнейшей задачей овощеводства является получение высокого урожая при рациональном использовании воды и земли. Определение обоснованных норм посадки позволит получать урожай при максимальном использовании земли и ресурсосберегающих затратах на выращивание культуры. Выявление оптимального режима орошения томата поможет значительно повысить урожайность культуры томата и получать продукцию высокого качества при экономном использовании поливной воды.

Необходимость изучения вопросов полива культуры томата объясняется несколькими характерными факторами:

получение максимального и качественного урожая, отвечающего требованиям промышленного производства и обеспечивающую высокую производительность труда;

использование новых усовершенствованных агротехнических приемов по выращиванию культуры томата в промышленных комбинатах нашей зоны, которые бы были экономически оправданы.

Главной целью исследования являлось выявление оптимального режима орошения культуры томата способом дождевания в зимне-весеннем обороте

защищенного грунта с учетом определения необходимой нормы посадки для крупноплодного томата.

Для достижения этой цели в данной работе были поставлены следующие задачи:

выявить экономически обоснованную норму посадки растений томата;

определить оптимальную влажность тепличного грунта для растений томата по периодам их роста и развития;

изучить водообеспечение и водопотребление растений томата при различных режимах влажности грунта;

изучить влияние различных режимов влажности на подверженность растений различным заболеваниям.

изучить влияние различных режимов влажности на рост и развитие растений, формирование и качество плодов.

- выявить на основе полученных экспериментальных данных и
экономической оценки оптимальную влажность грунта для растений томата,
установить сроки и нормы полива.

- рекомендовать производству наиболее рациональный режим орошения
и оптимальную норму посадки крупноплодного гибрида томата,
обеспечивающие повышение урожайности культуры в зимних теплицах нашей
зоны.

Научная новизна исследований и полученных результатов заключается в обосновании дифференцированных режимов орошения для крупноплодного томата по основным периодам роста и развития растений в защищенном грунте. Установлены нормы и количество поливов, обеспечивающие получение высоких урожаев при значительной экономии оросительной воды.

Кроме того, впервые была выявлена оптимальная норма посадки крупноплодного гибрида томата в зимних теплицах Волгоградской области.

Практическая ценность работы. В результате исследований появилась возможность рекомендовать производству ресурсосберегающий и

экономически обоснованный режим орошения томата. А также рекомендовать норму посадки для крупноплодных гибридов томата в сочетании с поддержанием оптимальной влажности тепличного грунта по основным периодам роста и развития растений, что позволяет получать рентабельность технологий выращивания томата на уровне 71,9 %. Оптимальные режимы орошения позволяют снизить расход воды на единицу продукции. Основные положения, выносимые на защиту:

дифференцированный режим орошения томата в условиях тепличного грунта;

водообеспеченность и водопотребление томата при различных режимах влажности грунта и разных нормах посадки;

особенности роста и развития растений, формирование урожая и качество плодов в зависимости от режимов орошения и густоты посадки растений;

экономическое обоснование режима орошения и норм посадки крупноплодного томата в условиях зимних блочных теплиц.

Реализация результатов исследований. Производственная проверка результатов исследований, проведенная в тепличном хозяйстве ОАО «Овощевод» г. Волжского, подтвердила высокую экономическую эффективность разработанного автором режима орошения томата по основным периодам роста и развития растений и нормы посадки крупноплодного гибрида.

Публикации работ. Основные положения диссертации изложены в 3-х опубликованных работах.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов с рекомендациями, списка литературы из 156 наименований (в том числе 15 иностранных). Работа изложена на 143 страницах компьютерного текста и включает 25 таблиц и 20 приложений.

I. СОСТОЯНИЕ ИЗУЧЕННОСТИ ВОПРОСА

1.1. Биологический подход к зимне-весенней культуре томата

В блочных теплицах в зимне-весеннем обороте один из выращиваемых гибридов - это крупноплодный гибрид томата российской селекции «Титаник». «Титаник» является гибридом индетерминантного типа роста, характеризующегося сильным поступательным ростом побегов продолжения и ветвления. Боковые побеги первого порядка дают пасынки второго, третьего и четвертого порядков. Рост стебля не ограничен. Один из самых скороспелых среди индетерминантных крупноплодных гибридов новейшей селекции. Он хорошо завязывает плоды при ранних сроках посадки, что выгодно отличает его от гибридов данной группы. Растение с открытым габитусом, мощное, сильнорослое.

Лист средней величины, сильно рассеченный, темно-зеленый. Первое соцветие закладывается над 9-10-м листом, далее они следует через три листа. Для таких растений требуется непрерывное пасынкование и многократная подвязка.

Соцветие простое, иногда разветвленное, обычно с 6-8 плодами. Плоды плоскоокруглые. Окраска незрелых плодов равномерная, светло-зеленая, спелых - красная с малиновым оттенком. Средняя масса плода 200 г, в нем 4-6 семенных камер.

В первом обороте (декабрь - июль) можно достичь высоких урожаев томата «Титаник» от 16 - 18 кг/м² до 20 кг/м² при высоком уровне агротехники. Тем не менее, даже при отработанной технологии урожайность во многих тепличных комбинатах не доходит до таких показателей, а по годам не бывает стабильной. Особенно это относится к грунтовым теплицам, где водно-солевой режим регулируется в меньшей степени по сравнению с малообъемной культурой.

Получить высокие урожаи в конкретных условиях можно, изучив в полной мере биологические особенности томата и детализировав на этой основе сортовую агротехнику [12,18].

Томат, как любое другое растение - сложная саморегулирующаяся биологическая система. Органы растения - корни, листья, побеги, плоды -находятся в тесном генетически контролируемом взаимодействии друг с другом; при этом их взаимосвязь подвержена взаимодействию условий выращивания [4,25]. Управляя процессами распределения ассимилятов и метаболитов по органам растения, можно добиться повышения урожайности.

Основная часть элементов питания поступает в растения томата через корень, поэтому корневая система является важнейшей частью томатного растения, которая при слабом развитии, в соответствии с законом минимума, будет тормозить дальнейшее развитие других органов - и в первую очередь -формирующихся плодов [37,67,103]. Мощная, хорошо развитая корневая система помогает растению легче преодолевать всевозможные стрессы, заболевания, замедляет старение и, как следствие, увеличивает продуктивность [63,97,121].

У томата высокая требовательность к теплу и чувствительность к низким температурам. Генеративное развитие томата после высадки рассады зависит от поддержания определенного соотношения между освещенностью и температурой, что особенно важно при недостаточной освещенности, а в зимне-весеннем обороте основным лимитирующим фактором является пониженная освещенность (длительная пасмурная погода) [21,129]. При недостаточной освещенности температуру воздуха следует поддерживать на более низком уровне, в противном случае замедляется развитие цветков, происходит осыпание завязей и отмирание целых соцветий. Однако понижение температуры имеет свои границы. При температуре воздуха ниже 16С складываются неблагоприятные условия для прорастания пыльцы и

оплодотворения. Кроме того, только при температуре не ниже 16С созревающие плоды приобретают нормальную окраску [5,129].

Растущие вегетативные и генеративные органы растений оказывают большое влияние на интенсивность фотосинтеза, скорость поглощения воды и элементов минерального питания, на направление и скорость передвижения пластических веществ в растении [124,134,143].

Основная причина задержки роста того или иного органа - изменение количества и состава поступающих в него фитогормонов и питательных веществ. Эти изменения могут быть результатом корреляционных связей, когда в одни органы ассимиляты поступают более интенсивно, чем в другие [24,26].

1.2. Требования, предъявляемые к выбору сорта и нормам посадки.

При выращивании томата в теплицах немаловажное значение имеет выбор сорта. Сорт определяет особенности агротехники и в значительной мере величину урожая [5,123,129].

Промышленное тепличное овощеводство предъявляет к сортам и гибридам томата особые требования. Они должны быть высокоурожайными, с ранней отдачей урожая, устойчивыми к болезням, хорошо завязывать плоды в условиях недостаточной освещенности, иметь высокие товарные и вкусовые качества плодов, быть выровненными по размеру и форме, равномерной окраски, без зеленого пятна вокруг плодоножки, устойчивыми к транспортированию [5,19,20,129].

В настоящее время в овощеводстве защищенного грунта возделывают исключительно высокорослые сорта, поскольку в этом случае можно добиться оптимальной высоты растений и лучше использовать объем помещения. Кроме того, высокорослые сорта более урожайные и дают плоды более высокого качества.

В зависимости от характера роста и ветвления этих побегов все сорта томата подразделяют на две группы:

индетерминантные (с неограниченным ростом);

детерминантные (с ограниченным ростом).

Сорта томата индетерминантного типа характеризуются сильным вегетативным ростом и высокой ремонтантностью (постоянным возобновлением роста и цветением), равномерностью в отдаче урожая и легкостью формирования растения в один стебель. Именно большинство сортов этой группы используются в защищенном грунте [5,31].

Ветвление побегов у этой группы симподиальное, т. е. после образования первого соцветия, которое обычно закладывается над 8-10-м листом, рост продолжается на счет бокового побега, который появляется из пазухи самого верхнего листа. При росте этого побега наблюдается смещение соцветия в сторону, а лист, в пазухе которого он заложился, выносится выше соцветия [123]. После образования у этого побега трех листьев формируется соцветие, а его рост прекращается. Из пазухи листа, расположенного под этим соцветием, опять появляется побег продолжения с тремя листьями и т. д. Таким образом, рост растения продолжается непрерывно (индетерминантный тип роста). На практике принято эту совокупность побегов, образующихся в процессе симподиального ветвления, называть основным, главным стеблем [31,122].

Тепличное овощеводство также предъявляет высокие требования, помимо выбора сорта, к густоте посадки растений томата. Это крайне важный фактор. При выращивании растений томата норма посадки может варьировать от 2,0 до 4,0 растений на м², в зависимости от величины плодов и мощности вегетативной массы растений [31].

Определение густоты посадки является очень важным, так как при низкой плотности посадки растений, очевидно, что урожайность будет ниже, чем при оптимальной плотности [141,142]. А при повышенной норме посадки растениям не будет достаточно площади питания, плоды будут формироваться более мелкими и некондиционными, в результате чего урожайность снизится. Помимо этого, при загущенности посадки растений, из-за плохой

проветриваемости, будут развиваться заболевания, которые также приведут к значительному снижению урожайности [32,144].

Поэтому, для получения высоких и стабильных урожаев растений томата в защищенном грунте необходимо знать правильную густоту посадки растений для определенного гибрида или сорта.

1.3. Насыщение шмелями

Одно из условий успешного культивирования томата в защищенном грунте - стабильное завязывание плодов [20,31]. Даже при полном раскрытии цветков, оплодотворение может быть недостаточным из-за низкой скорости движения воздуха или экстремальных влажности воздуха и температуры. Это особенно опасно при ранней посадке, когда температура обогрева достигает максимальных значений. Условием нормального самоопыления цветка томата является попадание на рыльце пестика достаточного количества пыльцы [20,122]. Этому, в значительной степени, способствует легкое встряхивание растений или соцветий, если движение воздуха недостаточно. Для этого служат «томатные дрели» (с помощью магнитов и электрических прерывателей контактов приводится в движение железный стержень, который придает соцветиям колебательные движения), искусственные воздуходувки, встряхивание несущей проволоки или крупнокапельное дождевание на короткий срок в середине дня. Процесс вибрации кистей должен проводиться не реже 2 раз в неделю [19,129]. Эту операцию правильно и аккуратно может выполнять только специалист, также для этого требуется дополнительное время. Поэтому в ОАО «Овощевод» и многих других хозяйствах последние года для опыления томата применяют шмелей. В период массового цветения (3 декада февраля) на один гектар завозят 5 ульев. Ульи со шмелями равномерно распределяют по гектару, устанавливая их между делянками ближе к проходной дорожке, в месте, хорошо освещенном в утренние часы. Стекла теплицы над ульями затеняют фанерой, а в жаркое время года забеливают мелом. Через месяц завозят дополнительно еще по 3 улья.

Шмели качественнее производят опыление, так как при большем количестве попадания пыльцы на рыльце пестика завязавшийся плод более выровненный и полнокамерный. Также для этой операции не требуется дополнительного времени. Процесс опыления шмелями можно контролировать, так как после посещения цветка эти насекомые оставляют отметины - темное пятно -укус, это означает, что цветок опылен [122,129].

Для предупреждения гибели шмелей от химического токсикоза, при обработке растений пестицидами, ульи выносят с гектаров в прохладное место [19,129]. Предварительно (за несколько часов до выноса улья) закрывают отверстие для вылета шмелей из домика, оставляя открытым только отверстие на влет, таким образом, собирают всех насекомых в улей. Обязательное условие при этом - возвращение улья точно на прежнее место.

1.4. Влияние абиотических факторов на культуру томата

1.4.1. Световой режим. Для роста, развития и урожайности тепличных культур имеет большое значение световой режим, под которым подразумевают такие показатели, как длина светового дня, интенсивность света и спектральный состав света; два первых подвержены значительным сезонным изменениям [19,129].

В зимне-весеннем обороте рассаду томата высаживают в январе месяце; оборот заканчивают в начале июля. В этом временном интервале световой день варьирует очень сильно. Хотя продолжительность темнового периода служит решающим условием для фотопериодического возбуждения, традиционно говорят о воздействии длины дня. О реакции растений на длину (продолжительность) дня (фотопериод) судят по заложению цветков и цветоносов. Продолжительность дня может также воздействовать на заложение и образование цветков [19,20,122].

По образованию цветков различают следующие типы реакции, или формы приспособления:

растения короткого дня - заложение или образование цветков становится возможным или ускоряется, если продолжительность воздействия дневного света не превышает критическую длину дня;

растения длинного дня - заложение или образование цветков становится возможным или ускоряется, если продолжительность воздействия дневного света превышает критическую длину дня; темновой период не требуется, эти растения цветут и при постоянном свете;

растения длинно-короткого или коротко-длинного дня приспосабливаются к определенной продолжительности светового периода; в этом случае образование цветков приспосабливается к длине дня;

растения нейтральные не имеют фотопериодической реакции.

Томат относится к группе фотопериодически нейтральных растений, т. е. образование цветков у томата не контролируется длиной дня [19].

Свет высокой интенсивности ускоряет развитие и цветение томата; слабая освещенность, наоборот, задерживает эти процессы [89].

Недостаточное освещение, помимо уменьшения степени прироста, приводит к образованию истонченных листьев, длинных стеблей и тонких клеточных стенок, а также рыхлых слоев клеток и нежных, но нестабильных тканей. Недостаток освещения вызывает ухудшение качества из-за обесцвечивания и преобладания роста листьев (формируются уродливые плоды), а значит и стоимость урожайных (продуктивных) частей растений. Кроме того, в связи с конкуренцией между ростом листьев и побегов у томата либо образуется меньше цветков, либо, наоборот, приходиться удалять избыточное их количество, а также естественно уменьшается устойчивость растения к стрессам и заболеваниям [32,43,88].

Способность к росту (за период от появления всходов или высадки растений до уборочной спелости) значительно увеличивается с повышением интенсивности излучения, но ослабляется с приближением к наивысшему пределу излучения. Высокая интенсивность излучения приводит к огрубению листьев, высокой концентрации вкусовых веществ и, вследствие избыточной транспирации, к уменьшению роста. Опасность избыточного излучения состоит в том, что приспособляемость к нему растений незначительна. В сооружениях защищенного грунта интенсивность излучения снижается на 30 - 50%, но летом овощные культуры здесь затеняют, чтобы защитить от слишком высоких температур, водного стресса. В переходные периоды затенение помогает растениям приспособиться к новым условиям [20,90,129].

Общая солнечная радиация включает в себя как прямой солнечный, так и диффузный рассеянный свет, распространяется волнами длиной около 300 -2600 нм [32,151]. Наиболее важную для растений область излучения составляют волны диапазона физиологически активной радиации (300 - 800 нм), обеспечивающие физиологические, биохимические, трофические процессы в растении. В фотосинтезе участвуют волны длиной 380 - 720 нм. Данная область называется фотосинтетически активной радиацией (ФАР) и охватывает около 50% общей солнечной радиации [19,20,151]. Каждый спектр, входящий в состав света, оказывает свое влияние на рост и развитие растений [20]:

красные (720 - 620 нм) и оранжевые(620 - 595 нм) лучи - основной вид энергии для фотосинтеза, они задерживают переход к цветению;

синие и фиолетовые (490 - 380 нм) участвуют в фотосинтезе, стимулируют образование белков, морфогенез и переход к цветению у растений томата;

длинные ультрафиолетовые лучи (315 - 380 нм) задерживают вытягивание стебля, повышают содержание некоторых витаминов;

средние ультрафиолетовые лучи (280 - 315 нм) повышают холодостойкость растений, способствуют их закаливанию;

желтые (595 - 565 нм) и зеленые (565 - 490 нм) лучи минимально физиологически активны.

Таким образом, хорошее использование солнечной радиации - решающее условие для возможностей роста и интенсивности фотосинтеза. Поэтому радиация и служит важным фактором при выращивании растений.

1.4.2. Требования к тепловому и воздушному режимам. Факторами, ограничивающими урожайность томата, являются свет, температура, питание и поступление воды [19,129].

Оптимальная температура для чистой ассимиляции для растений томата находится в пределах 25-30С [129].

Нарушение требуемого томатам теплового режима приводит к аномалиям в их росте и развитии. Так, при падении температуры у томата отмечается ускорение образования генеративных органов, не отвечающих товарным качествам, отмирает корневая система, развиваются заболевания. При температурах выше оптимальных у растений томата снижается содержание в растительных тканях крахмала и Сахаров, пыльца становится стерильной, наблюдается вытягивание стебля и изнеживание растений [5,19].

Температура определяет интенсивность таких процессов метаболизма растения, как фотосинтез, дыхание, транспирация, транспорт'веществ, рост и плодоношение [2,18,24]. Температурный оптимум фотосинтеза для растений томата лежит в пределах 20-35С. При температуре ниже 20С указанный процесс протекает замедленно, при 35С быстро снижается, резко усиливается транспирация, а при 40С фотосинтез прекращается. Даже при непродолжительном повышении температуры до 40С также наблюдается повышение интенсивности дыхательного, мезофильного и устьичного сопротивления диффузии ССЬ. При температуре выше 35 С рост пыльцевых трубок у растений томата прекращается, цветки опадают [19,20,129].

Низкие ночные температуры задерживают отток фотоассимилятов и вызывают скручивание листовых пластинок у томата (оптимум ночной

температуры находится выше 14С, при более низкой температуре интенсивность фотосинтеза на следующий день снижается). Скручивание происходит оттого, что фотоассимиляты переходят в нерастворимую форму (крахмал), остаются в клетках листьев, накапливаясь в чрезмерных количествах и деформируя их [90,129].

Температура воздуха не всегда совпадает с температурой растения. При сильной солнечной радиации, по данным Д.О.Лейбла и А.И.Лузика, температура листа может быть на 5 -14С выше температуры воздуха, а в других условиях, наоборот, может быть на 2-3С ниже. Первое явление приводит к ожогам, второе - к конденсации водяных паров в листьях [78]. Чтобы предупредить выпадение конденсата на растениях, за 1 ч до восхода солнца температуру в теплице постепенно повышают, стремясь уровнять температуру растений и воздуха. Вечером также осуществляют переход от дневного режима к ночному [97,118].

Изменение температуры в воздушной и корнеобитаемой средах сильно влияет на прорастание семян томата, рост, развитие корневой системы и ее активную деятельность, связанную с поглощением воды и питательных элементов. Так, при высоких температурах грунта усиливается поступление воды в растения томата, ускоряется передвижение в их тканях фосфора и кальция, возможны появления ожогов, растрескивание стеблей и плодов [127,128]. При температурах грунта ниже оптимума затрудняется поступление в растения воды и элементов питания. При резком увеличении интенсивности солнечной радиации и дефиците влаги в воздухе расход воды при транспирации не успевает восполняться корневой системой даже при достаточно увлажненном грунте. В результате наблюдается явление физиологической сухости [19,129].

Посредством транспирации растение регулирует температуру органов и тканей, определяющую интенсивность всех биохимических процессов. Если процесс транспирации нарушается, устьица закрываются. Температура листа

становится значительно выше температуры воздуха и может превысить температурный максимум, за пределами которого возникает опасность появления солнечных ожогов [98,111,126].

Для гармоничного роста растений томата необходимо четко регулировать уровень температур грунта, воздуха и растений.

1.4.3. Микроклимат и питание. Требования к питанию у томата являются очень высокими. В среднем на производство 1 кг плодов растение потребляет 3,5-5 г N, 0,7-1 г Р, 7-8 г К, 4,5-5 г Са, 1-1,2 г Mg [20,122,129].

Томаты отличаются очень большой способностью поглощения и усвоения азота и калия из почвы, значительно труднее они усваивают фосфор, поэтому рекомендуется использование повышенных доз фосфорных удобрений [23,51].

Ответные реакции на питательные элементы в целом снижаются, когда температура воздуха и грунта снижается ниже оптимальной, так как низкие температуры ингибируют рост и поглощение питательных элементов [106,112].

Сырой вес плодов томата, выращиваемых при постоянной температуре воздуха, увеличивается с увеличением доз N до среднего уровня (220 N мг/л) при температуре корней 22-27. Нет ответных реакций на дальнейшее увеличение N при таких температурах, в то время как при 13 вес растений увеличивается только при наибольшем уровне N [124,127].

Высокие температуры воздуха увеличивают содержание N в растениях при всех его уровнях. Однако, при режиме высоких температур растения, выращиваемые при низком уровне N, проявляют повышенное сбрасывание цветков и дают симптомы недостатка N раньше, чем растения при нормальной температуре [100,127].

Низкая температура корней (8) вызывает накопление нитратного N и К в корнях. Пониженный перенос этих ионов к корням может быть одной из причин того, почему рост растений, получающих только нитратный N, снижается при низкой температуре [31,128].

Взаимодействие между температурой грунта и уровнями К влияет на рост. Общее поступление К, Са и Mg понижено при температуре корней 13, в то время как Р, К, Са, Mg, Си, Fe и Мп в листьях увеличивается с увеличением температуры питательного раствора [124,127,128].

С увеличением температуры воздуха повышается содержание Zn в листьях, особенно при повышенных уровнях Zn. Высокие температуры воздуха ночью (21) увеличивают содержание Са и Na в листьях, но снижают содержание Р.

Свет является жизненно важным фактором, влияющим на рост растений и на некоторые взаимодействия с питательными элементами [113,114,126]. Например, затенение в летнее время снижает содержание в сухом веществе Са. Также растения, выращиваемые в затененной части теплицы, накапливают меньше N и К, чем растения на полном свету, хотя затенение не оказывает влияния на поглощение Р. Сильное (до 65%) затенение растений, выращиваемых на нитратном N снижает поглощение N, Р, К, Са и Mg; растения только на аммонийном N проявляют тенденцию накапливать больше N, Р и К при усилении затенения. Досвечивание увеличивает поглощение N, К, Са, Mg, содержание Мп в листьях и урожай плодов. При низких уровнях К повышенное содержание Са в питательном растворе проявляет тенденцию к увеличению проявления загнивания при цветении в условиях слабого освещения [126,128].

Сухой вес растений весной и летом увеличивается с увеличением уровней N, но снижается зимой в соответствии с количеством цветков на первой кисти; обратное было выявлено для содержания N в растениях. Содержание сухого вещества увеличивается и при интенсивности света, и при оптимальном уровне К, но ответная реакция на интенсивность света выше при повышенных уровнях К [127].

Симптомы, характерные для дефицита В, особенно пониженная интенсивность удлинения корней и усиление побурения корней, бывают при более высокой, чем обычно, интенсивности света [106,113].

Сухой вес растений снижается при увеличении концентрации Са в условиях низкой интенсивности света при коротком дне, в то время как при длинном дне он увеличивается с концентрацией Са при высокой интенсивности света.

Интенсивность поглощения элементов питания изменяется в течение дня. Поглощение N и К увеличивается от низкой интенсивности ночью до максимума в самую яркую часть дня и снижается снова в течение вечера. Поглощение N и К тесно связано с интенсивностью света и температурой воздуха, а также сильно коррелирует с потреблением воды. Интенсивность поглощения N и К зависит не только от света, получаемого в течение изучаемого периода времени, но также и от света, полученного до этого. Однако интенсивность поглощения Р более тесно связана с температурой раствора и достигает максимума днем, т.е. позднее, чем уровни N и К [125,126].

Уровни поглощения воды, N и К увеличиваются с интенсивностью света между 06.30 и 14.00 часами, а затем снижаются. Однако интенсивность поглощения Р увеличивается до 17.00-18.30 часов, а затем медленно снижается в соответствии с температурой раствора [127].

Значительно более высокие максимальные интенсивности поглощения зарегистрированы в самое теплое время дня в середине лета. Соотношение поглощенных питательных элементов и используемой воды увеличиваются в соответствии с концентрациями N и К, поступающих в раствор [19,124].

Интенсивность, с которой Са поглощается в световой и темновой периоды, варьирует в зависимости от частей растения. Апикальные меристемы накапливают больше Са в темновой период, чем когда они освещались, в то время как листья накапливают меньше Са в темноте.

Общее поглощение питательных элементов варьирует в зависимости от многих факторов, таких как интенсивность света, температура, влажность, аэрация и здоровье растений, особенно их корневой системы. Количества

питательных веществ, поглощенных зрелой культурой томата, также варьирует в зависимости от продолжительности сезона выращивания [129].

Поглощение N и К заметно увеличивается в соответствии с концентрациями поступающего питательного раствора, когда концентрации питательных элементов не поддерживают постоянными, что отражает их существенное снижение в рециркуляционных растворах концентраций до более низких.

Высокий уровень N увеличивает общее поглощение Р, но не оказывает влияния на его поглощение растениями с недостатком Р. Заметное увеличение поглощения Р связано и с повышенной температурой корней, большая часть такой ответной реакции - за счет стимулирования роста корней повышенной температурой [31,125,127].

Недостаточное питание растения приводит к нарушению роста: недостаток N - к медленному росту корней; К - к снижению жизнеспособности растений; Mg - к неблагоприятным физиологическим изменениям; Са - к слабому развитию корней и побега; Fe - к задержке роста; В - к растрескиванию листьев, хрупкости побега и листьев, сбрасыванию завязей [5,128].

Наиболее распространенными видами дефицита являются недостатки N, Р, К и Mg. Недостаток микроэлементов, кроме В, обычно не происходит в почве, хотя дефицит Fe и Мп может вызываться слабой аэрацией почв или болезнями корней. Однако беспочвенные субстраты должны получать все микроэлементы, а если они находятся в несоответствующих соотношениях, то сильно возрастает возможность проявления недостаточности или токсичности. Например, в торфе нет глинистой фракции, и водорастворимые концентрации некоторых питательных элементов выше, чем в почве; таким образом, желательны утечки. В то же время переувлажненные растения в горшках с торфом могут получать дефицит В, этот питательный элемент следует подавать с осторожностью, так как фитотоксичность может появляться здесь скорее, чем в почве.

Раннее распознавание симптомов некоторых нарушений важно, если их можно успешно скорректировать. При сильных симптомах, допускающих развитие, корректирующие обработки могут улучшить соответствующий рост, но они сильно влияют на листья, которые вряд ли можно восстановить. Общее влияние нарушения на урожай и качество плодов во многом зависит от его продолжительности и серьезности.

Схожесть между симптомами при некоторых нарушениях может вводить в заблуждение. При любом изучении нарушения важно критически рассмотреть все обстоятельства и сопутствующие факторы, такие как тип субстрата и его рН, программы питания и орошения, а также все мероприятия по культуре. Когда это сделано, многие нарушения можно исключить автоматически, а описания симптомов вместе со знаниями факторов, благоприятствующих их развитию, можно использовать для проведения различий между оставшимися возможностями. Так как растения не всегда проявляют "классические" симптомы определенных нарушений или могут страдать от двух и более нарушений одновременно, то листовой анализ часто используют для подтверждения диагноза [113,127]. 1.5. Водный режим

1.5.1. Вода в почве и ее доступность. Вода в жизни растений играет важнейшую роль. Вода принимает участие в транспорте питательных веществ, образовании фотоассимилятов, регулирования температуры листьев и внутриклеточного давления. Она - растворитель минеральных веществ и среда физико-химических процессов: все физиологические и биохимические процессы совершаются только в ее присутствии, а при отсутствии доступных форм - полностью приостанавливаются [20,120,129].

Основным источником воды для растений является почвенная влага. Чтобы определить потребность в воде для получения максимального урожая и рассчитать режим орошения, необходимо знать в каких формах она находится в почве [62,67,99,111].

По своим свойствам и степени доступности почвенная влага неравноценна
$ для усвоения растениями [32,36,40,41].

Существуют три агрономически важных формы воды в почве: связанная, свободная и парообразная [36,111].

Связанная вода - это часть воды, вступившая с почвой в прочную связь, не способная к передвижению, не растворяющая в себе соли и недоступная для растений. Связанная почвой вода составляет водную оболочку ее частиц, так называемую пленочную воду, и является мертвым запасом. Кроме прочносвязанной воды, почвенные частицы способны удерживать еще некоторое количество рыхлосвязанной воды.

Свободная вода заполняет связанные между собой поры почвы. Часть ее, заполняющая крупные поры, называется гравитационной водой. Это наиболее доступная для растений влага, имеющая ограниченное значение в их водоснабжении, так как под влиянием силы тяжести быстро стекает за пределы корнеобитаемого слоя или переходит в другие формы. Скапливаясь над водоупорным слоем почвы, гравитационная вода может поднимать уровень грунтовых вод.

Более мелкие поры занимает капиллярная вода, которая слабо удерживается почвенными частицами, подвижна, легко просачивается и поднимается по капиллярам и доступна для растений. Капиллярная влага является основой постоянного влагообеспечения растения.

Парообразная вода заполняет поры, не занятые жидкой влагой, и
перемещается с током воздуха от теплых к холодным слоям почвы. Сама по себе
парообразная вода не используется растениями, но при конденсации она
превращается в "почвенную росу", которая может поглощаться корневыми
волосками растений. Способность почвы поглощать и связывать частицы
парообразной воды называется гигроскопичностью.
^ С.И.Долгов [36] разделяет всю почвенную влагу по степени ее

подвижности и влиянию на рост и развитие растений на шесть частей.

Первая часть является недоступной для растений. Это, главным образом, прочносвязанная вода. Верхняя ее граница лежит около максимальной гигроскопичности почвы.

Вторая часть - труднодоступная для растений, непродуктивная вода. Верхняя ее граница находится у влажности завядания. Это такое капиллярно-разобщенное состояние влаги, при котором растения начинают обнаруживать признаки устойчивого завядания, не исчезающие при помещении их в атмосферу, насыщенную водяным паром.

Третья часть - доступна для растений, но пониженной продуктивности. Верхняя граница ее - влажность торможения роста.

Четвертая часть - нормально доступная и продуктивная вода, обеспечивающая нормальный рост и развитие растений. Верхняя граница - наименьшая влагоемкость.

Пятая часть - легкодоступная вода для растений. Она обеспечивает хорошее развитие, главным образом, вегетативной массы растений. Верхняя ее граница находится около такой влажности почвы, когда в последней остается приблизительно 1% воздуха от объема почвы.

Шестая часть - избыточная (хотя и легкодоступная) для растений вода. Вследствие пониженного газообмена, снабжение воздухом почвенной микрофлоры и корней растений значительно затруднено, питательный режим растений складывается неблагоприятно.

Верхний и нижний пределы возможного влагосодержания почвы для растений известны. Верхний предел - это так называемая полная влагоемкость, нижний - есть такое влагосодержание почвы, при котором уже не может продолжаться нормальный рост и жизнедеятельность растений. Многие исследователи его называют влажностью (точкой или коэффициентом) завядания [32,39,40,41,111].

Влажность почвы, при которой наступает завядание, варьирует незначительно. Влажность устойчивого завядания представляет собой нижнюю

границу того интервала влажности почвы, в котором еще возможен рост растений.
* Влажность устойчивого завядания соответствует также и нижнему пределу

поглощения воды растениями [36,41,].

Для определения влажности завядания растений используют как физические, так и биологические методы.

Всякий перерыв в водоснабжение, всякое слишком глубокое
обезвоживание растений в любой период их жизни приводит к отставанию их в
₍ росте и снижению урожая [74,77]. Даже кратковременное завядание вызывает

нарушение различных сторон обмена веществ, причиняя вред растениям [3,39].

Нижняя граница оптимальной влажности почвы, при которой подвижность влаги, ее перенос к зоне испарения резко замедляется или практически прекращается, С.Н.Рыжов назвал нижним пределом оптимальной влажности; А.А.Роде - влажностью разрыва капилляров, О.Г.Грамматикати - пределом передвижения воды в виде капиллярных токов. Для овощных растений нижняя граница оптимальной влажности грунта находится в пределах 75...80% наименьшей влагоемкости [29]. Она представляет наибольший интерес для защищенного фунта, так как определяет допустимое снижение влажности почвы без ущерба для растений.

В условиях тепличного овощеводства для культуры томата, наиболее важное значение имеет зона влажности в пределах средне- и легкодоступного влагосодержания.

Доступность воды для растений определяется свойствами самой почвы, обеспечивающими скорость передвижения ее в почве и скорость отдачи ее почвой, а также климатическими условиями [36,40].

Потребность растений во влаге не остается постоянной и меняется в зависимости от возраста и фазы роста и развития растений [28,110].

Почвенные грунты, используемые в защищенном грунте, должны обладать способностью в малом объеме содержать большой запас минеральных веществ для растений и иметь благоприятное сочетание физико-химических свойств.

В условиях защищенного грунта, где питательный режим можно регулировать, наибольшее значение имеют такие свойства субстратов, как поглотительная способность, влагоем кость, водо- и воздухопроницаемость [13,127].

1.5.2. Водный потенциал растений. Растения могут дать высокий прирост только при физиологически благоприятном водном состоянии [32]. Мерой водного состояния служит водный потенциал. Он измеряется в единицах давления - гектопаскалях и несет отрицательный знак. Наивысший показатель водного потенциала - 0, то есть для притяжения воды, свободно имеющейся в наличии, не нужно прилагать никаких усилий.

Водный потенциал растения представляет собой поле давления между почвой, воздухом и свойствами самого растения. В почве вода удерживается при полевой влагоемкости с давлением не менее 160 гПа. Водный потенциал снижается в результате выноса влаги растением и непосредственным ее выносом в атмосферу (испарением). При водном потенциале почвы менее 500 гПа усвоение влаги растениями значительно затрудненно, при менее 15000 гПа она недоступна для большинства растений (постоянная точка устойчивого завядания) [145,147].

Для получения воды, содержащейся в почве, в растениях должен преобладать небольшой водный потенциал (повышенное нижнее давление). Он снижается от корней к листьям и составляет у неувядающих растений 2000 -15000 гПа, у увядающих - более 30000 гПа. Еще меньший водный потенциал преобладает в атмосфере (в зависимости от температуры и влажности воздуха -до 2000000 гПа). От избыточной потери влаги растения защищены эпидермисом и устьицами листьев. На водный потенциал растений влияют погодные условия, дневные и ночные атмосферные изменения и связанные с этим требования транспирации.

Высокий водный потенциал растений благодаря транспирации способствуют открытию устьиц, эффективному фотосинтезу, хорошему

транспорту питательных веществ. Из-за сильного давления на стенки клеток это способствует росту ткани, прежде всего листьев.

Очень высокий водный потенциал отрицательно воздействует на растения: у них формируются длинные мягкие побеги с большими и нежными листьями, не защищающими от потерь воды. В теплицах такие растения быстро увядают из-за увеличения транспирации при проветривании, которое необходимо после пасмурной погоды при сильном освещении, а также после уборки. Мягкие ткани подобных растений поражаются грибными и бактериальными микроорганизмами, в результате замедляется цветение, вкус становится менее выраженным [32,145,147].

1.5.3. Требование культуры томата к водному режиму. Вода - важный фактор в жизнедеятельности растений. Функции воды в растении различны: она участвует в фотосинтезе как первичный строительный материал; служит растворителем минеральных солей, многих продуктов метаболизма, регулятором давления в клетках и температуры растения, средством транспорта веществ [5,20,130].

Водный режим является одним из важнейших факторов, влияющих на нормальное развитие растений томата, определяемый содержанием влаги в воздухе и грунте. Следует различать потребление, или количество воды, поглощаемое растением, и требовательность растения к водному режиму грунта, т. е. способность извлекать из грунта нужное количество воды. Отношение различных культур к водному режиму определяется не только строением органов, потребляющих воду, но и органов, расходующих ее.

Количество воды, необходимое для получения урожая конкретной культуры с единицы площади, называют водопотреблением; израсходованное -на получение единицы урожая и выраженное в литрах на 1 кг - коэффициентом водопотребления. Количество воды, необходимое для получения 1 г сухой массы урожая, называют транспирационным коэффициентом; расходуемое при

поливах в течение вегетации культуры - оросительной нормой, за 1 полив -
Ъ поливной нормой [5,9].

Водный режим растения определяется интенсивностью поглощения и транспирации воды и факторами среды, действующими на данные процессы. Поглощение растением воды из грунта зависит не только от влажности последнего, но и от его влагоемкости и структуры, концентрации почвенного раствора и его газового состава, особенно содержания кислорода, а также от температуры грунта. Поэтому для обеспечения нормального водного режима для растения важно не только наличие воды в субстрате, но и возможность поступления ее в растение, т. е. условия оптимального водопоглощения корнями. Так, в тепличном грунте постоянно поддерживают оптимальные условия для роста корней, обеспечивают доступ к ним воздуха и воды, следят за концентрацией почвенного раствора, если она выше, чем в растении, то, несмотря на достаточную влажность почвы, корни не смогут всасывать влагу. При плотной структуре или избытке воды в почве (заболачивание) наблюдается недостаток кислорода. Это нарушает дыхание, а в результате и жизнедеятельность корней [27,125,129].

Интенсивность фотосинтеза имеет достаточно высокую устойчивость к недостатку воды. Так, у растений томата засушливые условия вызывают снижение размера и числа листьев, уменьшение толщины стебля, задерживают цветение и снижают интенсивность транспирации, однако при этом осмотический потенциал клеточного сока и фотосинтез существенно не меняются. У взрослых растений томата вода составляет 85 % сырой биомассы листьев со снижением ее до 81 % в полуденные часы без их подвядания [89]. Водный дефицит способен снизить интенсивность фотосинтеза на 10-20 %.

Потребность в воде у растений томата высокая. Одно взрослое растение в солнечный день испаряет около 2 л воды в сутки, а в период интенсивного роста при благоприятной солнечной погоде в течение месяца оно расходует 30 л воды [5,20,122].

При недостаточных поливах в жаркие солнечные дни наблюдается

I скручивание листьев, опадание цветков и завязей, растрескивание плодов,

образование Вершининой гнили на плодах - физиологические болезни,

связанные с нарушением обмена веществ и ослаблением растений под

влиянием воздействия резких изменений внешних условий [20,124].

Полив должен компенсировать суммарное водопотребление растения за определенный промежуток времени. В зимний период в течение первых 10 дней полив не применяют. В дальнейшем его проводят из расчета 10 л на 1 м²1 раз в неделю. В период основного потребления влаги (налив плодов) полив осуществляют 2 раза в неделю, но с мая до августа при солнечной погоде - 3 раза [19,129].

Водопотребление растениями томата в течение всей вегетации высоко: оно составляет в среднем 600-700 л/м² [5].

1.5.4. Транспирация растений и пути ее регулирования. Механизм поглощения питательных элементов и обмен веществ в растениях связаны с процессом транспирации [126].

Известно, что суммарное водопотребление складывается из двух величин: испарение с поверхности грунта и собственно транспирация растений (эвапотранспирация) [20,126,133].

На построение своего тела растения используют около 10% поглощенной воды, а остальная часть расходуется ими на транспирацию.

Растение находится в активном состоянии при условии достаточно интенсивного испарения. Транспирация растений, по данным Н. А. Максимова, пропорциональна дефициту насыщения водяными парами воздуха, а не его относительной влажности. Разница в количестве влаги - давление пара между устьицами и воздухом теплицы - побуждает растение к транспирации (испарению влаги). Устьица в этом случаи должны быть открытыми. При высоком дефиците влажности воздуха через растение постоянно проходит поток воды. Вместе с водой от корней вверх по сосудам и трахеидам ксилемы

перемещаются растворенные в воде питательные органические и

I неорганические вещества [19].

Здоровое растение транспирирует воду. На поверхности листьев имеются устьица. Их общая площадь немногим более 1% площади листа. Через устьица вода испаряется. Количество устьиц на верхней и нижней стороне листа разное. У томата число устьиц на нижней стороне листа в 3 раза больше, чем на верхней. Растение может до определенных размеров открывать и закрывать устьица в зависимости от уровня воды в растении, интенсивности освещенности и уровня С02. Если растение транспирирует больше, чем поглощает через корневую систему, наступает увядание, и устьица закрываются. Чем сильнее открыты устьица, тем меньше через них сопротивление испарению воды в воздух теплицы.

Транспирация культуры зависит от разницы давления водяного пара между воздухом в устьицах и теплице и сопротивления устьиц. Сопротивление устьиц зависит от соотношении воды в растении и концентрации СОг в воздухе теплицы. При высокой концентрации С02 устьица закрываются, и скорость транспирации снижается [19,20,126].

Относительная влажность воздуха не является фактором, определяющим испарение. Прежде всего, разность давления водяного пара, т. е. разность абсолютного количества влаги в устьицах и в воздухе теплицы, определяет способность растения испарять влагу. Свойства давления водяного пара - это возможность его нивелировать, в результате чего влага перемещается из зоны с высоким давлением водяного пара в зону с низким давлением водяного пара. Как только в устьицах повышается давление водяного пара, начинается перенос влаги из листьев растения в окружающий воздух, даже если дефицит влаги в воздухе теплицы составляет 0 г/м³ воздуха и относительная влажность составляет 100%.

> Соотношение между температурой и дефицитом влаги определяет

относительная влажность воздуха. Дефицит давления водяного пара (ДДВП)

изменяется под влиянием температуры. Испарение происходит через устьица.
) Здесь уровень влажности всегда 100%. Чем больше влаги в устьицах, тем

больше давление водяного пара. Когда появляется солнце, температура растений очень быстро повышается на 2 - 4С выше температуры воздуха. Теплый воздух может содержать больше влаги. Вокруг устьиц, в принципе, влажность воздуха всегда составляет 100%. Радиация через температуру оказывает влияние на уровень насыщения влагой. С увеличением температуры растений, следовательно, увеличивается абсолютное количество водяного пара вокруг устьиц, поэтому давление водяного пара в устьицах на солнечном свету всегда больше, чем давление водяного пара в теплице [44,78].

Поскольку давление всегда стремится к выравниванию, то в солнечную погоду у растений всегда есть возможность для испарения, даже когда относительная влажность в теплице составляет 100%. Разница между устьичным давлением и давлением воздуха в теплице является движущей силой испарения. Именно разность давления водяного пара стимулирует сильное испарение, а когда нет света, устьица должны закрываться. Таким образом, растение прекращает испарение [19,20].

Вода, используемая в процессе фотосинтеза, не берется из воздуха теплиц. Растения получают необходимую воду через корни [103,138]'.

Растение потребляет приблизительно в 10 раз больше воды, чем остается
в растении. Вода покидает растение в виде пара. Испарение не коррелирует
непосредственно с ростом растения. Воздух вокруг растения представляет
собой смесь, которая содержит водяной пар. Содержание водяного пара может
изменяться в соответствии с количеством энергии, которая поступает в листья.
Устьица на 99 % ответственны за испарение влаги растением. Разность
содержания водяного пара в дыхательной полости и в воздухе, окружающем
листья, определяет интенсивность испарения. При большой разности (выше 40
%) устьица закрываются, поскольку иначе испарение будет интенсивным. Это

тормозит усвоение С02 и процесс фотосинтеза [44,88]. Совершенно очевидно,

что для растения высокая относительная влажность (ОВ) нежелательна,
I поскольку, при высокой ОВ воздуха, испарение прекращается или сильно

ослабевает. Разность напряжения пара между устьицами и окружающим воздухом и устьичное сопротивление определяется степенью испарения [125].

Вследствие того, что растение может активно поглощать воду, увеличивается растяжение внутри клетки. Когда утром дыхание быстро усиливается, корни не могут сразу поглотить все количество транспирируемой воды. Постепенно необходимая вода поступает из листьев и плодов, увеличивая внутриклеточное давление. Не более 20% воды может быть взято из содержимого клеток для транспирации, а если воды взято больше, то могут возникнуть проблемы с трещинами сжатия. В течение 24-часового периода внутриклеточное давление сильно меняется, становясь высоким на восходе и снижаясь в течение дня. Ночью из-за активного поднятия воды снова происходит растяжение [20,123].

1.5.5. Относительная влажность воздуха. Относительная влажность воздуха - фактор среды, тесно связанный как с температурным, так и с водным режимом растения. Требования к относительной влажности воздуха различных культур неодинаковы, так как на температурно-влажностный режим кроме температуры и влажности воздуха оказывают влияние и другие факторы [20].

Воздух в теплицах постоянно насыщается водяными парами в результате испарения влаги с поверхности грунта и транспирации: Относительная влажность воздуха показывает соотношение между содержанием в воздухе водяных паров и максимальным их количеством при определенной температуре. Относительная влажность воздуха зависит от абсолютной влажности и температуры воздуха. Если при неизменной абсолютной влажности температура воздуха повышается, то его относительная влажность будет снижаться, и, наоборот, при неизменной абсолютной влажности, снижение температуры воздуха приведет к повышению его относительной влажности. Когда воздух насыщен водяными парами, при дальнейшем

снижении температуры происходит конденсация. Чаще всего она наблюдается
при низких температурах в ночное время, в результате чего растения в

теплицах становятся влажными.

Овощные культуры предъявляют различные требования к влажности воздуха. Для томата оптимальный уровень ОВВ в теплицах с хорошим воздухообменом равен 60 - 65% [5,20].

Как уже отмечалось, от влажности воздуха зависит транспирация, которая, в свою очередь, обусловливает сосущую силу листьев. При малой относительной влажности воздуха резко увеличивается транспирация, вследствие потери большого количества влаги ростовые процессы замедляются, и растения ослабевают. Поэтому в жаркую солнечную погоду необходимо проводить обильный полив растений, а для увеличения относительной влажности - распыление воды в воздухе теплиц.

От относительной влажности воздуха и теплового режима в теплицах зависит появление и распространение болезней и вредителей. Высокая влажность в условиях пониженной температуры создает обычно условия для быстрого развития патогенной микрофлоры, в результате чего увеличивается степень заболевания растений. Сильно заниженная влажность воздуха при повышенной температуре вызывает изменения процессов транспирации и фотосинтеза, создавая в то же время благоприятные условия для появления и распространения такого опасного вредителя, как паутинный клещ. Повышенная влажность воздуха в культивационных помещениях при выращивании томата ухудшает условия опыления цветков [5,128]. Поэтому влажность воздуха в сооружениях защищенного грунта необходимо регулировать с учетом требований растений к этому фактору в различные фазы роста.

1.5.6. Диагностика сроков и норм полива. Большое внимание при

выращивании томата уделяют регулированию режимов полива, подкормок

> минеральными удобрениями и С02. Томат - влаголюбивая культура, но частые

поливы создают повышенную влажность воздуха в теплице - условия для

развития болезней и плохого опыления цветков. Поэтому томат поливают реже
9 и обильнее [19,20].

Нормы полива. В защищенном грунте особенно важно определение норм полива в соответствии с требованиями выращиваемой культуры. Если тепличные грунты с хорошими физическими свойствами насыпаны большим слоем, можно применять более высокие нормы полива. Зимой, ранней весной и в пасмурную погоду растениям нужно меньше воды. В более поздние весенние сроки, и особенно летом, при ясной солнечной погоде, повышенных температурах и низкой относительной влажности воздуха, для растений требуются обильные поливы.

При распределении поливов учитываются и особенности тепличных грунтов. Для легких грунтов с меньшей влагоемкостью требуются более частые поливы меньшими нормами, а для тяжелых и влагоемких - более редкие и большими нормами [20].

Основные элементы технологии полива в теплицах, оборудованных системой дождевания, - влагозарядковый полив грунта, проведение вегетационных поливов и их частота, контроль за влажностью грунта, нормирование поливов, определение водно-физических свойств грунта [129].

Перед посадкой рассады томата в теплицу, через 2-3 дня после внесения минеральных удобрений и основной обработки, грунт увлажняют до 75-80% НВ влагозарядковым поливом с помощью системы дождевания. Примерная норма полива - 15-25 л/м² - зависит от первоначальной влажности грунта [20,129].

Сроки поливов. Сроки поливов можно определять глазомерным методом по внешнему виду растений, по влажности грунта на ощупь, физиологическим методом по концентрации клеточного сока, а также лабораторно-весовым методом. Наиболее точны последние два способа.

Обеспеченность культур влагой можно установить по их внешнему виду, в частности по окраске листьев. При недостатке влаги листья томата (50-55%

НВ) имеют темно-зеленую окраску, большую опушенность (покрывающие их
№ волоски принимают почти вертикальное положение) и скручиваются вовнутрь.

В плодах томата образуется вершинная гниль. При избыточном увлажнении листья сильно разрастаются и приобретают бледно-зеленую окраску, напоминающую признаки азотного голодания растений. Однако при азотном голодании симптомы пожелтения листьев сопровождаются ограниченным ростом всего растения [5].

Частота поливов зависит от многих факторов, в том числе от уровня притока солнечной радиации. Поливы проводят таким образом, чтобы влажность грунта не снижалась более чем на 5-7% НВ, оптимальной для культуры томата.

Затраты воды на единицу произведенной продукции позволяют судить об эффективности ее использования растениями. Коэффициент водопотребления томата при поливе системой дождевания в среднем за вегетацию должен составлять-45-55 л на 1 кг [129].

Не вся поливная вода используется на транспирацию и формирование вегетативной массы и плодов, часть ее испаряется с поверхности грунта, а часть уходит в дренажную систему, одновременно вымывая питательные вещества. Высокие требования тепличных овощных культур к влажности грунта, частые поливы при дождевании и высокая порозность тепличных грунтов способствует интенсивному дренированию грунта. В среднем за вегетацию при выращивании культуры томата дренажный сток составляет в зависимости от состава грунта 3-5% оросительной нормы [129].

1.5.7. Способы полива в защищенном фунте. Одним из основных

технологических звеньев выращивания овощных культур в теплицах является

полив. В закрытом грунте всю необходимую для роста и плодоношения влагу,

растения получают путем искусственного орошения, поэтому техника

і орошения здесь играет первостепенную роль [39,69].

В теплицах применяют следующие способы полива: поверхностный,
подпочвенный, капельный и дождевание.

Поверхностный способ полива - это ручной полив из шлангов. Этот способ отличается большой трудоемкостью, неравномерностью полива и внесения минеральных удобрений, что зачастую приводит к переувлажнению, размыву и разрушению структуры почвы, а также избыточно повышает влажность воздуха.

Наиболее распространенный способ полива - дождевание, позволяющий соблюдать агротехнические требования на большой площади теплиц, увлажнять грунт, в некоторой степени воздух, осуществлять подкормки растений минеральными удобрениями в течение вегетации.

Полив дождеванием хорош еще и тем, что растения потребляют воду не только через корни, но и через вегетативную массу - стебель, листья [39,69,70]. Помимо этого в жаркие дни дождевание снижает температуру растений и окружающего воздуха [44,78].

Все существующие проекты предусматривают использование стационарной системы полива дождеванием в два или четыре оросителя на пролет теплицы 6,4 м. При этом каждый ороситель поливает 1 - 2 гряды или 1 -2 ряда растений с междурядьем 1,6 м. Для равномерного распределения поливной воды при выращивании овощных культур применяют трансформируемую систему полива дождеванием, которая позволяет вести полив в верхнем и нижнем положениях. Необходимость перестановки оросителей связана не только с равномерностью распределения воды в зависимости от фаз роста и развития растений, но и с обработкой грунта тракторными агрегатами [5,19,20].

В теплицах не поливают одновременно всю площадь: сеть трубопроводов позволяет проводить полив последовательно по группам секций площадью примерно по 1000 м. Это дает возможность рационально использовать источник водоснабжения, кроме того, не требует применения мощных насосов.

В некоторых случаях для рационального использования воды норму полива
I целесообразно расходовать в несколько приемов. Это способствует

увлажнению грунта без стока и потерь, равномерному впитыванию воды и меньшему уплотнению грунта [78].

Качество полива зависит также от типа поливных форсунок. Существует 3 основных типа форсунок: дефлекторно-стержневые, дуговые и щелевые. Дуговые форсунки наиболее надежны в эксплуатации, имеют наименьший размер капель, кроме того, легко вворачиваются в трубы, если ими заменяют дефлекторно-стержневые форсунки. Щелевые форсунки распыляют воду не только полукругом (180), но и на четверть круга (90) и даже на 45, обеспечивая полосовой полив. Описываемые форсунки не только экономят воду, но и позволяют рабочим не прерывать работу по уходу во время полива, так как дорожки остаются сухими [5,20].

Принцип внутрипочвенного орошения состоит в подаче воды непосредственно под пахотный слой почвы. К внутрипочвенному орошению, наряду с подачей воды в почву через подземные водопроводы (трубки), относили также и поднятие грунтовых вод при использовании каналов и даже конденсацию в почве водяных паров из атмосферного воздуха [39,68,70].

При внутрипочвенном орошении вода к корням растений поступает только по капиллярам почвы, в отличие от поверхностного и дождевания, при которых вода проникает в почву и под почву, главным образом, в виде гравитационного тока. По техническим приемам перевода подаваемой воды из состояния водяного тока в состояние почвенной влаги способ подпочвенного орошения целесообразно разделить следующим образом:

полив подтоплением, т. е. увлажнение корнеобитаемого слоя почвы путем подъема грунтовых вод при шлюзовании дрен или при подпитывании грунтовых вод пресной водой из каналов;

внутрипочвенный полив, при котором вода подается по
I армированным или неармированным подземным водоводам,

проложенным в пахотном и подпахотном слое почвы;

машинно-инжекторное орошение, которое осуществляется с

помощью специальных машин для подачи воды в почву через полости,

сделанные сошником или гидробуром.

Внутрипочвенный полив проводят с помощью различных технических

систем, которые по характеру поступления воды из увлажнителей в почву,

можно разделить на напорные и безнапорные или низконапорные системы.

В напорной и безнапорной системах увлажнители могут быть с прерывистой или непрерывной раздачей воды по их длине, полив может быть непрерывным или периодическим [39,68,69].

Хотя подпочвенное орошение имеет ряд важных преимуществ, оно обладает довольно существенными недостатками: слабое увлажнение верхнего слоя почвы; на засоленных почвах происходит процесс вытеснения солей к верху оросительной водой, поступающей снизу; заиление подземных труб; фильтрационные потери воды в нижние слои; пригоден только на структурных почвах; высокая стоимость орошения.

При капельном орошении показатели водного, воздушного и питательного режимов растений близки к оптимальным, поступление элементов минерального питания лучше поддается управлению. Данный способ применяется в новых установках малообъемного выращивания овощных растений - в торфяной культуре, на минеральной вате и других искусственных субстратах. При капельном орошении, кроме повышения урожайности, достигается значительная экономия воды и удобрений (на 20 .- 30% по сравнению с дождеванием) [125].

Существуют разнообразные системы капельного орошения с большим диапазоном рабочих органов, которые различаются по принципу увлажнения, способу регулирования расхода воды, возможной очистки системы и т. д.

Преобладают следующие типы водовыпускных органов: микротрубки,
микропористые трубки и капельницы [39,70].

Капельное орошение относится к стационарным системам полива.

Магистральный и распределительные трубопроводы укладываются в земле над

поверхностью почвы, подвешиваются или укладываются на дно бороздки.

Важным элементом капельного орошения являются капельницы.

Непосредственно из капельниц оросительная вода поступает в почву. Роль
^ капельниц в системе капельного орошения сводится к тому, чтобы снизить

давление воды до значения, близкого к нулю, что способствует образованию

капель или малых струек, в зависимости от требуемой величины расхода.

Недостатки способа - высокие затраты труда при эксплуатации и

требования к качеству поливной воды, предупреждающие засорение

водовыпускных отверстий.

II. УСЛОВИЯ И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ОПЫТОВ

»

2.1. Обоснование темы и задачи исследований

В защищенном грунте имеется реальная возможность создания самых
благоприятных условий для роста и развития растений, путем регулирования
микроклимата в теплице. Одним из важнейших факторов жизни растений
является влага. Поэтому первостепенная задача состоит в определении
t параметров оптимального водного режима - влажности грунта и воздуха,

режима поливов.

В условиях зимних почвенных теплиц индустриального типа, где факторы среды, окружающие растения, можно точнее регулировать и контролировать в соответствии с требованиями растений, изменения влажности грунта от оптимального даже на 5 - 7% НВ, может оказать влияние на формирование урожая и его качество.

Исследования последних лет показывают, что на урожайность тепличных культур большое влияние оказывают нормы посадки растений.

По данным литературных источников, при условии оптимального уровня минерального питания и параметров микроклимата основным фактором, определяющим высокую урожайность растений, является оптимальное снабжение растений водой по периодам роста и развития.

Известно, что разные годы по погодным условиям неодинаковы. Для одной и той же климатической зоны поливные и оросительные нормы растений томата могут различаться в зависимости от основного лимитирующего фактора в теплицах - величины лучистой энергии. Поэтому в теплицах важно разработать такой режим орошения, который бы обеспечил получение максимального урожая плодов томата.

Орошение - обязательный прием в овощеводстве. Важнейшей задачей овощеводства - является получение максимального урожая при рациональном использовании воды и земли. Для выполнения этой задачи существенное

значение имеют способы полива, рациональное применение техники полива с передовыми агротехническими приемами возделывания овощных культур и оптимальный режим орошения. Поэтому необходимо выявить оптимальный режим орошения томата, так как это поможет значительно повысить урожайность культуры томата и получать продукцию высокого качества.

Поливные нормы при орошении культуры томата в тепличных хозяйствах устанавливаются в соответствии, в большей степени, с производственной практикой и опытом, а также рекомендованными дозами и сроками для нашей зоны. Но для выращивания высоко продуктивной культуры требуется более точная экспериментальная проверка и научное обоснование этих данных.

Необходимость изучения вопросов полива культуры томата объясняется несколькими характерными факторами:

получение максимального и качественного урожая, отвечающего требованиям промышленного производства и обеспечивающего высокую производительность труда;

использование новых усовершенствованных агротехнических приемов по выращиванию культуры томата в промышленных комбинатах нашей зоны, которые бы были экономически оправданны.

Для достижения этой цели в данной работе были поставлены следующие задачи:

а) определить оптимальную влажность тепличного грунта и воздуха для
растений томата по периодам их роста и развития;

б) изучить водообеспечение и водопотребление растений томата при
различных режимах влажности грунта;

в) изучить влияние различных режимов влажности на подверженность
растений различным заболеваниям и заселению различными вредителями;

г) изучить влияние различных режимов влажности на рост и развитие
растений, формирование и качество плодов;

д) выявить на основе полученных экспериментальных данных и
і экономической оценки оптимальной влажности грунта и воздуха для растений

томата, установить сроки и нормы полива;

е) выявить экономически обоснованную норму посадки крупноплодных
растений томата.

Рекомендовать производству наиболее рациональный режим орошения и оптимальную норму посадки крупноплодного гибрида томата, обеспечивающие повышение урожайности культуры и экономических показателей в зимних теплицах нашей зоны.

2.2. Условия и методика исследований, схема опытов

ОАО «Овощевод» расположен в городе Волжском Волгоградской области. Хозяйство расположено в промышленной зоне города и включает в себя 10,2 гектара остекленных зимних теплиц, а также 4,2 гектара пленочных теплиц и 89 - открытого грунта.

Производственные опыты проводились в ОАО «Овощевод» на базе зимних остекленных теплиц в 2002 - 2004 гг.

Исследования по изучению режимов полива томата проводились в зимних теплицах блочного типа с пролетом 6,4 м, оборудованных системой дождевания и дренажа. Данная система дождевания имеет дефлекторно-дуговые форсунки, расположенные по схеме «прямоугольник» с расстоянием между оросителями 1,6 м и форсунками на них через 1,5 м.

Качество полива зависит от типа поливных форсунок. Дефлекторно-дуговые форсунки более надежны в эксплуатации, имеют наименьший размер капель, легко вворачиваются в трубы, имеют следующую характеристику:

~ средняя интенсивность дождя, мм/мин 0,8 - 1,0

~ коэффициент равномерности полива 0,86

~ средний диаметр капель, мкм 350

( ~ площадь орошения одной форсункой, м² 2,4

~ радиус захвата одной форсункой, м 0,9

~ расход воды одной форсункой, л/с 0,04

> ~ давление в оросители, кПа 150-180

~ давление в магистральном трубопроводе, кПа 300-320

Положение дождевальных труб при поливе томата должно находиться на высоте 30 см от грунта.

Над центральной дорожкой теплицы трубопроводы соединены с магистралью, проходящей вдоль коридора блока. Поливная вода поступает в магистраль из узла подготовки, где она подогревается до заданной температуры и при подкормке смешивается с раствором удобрений. Для полива овощных культур используется водопроводная вода, которая нагнетается в магистраль двумя центробежными насосами, каждый с подачей 40 м³/час.

Управление системой полива проводится автоматически из операторной КИПа, в которой установлены 2 машины, каждая из которых обслуживает 3 гектара.

В систему входит:

тумблерное устройство

шаговый искатель с индикатором номера поливаемой секции

реле времени

Предусмотрено также переключение с автоматического режима на ручной.

Схема опыта: Нормы посадки:

2,0 растения/м²; 2,2 растения/м²; 2,5 растения/м². Режимы влажности почвы:

Требования, предъявляемые к выбору сорта и нормам посадки

Для роста, развития и урожайности тепличных культур имеет большое значение световой режим, под которым подразумевают такие показатели, как длина светового дня, интенсивность света и спектральный состав света; два первых подвержены значительным сезонным изменениям [19,129].

В зимне-весеннем обороте рассаду томата высаживают в январе месяце; оборот заканчивают в начале июля. В этом временном интервале световой день варьирует очень сильно. Хотя продолжительность темнового периода служит решающим условием для фотопериодического возбуждения, традиционно говорят о воздействии длины дня. О реакции растений на длину (продолжительность) дня (фотопериод) судят по заложению цветков и цветоносов. Продолжительность дня может также воздействовать на заложение и образование цветков [19,20,122].

По образованию цветков различают следующие типы реакции, или формы приспособления: растения короткого дня - заложение или образование цветков становится возможным или ускоряется, если продолжительность воздействия дневного света не превышает критическую длину дня; растения длинного дня - заложение или образование цветков становится возможным или ускоряется, если продолжительность воздействия дневного света превышает критическую длину дня; темновой период не требуется, эти растения цветут и при постоянном свете; растения длинно-короткого или коротко-длинного дня приспосабливаются к определенной продолжительности светового периода; в этом случае образование цветков приспосабливается к длине дня; растения нейтральные не имеют фотопериодической реакции.

Томат относится к группе фотопериодически нейтральных растений, т. е. образование цветков у томата не контролируется длиной дня [19].

Свет высокой интенсивности ускоряет развитие и цветение томата; слабая освещенность, наоборот, задерживает эти процессы [89].

Недостаточное освещение, помимо уменьшения степени прироста, приводит к образованию истонченных листьев, длинных стеблей и тонких клеточных стенок, а также рыхлых слоев клеток и нежных, но нестабильных тканей. Недостаток освещения вызывает ухудшение качества из-за обесцвечивания и преобладания роста листьев (формируются уродливые плоды), а значит и стоимость урожайных (продуктивных) частей растений. Кроме того, в связи с конкуренцией между ростом листьев и побегов у томата либо образуется меньше цветков, либо, наоборот, приходиться удалять избыточное их количество, а также естественно уменьшается устойчивость растения к стрессам и заболеваниям [32,43,88]. Способность к росту (за период от появления всходов или высадки растений до уборочной спелости) значительно увеличивается с повышением интенсивности излучения, но ослабляется с приближением к наивысшему пределу излучения. Высокая интенсивность излучения приводит к огрубению листьев, высокой концентрации вкусовых веществ и, вследствие избыточной транспирации, к уменьшению роста. Опасность избыточного излучения состоит в том, что приспособляемость к нему растений незначительна. В сооружениях защищенного грунта интенсивность излучения снижается на 30 - 50%, но летом овощные культуры здесь затеняют, чтобы защитить от слишком высоких температур, водного стресса. В переходные периоды затенение помогает растениям приспособиться к новым условиям [20,90,129].

Общая солнечная радиация включает в себя как прямой солнечный, так и диффузный рассеянный свет, распространяется волнами длиной около 300 -2600 нм [32,151]. Наиболее важную для растений область излучения составляют волны диапазона физиологически активной радиации (300 - 800 нм), обеспечивающие физиологические, биохимические, трофические процессы в растении. В фотосинтезе участвуют волны длиной 380 - 720 нм. Данная область называется фотосинтетически активной радиацией (ФАР) и охватывает около 50% общей солнечной радиации [19,20,151]. Каждый спектр, входящий в состав света, оказывает свое влияние на рост и развитие растений [20]: красные (720 - 620 нм) и оранжевые(620 - 595 нм) лучи - основной вид энергии для фотосинтеза, они задерживают переход к цветению; синие и фиолетовые (490 - 380 нм) участвуют в фотосинтезе, стимулируют образование белков, морфогенез и переход к цветению у растений томата; длинные ультрафиолетовые лучи (315 - 380 нм) задерживают вытягивание стебля, повышают содержание некоторых витаминов; средние ультрафиолетовые лучи (280 - 315 нм) повышают холодостойкость растений, способствуют их закаливанию;

Условия и методика исследований, схема опытов

ОАО «Овощевод» расположен в городе Волжском Волгоградской области. Хозяйство расположено в промышленной зоне города и включает в себя 10,2 гектара остекленных зимних теплиц, а также 4,2 гектара пленочных теплиц и 89 - открытого грунта.

Производственные опыты проводились в ОАО «Овощевод» на базе зимних остекленных теплиц в 2002 - 2004 гг.

Исследования по изучению режимов полива томата проводились в зимних теплицах блочного типа с пролетом 6,4 м, оборудованных системой дождевания и дренажа. Данная система дождевания имеет дефлекторно-дуговые форсунки, расположенные по схеме «прямоугольник» с расстоянием между оросителями 1,6 м и форсунками на них через 1,5 м.

Качество полива зависит от типа поливных форсунок. Дефлекторно-дуговые форсунки более надежны в эксплуатации, имеют наименьший размер капель, легко вворачиваются в трубы, имеют следующую характеристику: средняя интенсивность дождя, мм/мин 0,8 - 1,0 коэффициент равномерности полива 0,86 средний диаметр капель, мкм 350 ( площадь орошения одной форсункой, м2 2,4 радиус захвата одной форсункой, м 0, расход воды одной форсункой, л/с 0,04 давление в оросители, кПа 150-180 давление в магистральном трубопроводе, кПа 300-320 Положение дождевальных труб при поливе томата должно находиться на высоте 30 см от грунта.

Над центральной дорожкой теплицы трубопроводы соединены с магистралью, проходящей вдоль коридора блока. Поливная вода поступает в магистраль из узла подготовки, где она подогревается до заданной температуры и при подкормке смешивается с раствором удобрений. Для полива овощных культур используется водопроводная вода, которая нагнетается в магистраль двумя центробежными насосами, каждый с подачей 40 м3/час.

Управление системой полива проводится автоматически из операторной КИПа, в которой установлены 2 машины, каждая из которых обслуживает 3 гектара. В систему входит: тумблерное устройство шаговый искатель с индикатором номера поливаемой секции реле времени Предусмотрено также переключение с автоматического режима на ручной. Схема опыта: Нормы посадки: 2,0 растения/м2; 2,2 растения/м2; 2,5 растения/м2. Режимы влажности почвы: 1. поддержание дифференцированного предела влажности почвы в первом периоде (высадка рассады - начало плодообразования) 60 - 70% НВ3 во втором периоде (начало плодообразования - первые сборы) 65 -75% НВ, в третьем периоде Ь (первые сборы - конец вегетации) 75 - 80% НВ, 2. поддержание дифференцированного предела влажности почвы в первом периоде (высадка рассады - начало плодообразования) 65 - 75% НВ, во втором периоде (начало плодообразования - первые сборы) 70 - 80% НВ, в третьем периоде (первые сборы - конец вегетации) 80 - 85%) НВ. 3. поддержание дифференцированного предела влажности почвы в первом периоде (высадка рассады - начало плодообразования) 70 - 80%о НВ, во втором периоде (начало плодообразования - первые сборы) 75 - 85% НВ, в третьем периоде (первые сборы - конец вегетации) 85 - 90 % НВ.

В опыте выращивался индетерминантный гибрид томата «Титаник». Норма посадки, принятая в хозяйстве 2,5 растения/м2.

Опытная делянка под вариантом занимает 70 м2, площадь учетной делянки, соответственно, 50 м2. Повторность трехкратная. Посев культуры томата проводится 5 декабря, посадка в теплицу - 20 - 25 января. Опытные растения выращивались в соответствии с принятой технологией в производственных теплицах ОАО «Овощевод».

Перед посадкой томата в теплицу, через 2-3 дня после основной обработки и внесения минеральных удобрений, грунт увлажняют до 75 - 80%) НВ влагозарядковым поливом с помощью системы дождевания. Предпосадочный влагозарядковый полив дается за 1 - 2 дня до высадки рассады в теплицу, примерная норма полива - 15 -25 л/м2 - зависит от I первоначальной влажности грунта.

Для регулирования влажности грунта в теплицах проводят вегетационные поливы. Перед вегетационным поливом определяют фактическую влажность грунта в процентах на абсолютно сухую массу. Наиболее точным, но трудоемким является термостатно-весовой метод определения. Стаканчики с грунтом взвешивают с точностью до 0,05 г, высушивают до постоянного веса в течение 10 часов, после разогревания сушильного шкафа до температуры 105С.

Коэффициент водопотребления

Основным элементом расчета режима орошения является определение суммарного водопотребления культуры на транспирацию и испарение грунта за вегетационный период.

Суммарное водопотребление зависит в основном от климатических I условий, а урожайность - от использования растениями суммарного водопотребления [10,133].

Водопотребление растений способствует интенсификации происходящих в них процессов фотосинтеза, дыхания, обмена веществ, накоплению органического вещества и формированию урожая. В связи с этим, определение закономерностей изменения суммарного водопотребления растений при различной их продуктивности является одним из важнейших исходных показателей при разработке поливных режимов сельскохозяйственных культур.

Для сельскохозяйственного производства этот показатель имеет большее значение, чем установление величины транспирации, так как он отражает действительную обстановку между режимом грунта и растениями.

Эту величину определяют различными методами, сущность которых заключается в установлении зависимости водопотребления от различных климатических факторов: суммы температур, солнечной радиации, дефицита влажности воздуха, испаряемости и т.д. Суммарное водопотребление определялось нами по методу водного баланса расчетного слоя почвы, разработанному А.Н. Костяковым. Этот метод, благодаря высокой достоверности и универсальности, относится к числу эталонных для установления суммарной потребности растений в воде и в течение многих десятилетий является единственным массовым приемом, применяемым в агрономической и мелиоративной практике.

Суммарное водопотребление, приходные и расходные статьи водного баланса в зависимости от режима орошения на фоне различных норм посадки представлены в таблице № 6.

Запас воды в тепличном грунте в период посадки растений в слое 0-0,30 м зависел от нормы влагозарядкового полива, который соответствовал 100 % НВ и рассчитывался с учетом плотности сложения грунта в зависимости от & его водно-физических показателей.

Хотелось бы отметить, что плотность почвы в период вегетации томата не была постоянной, она изменялась от начала к концу вегетации в зависимости от режима орошения. Во время высадки рассады. плотность почвы была на уровне 0,45 г/см3, в течение вегетации она постепенно увеличивалась, причем разные нормы посадки на нее влияния не оказывали, а по мере увеличения влажности в различных вариантах опыта плотность почвы несколько увеличивалась. В фазу начало плодообразования - 1-ые сборы, средний показатель плотности почвы в вариантах с пониженным уровнем влажности был равен 0,45 г/см3, в вариантах с оптимальным и повышенным уровнями влажности плотность почвы была 0,47 и 0,5 г/см3, соответственно. В фазу массового плодоношения - 0,5, 0,52 и 0,56 г/см3 в зависимости от повышения поддержания уровня влажности по.вариантам опыта.

В период вегетации культуры поддержание плановой влажности почвы достигалось проведением вегетационных поливов. С учетом запаса воды в период высадки рассады и величины оросительных норм, общий приход влаги в зависимости от режима орошения и густоты стояния растений изменялся от 744 до 869 л/м2

Расходная часть водного баланса тепличного грунта включает использование воды на формирование урожая и непроизводительные потери поливной воды.

Формирование продуктивных частей томата

При том, что «разбег» поддержания влажности между вариантами небольшой, еще до первых сборов наблюдалась разница. Например, в 3-ем варианте в середине марта были обнаружены несколько растений, пораженных серой гнилью. Зато в этом варианте практически отсутствовали плоды с вершинной гнилью.

В процессе вегетации разница во влажности между вариантами не оказала видимого влияния на опыление и завязываемость плодов. Но на наливе плодов эта разница отразилась. В первом варианте плоды были мельче и с большим процентом поражения вершинной гнилью, что естественно отразилось на урожайности этого варианта. Начиная с мая месяца при высокой солнечной активности, было отмечено значительное увеличение растрескавшихся плодов. Причем в 3-ем варианте, эти плоды преобладали и составляли, около 10% от сбора урожая.

В период плодоношения в условиях низкой влагообеспеченности томатные растения имели ярко выраженное генеративное развитие: облиственность их была небольшой, листья были несколько мельче, темно-зелеными, стебель в диаметре значительно меньше, чем в других вариантах, и, в конечном итоге, они имели более слабую кисть с мелкими плодами. % поражения плодов вершинной гнилью в этом варианте был самый высокий.

Высокая влагообеспеченность способствовала сильному вегетативному развитию растений: листья были крупные и приобретали бледно-зеленую окраску, напоминающую признаки азотного голодания растений. Стебель был более 1,5 см в диаметре, наблюдалось удлинение кисти, что приводило в итоге к ее заломам, это вынуждало идти на дополнительные затраты по применению кистедержателей. В дни высокой солнечной активности наблюдалось увядание верхушек растений, связанное со слаборазвитой корневой системой, не способной обеспечить растение достаточным количеством влаги. В период максимальной нагрузки плодов на растение, оно подвергалось большим стрессам, что в свою очередь приводило к выпадению растений от серой и корневой гнилей.

Максимальная урожайность была получена во втором варианте по влагообеспеченности, т. к. здесь было наиболее благоприятное поддержание предела влажности почвы, что способствовало оптимальному развитию, как корневой системы, так и наземной части растения.

В третьем варианте урожайность оказалась наименьшей, в большей степени из-за выпадов растений от заболеваний, а также из-за большого количества растрескавшихся плодов.

В первом варианте выпадов практически не было, но из-за недостатка влаги средняя масса плода была меньше, и одна кисть потеряна за счет вершинной гнили, что также отразилось на общей урожайности.

Общая урожайность и динамика поступления урожая по месяцам Урожайность является итогом всех процессов, протекающих в растении, изменение которых зависит от генетической природы самого растения и факторов внешней среды [134]. Урожай не есть абсолютная величина, это результат взаимодействия между продуктивностью растения и его устойчивостью к неблагоприятным факторам внешней среды [140].

По результатам наших исследований стало очевидно, что все изучаемые нами факторы, влияющие на рост и развитие растений, оказали непосредственное влияние и на урожайность культуры.

Хотелось бы проанализировать динамику поступления урожая. Отдача продукции растениями производилась четыре месяца с апреля до середины июля, причем основная масса урожая приходилась на май - июнь месяцы (табл. 20). Таблица № Динамика поступления урожая по месяцам кг/м2 Год Нормыпосадки Влажность грунта, %НВ Поступление товарной продукции, кг/м2 апрель май июнь июль Всего

НВ были на одном уровне, во все остальные месяца вариант с оптимальным уровнем по влагообеспеченности всегда обгонял по сбору урожая другие варианты. Более поздняя отдача урожая наблюдалась на варианте 70-80+75-85+85-90% НВ, и хотя в мае месяце этот вариант несколько наверстывал по отдаче плодов другие варианты, в июне-июле он все равно опять отставал, но здесь уже из-за выхода некондиционной продукции (растрескавшиеся плоды) и выпадов растений.

Как показали наши опыты (табл. 21), если сравнивать режимы орошения, наивысшая урожайность томата во всех годах исследований была получена при поддержании дифференцированной влажности почвы на уровне 65-75 + 70-80 + I 80-85% НВ. А самый высокий урожай получили при данном режиме орошения с нормой посадки 2,2 растения на м2, в 2002 году он составил 17,5 кг/м2, в 2003 и 2004 гг. 18 и 18,2 кг/м2 соответственно.

Из выше сказанного хочется сделать вывод, что оптимальная норма посадки 2,2 растения на м2, дальнейшее увеличение количества растений на м2 не обоснованно, так как увеличиваются затраты на приобретение семян, удобрений, расход поливной воды, а урожайность при этом не повышается

Похожие диссертации на Режим орошения томата дождеванием в защищенном грунте

Техника и режим внутрипочвенного орошения томатов в условиях закрытого грунтаБочарников Виктор Сергеевич

Режим орошения при капельном поливе томата в условиях защищенного грунтаСтручалина Елена Владимировна

Режим орошения томата на фоне различных субстратов в условиях защищенного грунтаКонстантинова Татьяна Владимировна

Режим капельного орошения томата при подогреве корнеобитаемого слоя почвы в защищенном грунтеКештов, Альберт Шагирович

Режим орошения и удобрение томатов при поливе дождеванием в условиях Волго-Донского междуречья Волгоградской областиПотапова Тамара Ивановна

Режим орошения и удобрения томатов для получения планируемых урожаев при дождевании на светло-каштановых почвах Волго-Донского междуречьяФоменко Юлия Петровна

Совершенствование режима орошения культуры огурца в открытом грунте при капельном поливеКалиниченко Роман Владимирович

Режим орошения безвирусного семенного картофеля в условиях защищенного грунта Гиссарской долиныЕрмухаммад Сироджидин

Режим орошения культуры огурца при капельном поливе в условиях малообъемной технологии защищенного грунта с учетом солнечной активности IV световой зоныДубков Александр Викторович

Режим капельного орошения томатов в Правобережье реки Волги Волгоградской областиПопов Роман Юрьевич