Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему
Агроэкологическое обоснование и особенности технологии производства ранних овощей и рассады в пленочных сооружениях Северо-Востока
ВАК РФ 06.01.06, Овощеводство
Содержание диссертации, доктора сельскохозяйственных наук, Кудряшов, Юрий Сергеевич
Актуальность проблемы. Бесперебойное обеспечение овощами населения Северо-Востока, большую часть которого составляет Саха (Якутия) республика, имеет большое значение для развития производительных сил этого огромного и важного для экономики страны региона, закрепления на месте высококвалифицированных кадров и повышения производительности труда, решения социально-экономических проблем коренного населения. В условиях Крайнего Севера свежие овощи являются основным источником витаминов и минеральных солей, потребность человека в которых здесь на 25—50% выше, чем в средней полосе страны. Большая отдаленность Якутии и всего Северо-Восточного региона от районов, производящих овощи на вызов, разобщенность его территориально-производственных комплексов, высокая себестоимость и низкое качество завозимой извне овощной продукции вызывают острую необходимость создания и всемерного развития местной базы производства овощей. Однако достигнутый уровень местного производства овощей (в 2000 г. в Якути произведено 37 тыс. т) далеко не удовлетворяет существующие потребности. При этом резко выражена сезонность в местном производстве и потреблении овощей в течение августа—сентября. Короткий безморозный период, резкие суточные колебания температуры, наличие вечной мерзлоты определяют узкий ассортимент возделываемых овощей и поздние сроки их поступления из открытого грунта.
В экстремальных природно-климатических условиях Саха (Якутия) республики и всего Северо-Востока особая роль в круглогодовом обеспечении населения свежими овощами принадлежит развитию овощеводства защищенного грунта. Однако сле-тч/е.т отметить, что рекордно низкие темпепя-™™.! и освещенность
КНИГА ИМЕЕТ ия многократ-ггекленных теп-во овощей, как
В персп.г слип. соеднк .\с.\» ьып. период отлича->м оптического световым днем, )го применения гьтивационных овощей и рассады в условиях вечной мерзлоты, позволяющие получать в пленочных теплицах урожайность огурца до 25—30 кг/м2, томата — 9—12кг/м2 при поступлении продукции с мая по сентябрь; в пленочных укрытиях — получать гарантированную урожайность огурца до 25—30 т/га, кабачка более 60 т/га и ускорить их плодоношение на 15—25 дней, получать ранний (до 1 августа) урожай картофеля на уровне 25—30 т/га.
Научная новизна. Впервые в условиях Саха (Якутия) республики и всего региона Северо-Востока установлена высокая агро-экономическая эффективность производства ранних овощей и рассады в культивационных сооружениях с полимерным покрытием.
На основе агроэкономической и эксплуатационной оценки выявлены наиболее перспективные конструкции весенне-летних и зимних пленочных теплиц, виды пленочных укрытий, покровных и мульчирующих полимерных пленок. Изучены микро- и фитоклимат пленочных сооружений и возможности его регулирования.
Разработаны оригинальные энергосберегающие способы тепловой мелиорации мерзлотных почв: применение в пленочных теплицах и укрытиях мульчирования полимерными пленками и теплоизоляционного экрана из материалов с низкой теплопроводностью, теплообменного воздушно-почвенного обогрева теплиц. Предложены высокоэффективные способы защиты овощных растений от заморозков и перегревов в пленочных укрытиях и в открытом грунте с помощью воздушно-механической пены и импульсного мелкодисперсного дождевания. На базе местных растительных и минеральных ресурсов разработаны органические и органо-минеральные тепличные субстраты с использованием для их приготовления торфа, цеолита, навоза, древесных опилок, коры, тростника и др. компонентов. Разработаны эффективные способы выращивания в пленочных сооружениях рассады овощных культур для открытого грунта, весенне-летних пленочных теплиц и укрытий. Изучены сортовые особенности роста, развития и формирования урожая огурца, томата, перца, кабачка, раннего картофеля и разработаны основные элементы сортовой технологии возделывания наиболее перспективных из них в пленочных теплицах и укрытиях.
На основе анализа природно-климатических ресурсов отдельных территорий республики Саха (Якутия), выполненных биологических и технологических исследований установлены зональные особенности развития овощеводства защищенного и открытого грунта, определен ассортимент и сортимент овощных культур и основные требования к культивационным сооружениям.
Практическая ценность и реализация материалов исследований
Разработанные в Саха (Якутия) республике энергосберегающие элементы технологии рентабельного производства ранних овощей и рассады позволяют в условия Северо-Востока: 1) в весенне-летних пленочных теплицах получать урожайность огурца до 25—30 кг/м2, томата 9—12 кг/м2, перца 4—5 кг/м2 при поступлении ценной продукции с мая по сентябрь, выращивать высококачественную рассаду овощных культур для открытого грунта и пленочных сооружений; 2) в пленочных укрытиях —- на 2—4 недели ускорить поступление продукции и повысить урожайность огурца на 140—370% (до 25—30 т/га), кабачка более 60 т/га, довести урожайность раннего картофеля до 25—30 т/га при уборке до 1 августа; 3) осуществлять рентабельное производство внесезонной продукции огурца в зимних грунтовых теплицах с двухслойным пленочным покрытием, стоимость строительства которых в 2,5—3 раза ниже стоимости зимних остекленных теплиц.
На основе выполненных исследований, их производственной проверки и внедрения разработаныедующие рекомендации: 1) Рекомендации по применению прозрачныхнтетических пленок для выращивания рассады и ранних овощей в центральных районах Якутской АССР (Якутск, 1964); 2) Рекомендации по выращиванию овощей и рассады в пленочных теплицах Якутской АССР (Якутск, 1976); 3) Рекомендации по дальнейшему развитиюльского и промыслового хозяйства районов Крайнего Севера, раздел "Овощи" (Москва, 1978); 4) Рекомендации по развитию-х. производства в зоне БАМа, разделы "Технология производства овощей и рассады в пленочных теплицах" и "Применение временных пленочных укрытий" (Новосибирск, 1979);
5) Применение пленочных укрытий при возделывании ранних овощей в условиях Центральной Якутии (Новосибирск, 1984);
6) Выращивание рассады в обогреваемых пленочных теплицах в Восточной Сибири (Москва, 1986); 7) Выращивание овощей и рассады в пленочных сооружениях в Якутской АССР (Новосибирск, 1987); 8) Технология возделывания овощных культур в зоне БАМа (Новосибирск, 1988). Рекомендации прошли производственную проверку во многих хозяйствах Саха (Якутия) республики, Магаданской обя. и зоны БАМ, что подтверждено документально. Пропаганда научных разработокеди производственников и населения осуществлена путем публикацийатей в газетах, журналах, выпуска информационных листков, выступлений по радио, телевидению, на производственныхвещаниях, конференциях иминарах. Основные практические результаты исследований отражены также в учебном пособии "Онтология Овощеводства" (В. Новгород, 2000) в том числе: часть III — "Устройство и эксплуатация защищенного грунта в экстремальных климатических условиях", 162 е.; часть IV — "Производство тепличных овощей в экстремальных климатических условиях",
Апробация работы. Основные положения диссертации доложены: на научных конференциях ТСХА в 1963, 1967, 1968, 1969, 1971,1976,1977,1978,1979,1981,1985,1987,1990,1991,1999,2000, 2001 гг.; на XVII конференции по высокомолекулярным соединениям (Москва, 1969); региональных научных конференциях и совещаниях в Якутске (1972,1973,1987), Омске (1971), Благовещенске (1976), Москве (1976), Барнауле (1978); всесоюзных симпозиумах по биологическим проблемам и развитию сельского хозяйства Крайнего Севера в Мурманске (1975), Петрозаводске (1976), Якутске (1977), Магадане (1980), Петропавловске-Камчатском (1984); научной экспедиции "Проблемы развития сельского хозяйства в условиях вечной мерзлоты" (Якутск—Олекма—Тикси— Якутск 15—28 июля 1991 г.); заседаниях научно-технических Советов МСХ, РСФСР и Якутской АССР (1962, 1968, 1976, 1984), Совета по проблемам Севера при Президиуме ВАСХНИЛ (1972— 1985 гг.), выездной сессии ВАСХНИЛ (Новосибирск 1979); Международных конгрессах и конференциях по проблемам овощеводства защищенного грунта и применения полимеров в сельском хозяйстве: Пловдив (1969, 1988), Будапешт (1972, 1987); на российско-иранской конференции "Сельское хозяйство и природные ресурсы" (Москва 1—2 февраля 2001 г.).
Публикация и объем работы. Основой диссертации в форме научного доклада явились материалы исследований, опубликованные в 101 работе общим объемом более 50 п.л.
Основные результаты исследований отражены в монографии "Полярное овощеводство". — М., Агропромиздат, 1990, 157 е., 2/3 объема которой написаны автором и посвящены экологобиологическим и технологическим аспектам производства ранних овощей и рассады в пленочных сооружениях.
Диссертация написана на основании 40-летних исследований автора и обобщения результатов опытов, выполненных совместно и под его руководством научными сотрудниками Якутской экспедиции НИС ТСХА М.А. Перловым, Т.А., Перловой, Б.С. Сенским, Т.С. Сергеевой, В.В. Климовым, B.C. Крыловым, А.Н. Постниковым, аспирантами — Л.Н. Балло, В. Д. Гревцевой, A.C. Кочетовым, Н.П. Павловым, A.A. Семисалом, A.C. Фоминым, Н.Г. Ктиторовым, В.И. Чухно.
Автор выражает глубокую благодарность Учителю, академику РАСХН, доктору-х. наук, профессору Г.И. Тараканову.
УСЛОВИЯ, ОБЪЕКТЫ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ
Исследования по теме диссертации проведены в 1960— 2000 гг.: в Сергеляхском ОПХ (1960—1964 гг.) и ОПХ "Покровс-кое" (1969—2000 гг.) Якутского НИИСХ. Совхозах "Ленский" (1966—1970, 1975—1977, 1989—1991 гг.) и "Новый" (1966— 1970 и 1975—1977 гг.) ГОК "Якуталмаз",вхозах "Якутский" и "Хатасский" (1969—1979 гг.) МСХ ЯАССР), подсобном хозяйстве СМП 698 треста Тындатрансстрой Амурской обл. (1983— 1985 гг.), в-х. отделении ПСМО "Бамэнергострой (г. Тында, 1983—1986 гг.).
Отдельные исследования по изучению влияния экологических условий на агроэксплуатационные свойства и эффективность применения наиболее перспективных полимерных пленок проведены параллельно на Овощной опытной станции им. В.И. Эдельштейна МСХА (г. Москва).
Основная часть работы выполнена в рамках хоздоговорной тематики и договоров о научно-техническом сотрудничестве кафедры овощеводства МСХА с вышеназванными организациями, а также по линии госбюджетной тематики МСХА.
Основными объектами исследований являются: в пленочных теплицах — огурец, томат, рассада овощных культур для открытого и защищенного грунта; в двускатных пленочных укрытиях —рассада капусты и томата для открытого грунта, культура огурца; в тоннельных и бескаркасных укрытиях — огурец, кабачок, ранний картофель; районированные и новые сорта и гибриды названных выше культур; ограждающие и мульчирующие полимерные пленки и их модификации отечественного и зарубежного производства.
В опытах использовались следующие основные конструкции теплиц: 1) весенне-летние необогреваемые и обогреваемые пленочные — блочные (модифицированный типовой проект 810-11) и однозвенные арочные, построенные хозяйственным способом; 2) зимняя арочная грунтовая пленочная теплица конструкции СибИМЭ-ЯНИИСХ (имела двухслойное покрытие с воздушным промежутком 5—7 см, ширину 9 м, высоту в коньке 3,6 м, оборудована комбинированной системой воздушно-почвенного обогрева удельной мощностью 690 Вт/м2); 3) зимняя блочная остекленная теплица (построена по индивидуальному проекту "Якут-колхозпроекта", имеет ширину пролета 6 м, высоту в коньке 3,2 м, стеллажи шириной 1,4 м, оборудована комбинированной системой воздушного и подстелажного обогрева мощностью 1300 Вт/м2, для снижения теплопотерь в зимние месяцы теплица дополнительно покрывалась полиэтиленовой пленкой).
Лабораторно-полевые опыты проводили согласно "Методики полевых опытов с овощными культурами" (В.М. Марков, М.А. Тиброва, 1956); "Методики государственного сортоиспытания овощных культур" (1961,1964); "Временных методических указаний по постановке опытов в сооружениях защищенного грунта" (Н.К. Соколова, 1970); "Методических рекомендаций по проведению опытов с овощными культурами в сооружениях защищенного грунта" (С.Ф. Ващенко, Т.А. Набатова, 1976).
Изучение микро- и фитоклимата проводилось по методике АФИ (В.А. Колясева, Т.Е. Пащенко, О.Д. Рожанская, 1966). Для измерений температуры воздуха использовали электрический потенциометр (тип ЭПП-09МЗ), срочные, максимальные и минимальные ртутные термометры, суточные и недельные термографы; температуру почвы определяли термометрами Савинова и почвенными 10-точечными электротермометрами АФИ; относительную влажность воздуха фиксировали недельными гигрографами и дистанционными электропсихрометрами (тип ЭПР). Для дистанционного измерения температуры листа применяли микроэлектротермометры АФИ. Влажность почвы и субстратов определяли один раз в неделю весовым методом. Для измерения суммарной, рассеянной и отраженной радиации использовали универсальный пиранометр М-80 и походный альбедометр в паре с электролитическим интегратором (тип X 603), или гальванометром ГСА-1. Освещенность измеряли люксметром Ю-16. Расчет тепловых потоков в почве проводили согласно "Методическим указаниям по производству градиентных наблюдений и расчету составляющих теплового баланса" (1964).
Биометрические и фенологические наблюдения проводили согласно "Методике физиологических исследований в овощеводстве и бахчеводстве" (1970) по основным фазам роста и развития на 5—10 фиксированных растениях в 2-кратной повторности. Площадь листьев в рассадный период определяли весовым методом с помощью высечек, взрослых растений — по формулам (А.А. Ничипорович и др., 1961; В.Н. Сизов, 1967; Н.Ф. Коня-ев,1970).
Изучение фотосинтетической деятельности растений, определение индекса листовой поверхности, фотосинтетического потенциала, чистой и хозяйственной продуктивности фотосинтеза проводили по А.А. Ничипоровичу (1961), содержание хлорофилла в листьях определяли на ФЭКе по методике И.И. Гунара (1972), интенсивность фотосинтеза — по Ф.С. Бородулиной и Л.Г. Ко-лобаевой (1953), объем и адсорбирующую поверхность корневой системы — по Д.А. Сабинину и И.И. Колосову (1962), коэффициент партенокарпии у сортов и гибридов огурца определяли по Г. Вишневской и Н. Роговой (1969). Учет поражения растений болезнями и вредителями проводили систематически при естественном заражении по В.Н. Ширко (1970).
Содержание элементов минерального питания в листьях, стеблях и плодах определяли в основные фазы развития растений (К.Е. Гинзбург, Г.М. Щеглова, 1960). Агрохимический состав и основные водно-физические свойства почвогрунтов и искусственных субстратов изучали методами, изложенными в "Агрохимических методах исследования почвы" (1960) и "Методических указаниях по организации агрохимических обследований в овощеводстве защищенного грунта", ч. 1 и 2 (1973). Учет степени засоления почвогрунтов проводили согласно "Методическим рекомендациям по мелиорации солонцов и учету засоленных почв" (1970).
Урожай учитывали методом взвешивания и подсчета количества собранных плодов со всей учетной делянки с выделением стандартной и нестандартной продукции. В плодах определяли сухое вещество, общие сахара по Бертрану, аскорбиновую кислоту по Мурри, нитраты ионноселективным методом.
Статистическую обработку экспериментальных данных проводили методом дисперсионного анализа по Б.А. Доспехову
1973). Экономическую эффективность рассчитывали на основе учета фактических затрат и стоимости реализованной продукции.
Анализ климатических ресурсов и определение принципов зонального размещения овощеводства в Якутии проводили путем сбора, статистической обработки и обобщения многолетних данных основных климатических показателей метеостанций и метеопостов, экспедиционного обследования современного состояния овощеводства и обобщения многолетних эколого-био-логических и технологических исследований.
КЛИМАТИЧЕСКИЕ РЕСУРСЫ ОВОЩЕВОДСТВА
Саха (Якутия) республика представляет собой крупнейшую административно-территориальную единицу Российской Федерации, ее площадь составляет 3 млн кв. км (30% всего Крайнего Севера). Северные границы материковой части республики достигают 74°с.ш., а южные — 55°40у, расстояние между ними, как и между восточными и западными составляет около 2500 км. Свыше 40% территории республики находится за полярным кругом и почти 80% — севернее широты 60°.
По комплексу природно-климатических ресурсов и экологических условий Якутия отличается не только от других районов Крайнего Севера нашей страны, но и не имеет аналогов за рубежом.
Основной особенностью климата Якутии за исключением узкой полосы ее побережья является крайне резкая континенталь-ность, которая выражается прежде всего в очень низком поступлении к деятельной поверхности солнечной радиации и ФАР, крайне малой продолжительности дня в зимние месяцы и высоким уровнем оптического излучения солнца, большой продолжительности дня в весенне-летний период; в рекордно больших амплитудах температур зимы и лета, дня и ночи; в повсеместном распространении многолетней (вечной) мерзлоты и низких температурах почвы весной и в начале лета; в исключительно коротком безморозном периоде; малом количестве осадков, большой сухости воздуха и слабой ветровой деятельности.
Солнечное освещение и радиация являются главнейшими экологическими факторами жизнедеятельности овощных растений как в открытом, так и в защищенном грунте. С ними непосредственно связаны все узловые вопросы оптимизации светового и теплового режимов культивационных сооружений. Применительно к пленочным сооружениям солнечная радиация является основным, а часто и единственным источником тепла для их обогрева.
Приток солнечной радиации к деятельной поверхности зависит от продолжительности дня, высоты солнца над горизонтом, состояния неба (ясно, обяачно) и прозрачности атмосферы.
Вязитем, что почти вся территория Якутии (кроме южных районов) находитсявернее широты 60° в летние месяцы (июнь—август) имеет место большая продолжительность дня, а зимой она очень незначительна. На широте Якутска (62°) продолжительность дня 22 декабряставляет всего лишь 5 час. 12 мин., а 21 июня — 19 час. 46 мин. В Верхоянске, расположенным за полярным кругом (67°33у), 47 дней (с 29 мая по 15 июля) длится круглосуточный полярный день, а зимой наступает круглосуточная полярная ночь. Как указывает Д.И. Шашко (1961)вместное влияние длинного дня и повышенных температур обусловливаеткращение в Центральной Якутии (60—64°ш.) вегетационного периода растений на 8—10 дней и более, поавнениюширотой Омска (55°), где продолжительность дня в июне на 3 часа меньше. Многие исследователи (М.Н. Гончарик, 1960; В.П. Дадыкин, 1953; Ф.Ф. Тульженкова, 1953,1958; В.К. Труле-вич и др., 1956; А.И. Ивановский, 1957; Г.В. Артемьев, 1962; Г.З. Берсон, 1978) отмечают, что на Крайнем Севере в условиях длинного дня и преобладания влнечномектре красных и инфракрасных лучей у овощных растений наблюдается быстрый рост, ускоренные темпы формирования биомассы и урожая в результате более высокой (в 1,5—2 раза) продуктивности фотосинтеза.
Большая продолжительность дня, преобладание в отличие от большинства других районов Крайнего Севера ясного и малооблачного состояния неба обеспечивают Якутии большую продолжительность солнечного сияния в весенне-летний период. С марта по август сумма часов солнечного сияния в Якутске на 554 часа (45%) больше, чем в Иркутске и на 378 часов (27%) больше, чем в Москве. Наибольшее количество часов солнечного сияния в Якутске приходится на июнь (344) и июль (338), а наименьшее — на декабрь (16) и январь (40). Однако уже в марте солнечное сияние резко возрастает и достигает 247 час (72% от возможного).
В связи с большой сухостью воздуха и малой запыляемостыо Якутия отличается повышенной прозрачностью атмосферы, что обеспечивает высокую интенсивность солнечной радиации особенно в весенне-летний период. По интенсивности прямой солнечной радиации в истинный полдень с апреля по сентябрь Якутск почти не уступает Ташкенту и значительно превосходит Феодосию и Баку. В зимние месяцы в связи с малой высотой солнца напряженность солнечной радиации в 2—2,5 раза ниже. Короткий день и малая интенсивность солнечной радиации определяют даже в Центральной Якутии крайне малый приток радиации и ФАР, с ноября по февраль, что явно недостаточно для выращивания овощных культур в зимних теплицах без искусственного облучения. Вместе с тем Якутия, как никакой другой район Крайнего Севера отличается высоким поступлением солнечной радиации и ФАР в весенне-летний период, что является хорошей энергетической основой для развития раннего овощеводства.
Благодаря большой продолжительности дня, высокой прозрачности атмосферы и малой облачности суммы прямой солнечной радиации в Якутске с марта по август значительно (в среднем на 20%) больше, чем в Иркутске, расположенном почти на 10° южнее, а в марте и апреле соответственно на 29 и 23,5% больше, чем в Ташкенте. Резкий подъем поступления солнечной радиации происходит уже в марте, а наибольшая сумма радиации приходится на июнь. Годовой приход суммарной радиации в Центральной Якутии достигает 400 кДж/см2 (в Якутске по средним многолетним данным он составляет 370), причем за период с марта по август поступает 86% годовой суммы. По общему приходу солнечного тепла в весенне-летний период центральные районы Якутии не уступают центрально-черноземной полосе Европейской части страны. Характерной особенностью радиационного климата континентальных районов Якутии в весенне-летний период, резко отличающей ее от других районов Крайнего Севера, является преобладание в радиационном балансе прямой солнечной радиации над рассеянной, что позволяет достигать здесь наиболее высокого оранжерейного эффекта.
Таким образом в экстремальных климатических условиях Якутии важнейшей проблемой овощеводства является овладение методами рационального использования достаточно высоких сумм и напряженности солнечной радиации в весенне-летний период для улучшения экологических факторов жизнедеятельности овощных растений и максимальной утилизации ими солнечной энергии на формирование урожая.
В связи с большой протяженностью Саха (Якутия) республики в широтном и меридианальном направлении, сложностью рельефа и микрорельефа, резкими различиями в климатических ресурсах отдельных ее территорий важное значение имеет определение зоны возможного и наиболее рационального развития овощеводства защищенного и открытого грунта в этом огромном регионе, научное обоснование для каждой зоны применения отдельных видов защищенного грунта и основных требований к конструкциям культивационных сооружений, ассортимента и способов возделывания овощных культур (Ю.С. Кудряшов, 1991, 2001).
В практике агрометеорологии агроклиматическое районирование территории Якутии проведено по теплообеспеченности (сумма активных температур) и условиям увлажнения (Д.И. Шаш-ко, 1961; Агроклиматический справочник по Якутской АССР, 1963). По данным С.А. Сапожниковой и Ю.И. Чиркова (1967) при сумме среднесуточных температур 10°С и выше в пределах 400° земледелие возможно лишь в защищенном грунте, при 400— 1000° — оазисное земледелие, а при 1000—1300° возможно выращивание ранних овощных культур.
Вместе с тем агроклиматическое районирование по сумме активных температур применимо лишь для овощных культур, возделываемых в открытом грунте, причем с определенными поправками, так как оно не учитывает суточных колебаний температуры и продолжительности безморознох-о периода, которая в Якутии значительно короче периода накопления среднесуточных температур воздуха более 10°.
С.Ф. Ващенко (1974,1976) и Г.З. Берсон(1978,1979) дали оценку возможности применения в районах Крайнего Севера теплиц по поступлению ФАР в декабре—январе, температуре наиболее холодных суток года, снеговым и ветровым нагрузкам. Однако эти показатели характеризуют климатические ресурсы применения лишь зимних теплиц. Что же касается сезонных весенне-летних культивационных сооружений (пленочных теплиц, парников и утепленного грунта), то важнейшими агроклиматическими показателями, характеризующими возможность и эффективность применения этих сооружений в районах Крайнего Севера, являются поступление солнечной радиации и радиационный баланс в весенне-летний период (табл. 1). зеленных культур (редиса, листового салата и пекинской капусты, укропа на зелень и др.) в открытом грунте и в простейших пленочных укрытиях. Из теплиц здесь возможна эксплуатация зимних в "северном" исполнении (однозвенных со свегопрозрачным комбинированным покрытием из стекла и пленки, ячеистого 2—3-слойного поликарбоната или полностью светонепроницаемых), а при устройстве ветрозащиты — однозвенных сезонных (весенне-летних) обогреваемых теплиц с надежным 2-слой-ным пленочным покрытием.
II. Зона неблагоприятных условий. Южная граница зоны совпадает с изотермой активных температур 1200°. Данная зона имеет большую протяженность, сложный рельеф и обусловленные этим неравнозначные условия для ведения овощеводства по микрозонам. В районе с суммой активных температур до 1000° и безморозным периодом 50—60 дней в открытом грунте, кроме зеленных культур, возможно выращивание репы, скороспелых сортов моркови и столовой свеклы на пучок, зеленого лука из севка и выборка, а в перфорированных пленочных укрытиях — скороспелых сортов капусты, моркови и свеклы до фазы технической спелости. В районах с суммой активных температур выше 1000° и безморозным периодом 60—80 дней в открытом грунте возможно выращивание ранней капусты, моркови, свеклы, а в пленочных укрытиях — раннего картофеля. Тепличное овощеводство в данной зоне наиболее целесообразно в весенне-летних теплицах с обогревом воздуха и грунта. А также в зимних однозвенных теплицах с остекленным или 2-слойным пленочным покрытием.
III. Зона удовлетворительных условий. При сумме активных температур 1200—1400° и безморозном периоде 60—100 дней в открытом грунте здесь следует выращивать ранние сорта капусты, морковь, свеклу, лук на репку (из крупного севка и выборка), зеленные, а также многолетние морозостойкие культуры (лук батун, ревень, щавель); в наименее морозоопасных местоположениях — ранний картофель, а в тоннельных пленочных укрытиях — огурец, томат, кабачок через рассаду. В этой зоне вполне возможно применение как однозвенных, так и многозвенных весенне-летних пленочных теплиц с обогревом воздуха и с применением, наряду с обогревом почвогрунта, простейших способов его тепловой мелиорации (мульчирование пленкой,устройство под почвогрунтом теплоизоляционного экрана из фильтрующего пенополистирола или др. материалов с низкой теплопроводностью). Для круглогодовой эксплуатации наиболее целесообразно возведение здесь однозвенных надежно обогреваемых теплиц с 2-слойным пленочным ограждением.
IV. Зона благоприятных условий. Благодаря более оптимальному сочетанию в данной зоне климатических факторов (сумма активных температур 1400—1600°, безморозный период 70—100 дней, высокая сумма и напряженность оптического излучения солнца и большая долгота дня в весенне-летний период, слабые ветровые и снеговые нагрузки) в открытом грунте, кроме названных для предыдущей зоны овощных культур, возможно выращивание среднепоздних сортов белокочанной капусты, а в наименее морозоопасных микрозонах — скороспелых сортов огурца и томата. В защищенном грунте, кроме широкого применения весенне-летних обогреваемых теплиц, возможна эксплуатация и необогреваемых. Основным типом зимних теплиц, как и во II—III зонах, являются однозвенные с 2-слойным пленочным ограждением.
Сравнительный анализ климатических ресурсов Якутии и других районов Северо-Востока показывает, что по поступлению солнечной радиации, теплообеспеченности, продолжительности безморозного периода, влиянию на овощеводство многолетней мерзлоты и другим агроклиматическим показателям центральные районы Красноярского края и Магаданской обл. идентичны или близки к II—III зонам овощеводства Якутии, а северные районы Иркутской обл., Бурятии, Читинской и Амурской обл., включая западные и центральные участки БАМ — к III и IV зонам Якутии. В связи с этим основные положения и выводы, вытекающие из разработанных в Якутии научных основ производства ранних овощей и рассады, вполне применимы в указанных выше районах, что уже нашло подтверждение на практике. На возможность экстраполирования в Сибири и на Крайнем Севере результатов исследований по технологическим аспектам овощеводства, полученных в данной географической точке, на другие аналогичные по агроклиматическим условиям районы указывают Н.Ф. Коняев (1981), Н.И. Хлыновская (1982).
АГРОБИОЛОГИЧЕСКИЕ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ВЫРАЩИВАНИЯ ОВОЩНЫХ КУЛЬТУР И РАССАДЫ В ПЛЕНОЧНЫХ ТЕПЛИЦАХ
1. Особенности микро- и фитоклимата весенне-летних пленочных теплиц и способы его оптимизации. Первые пленочные теплицы в Якутии были построены по нашей инициативе в 1964— 66 гг. в совхозах "Якутский", "Новый", "Ленский" и показали весьма высокую агроэкономическую эффективность.
Испытания различных конструкций пленочных теплиц, проведенные в 1965—1968 гг. в совхозах "Новый" и "Ленский" показали, что самую низкую строительную стоимость (1,73— 2,9 руб/м2) имели арочные пленочные теплицы. Вместе с тем в весенне-летний период в этих теплицах наблюдались значительные колебания температуры воздуха, вызывающие перегревы растений в дневное время и сильное охлаждение ночью. Вертикальные градиенты температуры воздуха в полуденные часы достигали 16—18°, а суточные амплитуды колебания 30—35°С (Ю.С. Кудряшов, Г.И. Тараканов, В.В. Климов, М.А. Перлов, 1969).
Лучший микроклимат складывался в блочных пленочных теплицах (Модифицированный ТП 810;—11). Благодаря большим габаритам и малому коэффициенту ограждения в этих теплицах имел место более выровненный в течение суток температурный режим воздуха и почвы, чем в арочных. Кроме того, наличие верхней вентиляции позволяло днем избегать перегрева растений, а применение двухслойного пленочного покрытия дало возможность поддерживать более высокую температуру ночью, что повысило раннюю урожайность (на 1 августа на 36%). Замена в блочных теплицах деревянных рам, обтянутых пленкой, на сплошное двухслойное покрытие кровли пленкой по шпроссам позволило снизить их стоимость на 25%. Учитывая положительные результаты этих опытов, с конца 60-х годов в республике развернулось широкое строительство блочных пленочных теплиц.
Многолетние исследования показали, что в условиях Северо-Востока пленочные теплицы при ранних сроках ввода в эксплуатацию (в марте—апреле) и при круглогодовом использовании необходимо покрывать двумя слоями пленки с прослойкой воздуха между ними в 4—5 см. Это позволяет почти в 2 раза сократить потери тепла через ограждения теплиц, обеспечивает повышение температуры воздуха в ночное время. Однако в связи с резкими и частыми понижениями температурами воздуха весной (в Якутске в апреле до -30°, в мае до -15, в первой декаде сентября до -8,6°) посадка теплотребовательных овощных культур в необогреваемые пленочные теплицы возможна лишь в первой декаде июня. При этом урожайность огурца не превышает 8— 10 кг/м2, томата 5—7 кг, а продукция поступает в поздние сроки. В опытах, выполненных в 1969—1972 гг. в ОПХ "Покровское" установлено, что в необогреваемых пленочных теплицах с двухслойным покрытием превышение минимальной температуры над наружной в среднем составляет: в мае 6,7, в июне 5,4, июле 4,0, августе 5,8 и сентябре 3,0°, однако этого превышения иногда бывает недостаточно, чтобы уберечь растения от повреждения и даже гибели. Ночная температура воздуха в необогреваемых теплицах в июне и августе составляет 10—15, в июле 13—16°, а минимальная температура опускается в июне до 5—6, июле 9— 10 и августе 5-—6°, что не гарантирует получение высокой урожайности.
Опыты 1966—1968 гг., проведенные в совхозах "Новый" и "Ленский" показали, что применение в пленочных теплицах временного (защитного) обогрева воздуха с 22 мая по 15 июня электрокалориферами мощностью 133 вт/м2 повышает урожайность огурца при посадке 5 июня — на 12% и 22 мая — на 28%. При этом использование внутри этих теплиц, при высадке огурца с середины мая, временных тоннельных укрытий над растениями улучшает условия фитоклимата, повышает в среднем за 2 года раннюю урожайность на 29,6% и общую на 16,2%. Вместе с тем многолетними исследованиями и последующей производственной практикой установлено, что одним из наиболее радикальных способов улучшения теплового режима воздуха в весенне-летних теплицах, наряду с вышеизложенными способами, является применение постоянного (в течение всего периода вегетации) обогрева воздуха электрокалориферами или теплогенераторами удельной мощностью 400 Ккал/ч-м2 при однослойном пленочном покрытии и 200 Ккал/ч-м2 при двухслойном, что позволяет высаживать огурец и томат на 25—30 дней раньше, ускоряет поступление продукции на 1—1,5 месяца, повышает ранний урожай в 2—2,5 раза и общий на 35—40%, по сравнению с таковыми в необогреваемых теплицах.
В районах вечной мерзлоты одним из факторов, значительно снижающих продуктивность овощных культур и качество рассады в пленочных теплицах, не имеющих почвенного обогрева, является низкий тепловой режим почвы, особенно в весенний период. Специальными опытами, выполненными в 1969—1973 гг. в ОПХ "Покровское", совхозах "Новый" и "Якутский" установлено, что значительного улучшения теплового режима холодных почв при средних сроках ввода в эксплуатацию этих сооружений (в первой половине мая) можно достичь ресурсосберегающим агротехническим путем: мульчированием поверхности почвы све-топрозрачной пленкой, устройством под питательным грунтом теплоизоляционного экрана из материала с низкой теплопроводностью (пенопласт, древесная кора, тростник, опилки и т.д.), совместным применением мульчирования и теплоизоляционного экрана. В этих опытах установлено, что предпосадочное (предпосевное) и послепосадочное мульчирование почвы светопроз-рачной пленкой за счет увеличения в 1,5—2 раза аккумуляции в почве тепла солнечной радиации и значительного (в 1,5—2 раза) сокращения его затрат на испарение повышает в первые 1— 1,5 месяца температуру корнеобитаемой зоны на 3—4°, хорошо сохраняет структуру, уменьшает уплотнение и повышает в 1,6 раза степень аэрации почвы, в 1,8—2,2 раза увеличивает содержание в почве нитратного азота, сокращает вымывание в подпочвенные горизонты подвижного фосфора и калия на 15%. Тепломе-лиоративный эффект при мульчировании в теплице черной пленкой значительно ниже, чем светопрозрачной. Устройство над почвой теплоизоляционного экрана, особенно их пенопласта в 1,5—2 раза сокращает тепловые потоки в подпочвенные горизонты, ускоряет оттаивание и прогревание отсеченного от мерзлоты деятельного слоя почвы, повышает его температуру на 2— 4° и более. Наибольший тепломелиоративный эффект наблюдается при совместном применении мульчирования пленкой и экрана. При этом происходит не только наибольшая аккумуляция тепла почвой в дневное время, но и в 3 раза возрастает отдача тепла почвой ночью в приземный слой воздуха, что в первые 3— 4 недели после посадки растений повышает температуру воздуха в теплицах в среднем на 3,5—4° днем и на 2,5° ночью.
Огуречные растения в период массового цветения в вариантах с тепловой мелиорацией превосходили таковые в контрольном варианте по площади ассимиляционного аппарата в 1,2—1,4 раза, длине основного стебля в 1,3—1,4 раза, ветвлению в 1,5 раза, чистой продуктивности фотосинтеза растений (ЧПФ) на 23—53%, они на 4—7 дней раньше вступали в фазу цветения и плодоношения. В среднем за 4 года исследований ранняя урожайность была выше, по сравнению с контролем, при мульчировании пленкой на 33,2%, в варианте с экраном из пенопласта —■ на 66,1 %, а при совместном применении мульчирования и экрана из коры — на 35,7%. Общая урожайность в этих вариантах была выше соответственно на 29,5; 59,1 и 20,8%, а чистая прибыль возросла в 1,6—2.2 раза. Наиболее рентабельным оказалось мульчирование почвы пленкой. В опытах с культурой томата в нео-богреваемых пленочных теплицах (1966—1968 хт.) мульчирование пленкой обеспечило прибавку раннего урожая на 30,5%, а экран из древесных опилок — на 24,9%. Наиболее эффективным в этих опытах оказалось совместное применение мульчирования и экрана—оно повысило раннюю урожайность на 33,8% и общую на 22,8% (8,19 ± 0,05 кг/м2) против 6,76 ± 0,06 кг/м2 в контроле).
Таблица
Влияние способов тепловой мелиорации почвы на рост, развитие и продуктивность огурца в пленочных теплицах среднее за 1969—1972 гг.; Ю.С. Кудряшов, Б.С. Сенекой, 1972)
Фаза массового цветения Урожайность,
Пло- В среднем на 1 расгение, шт. кг/м
Вариант щадь Длина главного стебля, см ЧПФ, г/м2 сутки* листовой поверхности, дм2 Боковых побегов Женских цветков Завязей Ранняя на I/ VIII Общая
Без мульчирования и экрана 41,1 90 4,2 2,7 2,3 1,6 5,06 11,
Мульчирование светопрозрачной полиэтиленовой пленкой 59,0 130 6,6 5,1 5,2 2,45 6,74 14,
Экран из коры"' 41,0 105 4,8 3,4 4,2 1,87 6,03 13,
Экран из пенопласта^ 55,7 120 6,6 3,8 4,6 2,37 9,75 16,
Мульчирование пленкой + экран из коры 50,0 130 6,7 4,3 4,9 1,97 7,35 15,
Данные за 1971- -1972 гг. Данные за 1969 —1971 гг.
1969 г. — точность опыта 3,1%, НСР05 — 0,9 кг/м2; 1970 г. — точность опыта 4,5%, НСР05 — 1,21 кг/м2; 1972 г.
1,35 кг/м2; 1971 г. — точность опыта 4,1%, НСР0: - точность опыта 0,97%, НСР —0,35 кг/м1.
В условиях Северо-Востока наиболее рентабельными (табл. 3) являются ранние сроки посадки огурца и томата в весенне-летние пленочные теплицы (в апреле). Однако в эти сроки рассмотренные выше способы тепловой мелиорации или применение лишь воздушного обогрева не обеспечивает удовлетворительной тепловой режим почвы в пленочных теплицах. Для коренного улучшения теплового режима почвы в ранние сроки, экономии топлива и рационального использования тепла солнечной радиации в пленочных теплицах предложено применять совмещенный теплообменный обогрев воздуха и почвы от одного и того же отопительного агрегата — калорифера или теплогенератора. Теплый воздух, нагретый калорифером или солнцем, нагнетается вентилятором через воздуховоды в асбоцементные или полиэтиленовые трубы, уложенные под почвой. При запуске теплиц с таким обогревом в марте—апреле слой мерзлой почвы в 20—25 см прогревается до 18—22° за 5—7 дней. После этого активный разогрев почвы прекращается и отопительные агрегаты в основном используются для обогрева воздуха в ночное время. Поддержание необходимого уровня температуры почвы достигается в этом случае путем подачи в дневное время под почву воздуха из теплицы, нагретого за счет солнечной радиации. О высокой эффективности почвенного обогрева пленочных теплиц при ранних сроках посадки огурца свидетельствуют данные 3-летних опытов (табл. 3).
Таблица
Влияние обогрева почвы на агроэкономическую эффективность выращивания огурца при ранних сроках посадки
ОПХ "Покровское", среднее за 1971—1973 гг.)
Вид обогрева почвы Срок посадки Начало плодоношения Урожайность, кг/м2 Прибыль с 1 м\ руб. Уровень рентабельности, %
Ранняя на 1/УШ Общая на 10— 20/1Х
Без обогрева 15—19/V 5—7/У1 15,0 21,5 25,3 44,
ЗОЛУ 22—гт 14,0 17,4 22,6 25,
Биологический ЗОЛУ 20—22/У 18,2 24,1 28,1 13,
18—20/1V 11—15/У 21,0 28,0 37,8 48,
Теплообменный 30/I V 20—25/У 18,6 23,5 32,4 59,
18—20/1V 11— 20/У 19,9 24,8 36,2 77,
Примечание. В варианте с биологическим обогревом использовали конский навоз, уложенный слоем 40 см под гряды; обогрев воздуха во всех вариантах осуществляли теплогенераторами ТГ-150 при удельной мощности в апреле и мае 348 вт/м2, а с июня — 174 вт/м2.
Наиболее высокую урожайность огурца при посадке в середине апреля обеспечил биологический обогрев, а самым рентабельным оказался теплообменный способ обогрева.
2. Агроэксплуатационная оценка некоторых полимерных материалов для покрытия теплиц. Для покрытия весенних теплиц наиболее широко используется полиэтиленовая нестабилизиро-ванная, производимая по ГОСТу 10354-82 на основе полиэтилена марки 10803-020 и 15803-020 (И.Н. Котович, Н.Г. Самсонов 1983). Однако эта пленка имеет два весьма существенных недостатка: 1) короткий (3—5 месяцев) срок службы в качестве кровли теплиц, что значительно увеличивает затраты на ее приобретение и замену на новую; 2) высокую проницаемость для длинноволнового инфракрасного (ИК) излучения (75—80%), что приводит к большой потере тепла в ночное время, и, как следствие этого, слабой защите растений от заморозков (до -1,5—2°С) в необогреваемых сооружениях и увеличению затрат на обогрев. В связи с этим важное значение имеет агроэксплуатационная оценка полимерных светопроницаемых материалов, лишенных указанных выше недостатков.
В наших исследованиях, выполненных в 1964—65 гг. на Овощной опытной станции МСХА (г. Москва) и в 1966—67 гг. в совхозе "Ленский" (г. Ленек, Якутия) были изучены первые опытные образцы светопроницаемого рулонного стеклопластика, изготовленные во ВНИИСПВ (И.С. Ярхо, 1967). Они имели толщину 0,35 мм, ширину 95 см, массу 1 м2 450 г, прочность при растяжении не менее 1500 кгс/см2, высокую ветро- и морозоустойчивость. Однако опыты показали, что в связи с низкой проницаемостью этих образцов для видимого света (на 26,8%) и ФАР (на 24,5%) они значительно (на 40—20%) уступали полиэтиленовой пленке по урожайности огурца, редиса, пекинской и цветной капусты (И.С. Кудряшов, Г.И. Тараканов, Ю.М. Кузлякин, 1968; Ю.С. Кудряшов, 1969).
В последующих исследованиях, выполненных в 1969—1971 гг. в условиях Центральной Якутии (совхозы "Ленский", "Хатас-ский", ОПХ "Покровское") в качестве кровли овощных и рассадных теплиц изучались улучшенные модификации рулонного стеклопластика из полиэфирных смол — РСС-75 и РСС-80М, а также сополимерная этиленвинилацетатная пленка "Эвафильм" (Япония). (Ю.С. Кудряшов, Л.Н. Балло, 1972).
Условия внешней среды в культивационных сооружениях некоторые исследователи (В.А. Колясева, Т.С. Пащенко, О.Д. Ро~ жанская, 1966) определяют как микроклимат, что приемлемо для сооружений без растений. При наличии растений, влияющих на основные метеоэлементы, правильнее говорить о фитоклимате (Г.И. Тараканов, 1968).
Складывающийся микро- и фитоклимат в теплицах на солнечном обогреве обусловлен потоком лучистой энергии, приходящей к деятельной поверхности, затрудненным влаго- и теплообменом и полным отсутствием ветра в зоне произрастания растений.
Неодинаковые оптические свойства полимерных материалов определяют степень проникновения суммарной солнечной радиации. В теплице под полиэтиленовой пленкой в начале эксплуатации сквозь ограждение проходит 76% величины суммарной солнечной радиации. Под стеклопластиками РСС-75 и РСС-80М — 74—81, под "эвафильм-пленкой — 90% , что подтверждается исследованиями Г.С. Осиповой (1994) по изучению оптических свойств полимерных материалов. В процессе эксплуатации в результате запыления кровли и необратимого "старения" материалов прозрачность полимеров уменыпаетсмя. Так, за четыре месяца эксплуатации прозрачность полиэтиленовой пленки снизилась на 20%, стеклопластика — на 20—22, "эвафильм"-пленки — на 29%.
Высокая прозрачность "эвафильм"-пленки и РСС-80М для коротковолновой солнечной радиации в условиях Центральной Якутии позволяет аккумулировать под ними в дневное время наибольшее количество тепла.
Температура воздуха в теплицах, покрытых этими материалами, в солнечные дни часто превышала 30° и была в среднем на 3—4°, а температура почвы на 2,3 и 3,2° выше, чем под полиэтиленовой пленкой, разница в температуре воздуха на высоте 20 и 50 см под "эвафильм"-пленкой достигала 8°. В дневные часы температура листьев огуречных растений в теплицах под пленками выше, а под стеклопластиками ниже, чем температура окружающего воздуха. Особенно высоким (до 2—4°) бывает градиент температур лист—воздух днем под "эвафильм"-пленкой, что указывает на большую вероятность перегрева растений особенно при недостаточной вентиляции сооружений.
В ночное время наблюдается обратная закономерность: температура листьев в теплице под стеклопластиками выше, а под пленками ниже (на 0,6 - 1°), чем температура окружающего воздуха. В последнем случае растения переохлаждаются значительно сильнее и, следовательно, сильнее страдают при низких температурах воздуха в ночной период, что связано с различной проницаемостью материалов для теплового длинноволнового излучения, Стеклопластики имеют значительно более слабую проницаемость для теплового длинноволнового инфракрасного излучения (10—12%) в отличие от пленок, температура воздуха под ними в ночное время на 2—3° выше, что особенно важно при ранних сроках эксплуатации теплиц и что указывает на целесообразность использования стеклопластика для покрытия рассадных теплиц. Изучение радиационного баланса, являющегося единственным источником энергии в необогреваемых сооружениях, показывает, что в теплицах под стеклопластиками он на 10—11% выше, чем теплицах под полиэтиленовой пленкой. Из приходящей энергии суммарной коротковолновой радиации на долю радиационного баланса под стеклопластиками приходилось 48— 49%, что на 2—3% больше, чем под полиэтиленовой пленкой. Наиболее высоким радиационный баланс в дневное время в целом за сутки имел место под этиленвинилацетатной пленкой.
В ночные часы радиационный баланс в основном определяется балансом длинноволнового или эффективного излучения, особенно в ясную малооблачную ночь. Стеклопластики и эти-ленвинилацетатная пленка, обладая гидрофильным свойством, покрываются с внутренней стороны почти сплошным пленочным конденсатом, что снижает величину эффективного излучения на 10—19% по сравнению с полиэтиленовой пленкой, которая благодаря гидрофобным свойствам покрывается мелкокапельным конденсатом, в меньшей степени препятствующим эффективному излучению. Присутствие растений увеличивает радиационный баланс на 10% за счет снижения эффективного излучения на 45— 48%.
Результаты 3-летних опытов показали, что растения огурца в весенне-летней культуре имели в теплицах под стеклопластиками и "эвафильм"-пленкой более мощный ассимиляционный аппарат, на 2—4 дня раньше вступали в плодоношение, повышали в среднем урожайность на 14,1—10,6% соответственно. Вместе с тем недостаточная ширина рулонного стеклопластика (0,8— 0,9 м) на существующих конструкциях весенних теплиц требует значительных дополнительных затрат на его крепление (Г.С. Оси-пова, 1994).
Практика 70-х годов ряда хозяйств Центральной Якутии показала, что для снижения затрат на покрытие стеклопластик можно использовать в течение 3—4-х лет вместо стекла без съема его на зиму на рассадных теплицах, потребность в которых была велика в связи с необходимостью выращивания ранней рассады (в марте—апреле) для обогреваемых пленочных теплиц. Однако специальные опыты, проведенные в 1973—75 гг. в ОПХ "Покров-ское" В.Д. Гревцевой под нашим руководством показали, что замена на рассадных теплицах двухслойного ограждения из стеклопластика и полиэтиленовой пленки на двухслойное покрытие высокопрозрачной этиленвинилацетатной пленкой в 1,5 раза повышало поступление в теплицу суммарной солнечной радиации в марте—апреле (в среднем 62,3% от наружной), что в зависимости от выращиваемых в опыте сортов и гибридов огурца (Весенний салатный, Р, Кукарача, ТСХА-1, Б,Манул) повышало у 24-дневной рассады под этиленвинилацетатной пленкой в 1,3—1,4 раза площадь листовой поверхности, сырой и сухой массы растений, в 1,5—2,1 раза чистую продуктивность фотосинтеза, на 3-—2,6% содержание в листьях хлорофилла. На повышение хлорофилла у томата под сополимерной пленкой указывает Т.С. Осипова (1994). В среднем за 3 года выращивание рассады под этиленвинилацетатной пленкой повысило урожайность на 0,8—2,2 кг/м2, чистый доход на 7—14,5%, уровень рентабельности на 6—13%. Наиболее высокую отзывчивость на улучшение световых условий выращивания рассады имеют гибриды ТСХА-1 и Манул. Этиленвинилацетатная пленка перспективна и для круглогодового использования на зимних пленочных теплицах.
В 80-е годы в соответствии с координационными планами министерств сельского хозяйства и химической промышленности СССР по разработке и испытанию полимерных материалов сельскохозяйственного назначения, в выполнении которых автор принимал участие, были созданы отечественная этиленвинилацетатная пленка Сэвилен, ряд модификаций полиэтиленовой пленки с введением в ее состав стабилизирующих, антистатистических, гидрофильных, теплоудерживающих и других добавок, улучшающих оптические и механические свойства этих полимеров. Не претендуя в данной работе на рассмотрение результатов испытаний всех этих полимерных материалов, остановимся лишь на агроэксплуатационной оценке одних из лучших модификаций полиэтиленовой пленки — стабилизированной селективной теп-лоудерживающей СС-ЗТ, разработанной на основе полиэтилена 175-209 (авторское свидетельство СССР № 1106818) и стабилизированной селективной теплоудерживающей (СС-ЗТ-СКП), с введением в ее состав неорганического невыцветающего в естественных условиях оранжевого или красного красителя.
Изучение этих образцов полиэтиленовой пленки для покрытия теплиц, начатое в 1993 г. на ООС МСХА (г. Москва), в 1997— 99 гг. было параллельно продолжено в ОПХ "Покровское" Якутского НИИСХ. При этом все опытные образцы пленок, включая контрольную — полиэтиленовую нестабилизированную (ПЭНС), были изготовлены толщиной 150 мкм из одной и той же партии полиэтилена марки 15803-020. (Ю.С. Кудряшов, 2001; Ю.С. Куд-ряшов, В.Д. Гревцева, 2002). На ООС МСХА опытные пленки испытывались на весенних неотапливаемых теплицах с середины апреля по октябрь, иногда даже без съема на зиму. Многолетние испытания показали, что нестабилизированная пленка (ПЭНС) толщиной 150 мкм уже через 3—4 месяца начинала рваться на кровле в местах соприкосновения с несущими элементами, а после 6 месяцев эксплуатации полностью утрачивала свою прочность. Пленка СС-ЗТ после 1 -го сезона эксплуатации теряла прочность и относительное удлинение незначительно — лишь на 12% и 7% соответственно, а у пленки СС-ЗТ-СКП эти показатели после 6 месяцев эксплуатации даже повышались. Дальнейшими испытаниями установлено, что в условиях Московской и др. областей Центральной зоны пленки СС-ЗТ и СС-ЗТ-СКП толщиной 150 мкм успешно выдерживали эксплуатацию на весенних теплицах с апреля по октябрь в течение 3—4-х сезонов.
В ОПХ "Покровское" опытными пленками в марте 1997 г. были покрыты фрагменты зимней арочной теплицы. Срок непрерывной эксплуатации опытных пленок состаил на 1 ноября 1998 г. 20 месяцев. В ноябре 1998 г. опытные пленки СС-ЗТ и СС-ЗТ-СКП были покрыты сверху одним слоем обычной пленки. За этот период контрольную пленку из-за ее полного выхода из строя пришлось поменять 3 раза: в декабре 1997 г., в июне и ноябре 1998 г., а в апреле 1999 г. дополнительно укрыть еще одним слоем обычной пленки. В таком виде эксплуатация опытных теплиц продолжалась до середины июля 1999 г. За первые 12 месяцев эксплуатации на зимней теплице пленки СС-ЗТ и СС-ЗТ-СКП практически сохранили свои первоначальные механические свойства.
Таким образом, в экстремальных климатических условиях Центральной Якутии непрерывный срок службы изучавшихся видов полиэтиленовой пленки в 4 раза превышает таковой у стандартной.
Пленки СС-ЗТ и СС-ЗТ-СКП выгодно отличаются от обычной полиэтиленовой и своими оптическими свойствами. При достаточно высоком интегральном пропускании видимого света (83—84%) они более проницаемы для коротковолновых инфракрасных лучей и практически в 3 раза меньше пропускают длинноволновое инфракрасное излучение (28—25%), что обеспечивает в культивационных сооружениях большую аккумуляцию тепла в дневное время и меньшую его потерю ночью.
Вместе с тем, рассматриваемые модификации полиэтиленовой пленки заметно различаются по спектральному пропусканию видимого света. Если пленка СС-ЗТ более проницаема для коротковолновых областей спектра (400—600 нм), то пленка СС-ЗТ-СКП, благодаря наличию в ней красного пигмента, больше пропускает длинноволновых оранжево-красных лучей (600— 750 нм), что обеспечивает растениям и большую световую энергию для фотосинтеза. Дневные температуры под СС-ЗТ на 1— 2°С, а под СС-ЗТ-СКП на 3—4°С выше, чем под контрольной пленкой ПЭНС. В ясные дни под пленкой СС-ЗТ-СКП существует и наибольшая опасность перегрева растений, что вызывает необходимость применения более интенсивной и продолжительной вентиляции теплиц. В ночное время, благодаря значительно меньшей проницаемости пленок СС-ЗТ и СС-ЗТ-СКП для длинноволнового инфракрасного излучения, температура воздуха под ними выше, чем под пленкой ПЭНС, соответственно на 0,5—1,5 и 2— 2,5°С, обеспечивая защиту от заморозков до -4°С, а при хорошо прогретой почве — до -5—6°С.
Оптимизация микроклимата в неотапливаемых теплицах, покрытых пленками СС-ЗТ и СС-ЗТ-СКП, значительно усиливает рост и повышает качество рассады капусты. При этом пленка СС-ЗТ-СКП в условиях Подмосковья обеспечивает несколько более высокие темпы роста, по сравнению с пленкой СС-ЗТ, а в Якутии — наоборот. Применение пленок СС-ЗТ и СС-ЗТ-СКП на рассадно-овощных теплицах позволяет на 5—7 дней сократить период выращивания рассады и уменьшить затраты на ее подготовку.
В опытах по выращиванию томата вторым оборотом в весенних неотапливаемых теплицах на ООС МСХА (г. Москва) в среднем за 4 года ранняя урожайность под пленками СС-ЗТ и СС-ЗТ-СКП была выше, чем под контрольной ПЭНС, соответственно в
1,2—1,4 раза, а общая — на 12— 15%. При эхом наибольшую урожайность обеспечивала, как правило, пленка СС-ЗТ-СКП. По данным Г.И. Кособокова и др. (1968) красная пленка в условиях Подмосковья обеспечивала прибавку раннего урожая томата на 23,7%. Однако в Центральной Якутии лучшие результаты обеспечивает при выращивании томата пленка СС-ЗТ. В среднем за 2 года она превысила контрольную пленку ПЭНС по ранней и общей урожайности соответственно на 24 и 16%.
3. Способы выращивание рассады. В условиях Северо-Востока важной проблемой является производство высококачественной рассады для открытого грунта и пленочных сооружений.
Основной рассадной культурой, занимающей наибольшую площадь в открытом грунте, является здесь ранняя, среднеспелая и среднепоздняя белокочанная капуста. Высокая стоимость теплиц и парников под стеклом, почти полное отсутствие в них механизации приводит к тому, что рассада, выращенная в этих сооружениях, имеет очень высокую себестоимость.
Наши опыты, выполненные еще в начале 60-х годов и результаты внедрения в ряде хозяйств Центральной Якутии, убедительно доказали возможность замены парников на биотопливе наземными двухскатными пленочными укрытиями на солнечном обогреве (типа УРП) для производства более дешевой и качественной рассады капусты и томата для поздних (июньских) сроков посадки в открытый грунт (Ю.С. Кудряшов, 1962,1963, 1965).
Исследования. Проведенные в 1969—1971 гг. в ОПХ"Покров-ское", совхозах "Ленский" и "Якутский" показали, что высококачественную рассаду ранней и среднепоздней капусты для открытого грунта можно успешно выращивать в пленочных теплицах, оборудованных воздушным обогревом, а среднеспелой — в необогреваемых теплицах (Ю.С. Кудряшов, B.C. Крылов, 1972; Ю.С. Кудряшов, 1977). При этом установлено, что рассада ранней капусты, выращенная в парниках на биотопливе и в пленочных теплицах, обеспечивает после высадки ее в поле получение практически одинакового урожая. В наших опытах в среднем за три года он составил соответственно 450,5 и 470 ц/га. Себестоимость рассады, выращенной в пленочных теплицах в 1,5 раза ниже себестоимости рассады, полученной из русских парников.
Опытом также установлено, что при подготовке рассады ранней капусты в обогреваемых пленочных теплицах отказ от трудоемкой пикировки сеянцев и переход на прямой посев в питательные кубики не приводит к снижению урожая. Однако сокращение затрат труда при этом возможно только в случае механизированного посева.
В связи с более интенсивным ростом и развитием рассады ранней капусты в пленочных теплицах по сравнению с русскими парниками, сроки ее выращивания сокращаются до 35—40 дней. Посев семян при выращивании рассады в пленочных теплицах без пикировки следует производить лишь на 10 дней раньше обычных сроков пикировки.
Замена русских парников пленочными теплицами при подготовке рассады ранней капусты позволяет не только значительно понизить ее себестоимость, но и улучшить условия труда, механизировать ряд трудоемких процессов. Широкое применение пленочных теплиц связано с проблемой подготовки рассады для этих сооружений.
Исследования, проведенные в 1969—1972 гг. в ОПХ "Покров-ское", показали, что для массовых (майских) сроков посадки рассаду огурца и томата можно успешно выращивать в теплицах с двухслойным пленочным покрытием, оборудованных воздушным обогревом. Качество рассады за счет лучшего светового режима в этих сооружениях значительно выше, чем в разводочных теплицах, покрытых стеклом или рулонным стеклопластиком, что обеспечивает значительное (от 10 до 31%) повышение урожайности (Ю.С. Кудряшов, Г.И. Тараканов, М.А. Перлов, 1972). При этом себестоимость рассады огурца в пленочных теплицах снижается в среднем на 30%.
Исследования показали, что при ранних сроках выращивания рассады огурца в рассадно-овощных пленочных теплицах, не имеющих почвенного обогрева, наиболее эффективным способом улучшения теплового режима в корнеобитаемой зоне произрастания растений является выращивание рассады на легких быстроразборных стеллажах, подогреваемых снизу теплым воздухом, поступающим по перфорированным пленочным воздуховодам от теплогенератора или другого источника воздушного обогрева теплиц. Повышение температуры в этой зоне в первые 10 дней после посева на 3,3—6,4°, по сравнению с другими способами выращивания рассады, значительно ускоряет появление всходов и рост, формирование ассимиляционного аппарата, нарастание биомассы надземной части и корневой системы растений. Повышение качества рассады при этом способе в конечном итоге обеспечивает наиболее высокую агроэкономическую эффективность выращивания огурца в пленочных теплицах (табл. 4).
Таблица
Влияние способов выращивания рассады на агроэкономическую эффективность выращивания огурца в пленочных теплицах среднее за 1971—1972 гг.)
Способ выращивания рассады Урожай- Прибыль Уровень ность с 1 мг, рентабелькг/м2 % руб. ности, %
Рассадная обогреваемая стеллажная теплица 19,7 100 21,
Пленочная теплица с обогревом воздуха: подогреваемые разборные стеллажи 23,8 120,6 31, неподогреваемые разборные сталлажи 20,9 106,0 25, гряды с теплоизоляционным экраном из опилок слоем 10 см 19,5 99,0 21,
Примечание.: в 1971 г. сорт Весенний салатный, в 1972 г. гибрид Майский.
4. Применение органических и органо-минеральных субстратов
В условиях Центральной Якутии в связи с низким естественным плодородием и значительным засолением мерзлотных почв нами изучены тепловой и водный режимы, особенности минерального питания, закономерности роста, развития и формирования урожая огурца в пленочных теплицах при выращивании на различных растительных субстратах (опилки, древесная кора, тростник, солома) без предварительного их компостирования. Работа проведена в 1969—1973 гг. в ОПХ "Покровское", совхозах "Якутский" и "Новый" путем постановки вегетационного, лабо-раторно-полевого и производственных опытов (Ю.С. Кудряшов, Б.С. Сенекой, 1972).
Установлено, что все изучавшиеся искусственные субстраты значительно улучшают тепловой режим почвы в пленочных теплицах. Специальные опыты с внесением различных доз азота при предпосадочной подготовке субстрата показали, что наибольший тепловой эффект наблюдается при внесении 1,5 кг азота на 100 кг воздушно-сухого субстрата. При этом температура корнеобита-емой зоны на искусственных субстратах в первые 1,5 месяца их использования повышается на 2,5—9°, в последующий период на 2—6°, а температура воздуха в теплицах возрастает на 2—4°. Наибольшим выделением тепла отличаются субстраты из соломы и тростника, наименьшим — из коры.
Изучение водного баланса в вегетационных опытах показало, что общий расход воды в период от посадки до конца вегетации на субстратах из коры, соломы и опилок соответственно в 2,1, 1,5 и в 1,8 раза выше, чем на почвогрунте, что связано с их высокой инфильтрацией, высокой скважностью, интенсивным испарением влаги с поверхности субстратов и повышенной транс-пирацией растений на этих субстратах. Вместе с тем огуречные растения на искусственны^ субстратах более экономно, чем на почвогрунте, расходуют воду, сокращая на 14—20% транспира-ционный коэффициент и повышая в среднем на 13,5% продуктивность транспирации.
Изучение особенностей минерального питания огурца на искусственных субстратах при внесении одинакового количества питательных веществ показало, что интенсивность выноса NPK, Са и Mg огуречными растениями из них на 19,4—22,4% выше, чем из почвы. При выращивании на искусственных субстратах огуречные растения имеют, по сравнению с культурой на почвогрунте, более мощный ассимиляционный аппарат, в 1,2—1,8 раза более интенсивный рост основного стебля и ветвление, они формируют на 20—60% больше женских цветков и завязей, развивают в 3,5—5 раз более мощную корневую систему и имеют повышенную продуктивность фотосинтеза (на 38—53%).
Все изучавшиеся субстраты обеспечили, по сравнению с поч-вогрунтом, получение более высокой урожайности.
На субстратах из соломы и опилок прибавка урожая составила соответственно: раннего — 35,8 и 22.6%, общего — 15,2 и 14,7%. Наиболее высокую раннюю и общую урожайность обеспечил субстрат из тростника — в 1,51 и в 1,24 раза выше, чем в контроле. Наименьшая разница в урожае, по сравнению с контролем, получена на субстрате из коры. Результаты производственного испытания подтвердили высокую агроэкономическую эффективность выращивания огурца в пленочных теплицах на искусственных субстратах. Урожайность огурца на всех изученных органических субстратах на 2-й и 3-й год их использования не снижалась.
С целью создания субстратов с более длительным сроком использования в 1984—1987 гг. в Южной Якутии в зоне Малого БАМа (г. Нерюнгри) были проведены исследования по изучению органо-минеральных субстратов на базе местного торфа переходного типа с использованием в качестве минеральных компонентов песка и гранитной крошки в количестве 10, 20 и 30% от объема субстрата, цеолита—5,10,20,30%, вермикулита 10,30 и 50%. При содержании 20% песка, цеолита и гранитной крошки в состав смесей было включено 25% навоза крупного рогатого скота или ила очистных сооружений (Ю.С. Кудряшов, A.C. Фомин, 1988). В опытах использовались: промытый речной песок, гранитная крошка местного производства (размер частиц 1,0—5 мм), цеолит (1—5 мм) из открытого на территории Якутии месторождения Хонгуруу, вермикулит, производимый объединением "Алданслюда". Местный торф отличается высокой изменчивостью зольноти (от 8 до 50%, чаще 10—15), имеет 8—21% степень разложения, высокую кислотность (рНводн 4,9), незначительное содержание азота, фосфора и калия — соответственно 4,5; 0,9 и 2,8 мг/100 г(А.К. Коноровский, 1984).
В опытах с изучением торфоминералЬных субстратов установлено, что наиболее существенную прибавку урожайности огурца в пленочных теплицах (от 21 до 30%>) обеспечивает внесение в субстрат 10—20% песка и гранитной крошки, 5—10% цеолита, однако в пределах этих уровней минеральных добавок различия по урожайности недостоверны. В проводимых параллельно опытах по изучению различных составов органо-минеральных субстратов установлено, что по продуктивности они достоверно превосходят как чистый торф, так и торфоминеральные смеси. В среднем за 3 года максимальную урожайность огурца в пленочных теплицах обеспечил субстрат, состоящий из 55% торфа, 20% цеолита и 25% навоза. Прибавка урожая в этом варианте составила 23% по сравнению с контролем (чистый торф) и 14%> по сравнению с субстратом торф 80 + цеолит 20%. В вегетационных опытах установлена возможность снижения содержания цеолита в торфяных субстратах до 5% и целесообразность насыщения его макроэлементами.
5. Сортовые и технологические особенности роста, развития и формирования урожая огурца. Для достижения высокой продуктивности овощных культур в пленочных теплицах в специфических экологических условиях Северо-Востока необходимы сорта и гибриды, сочетающие высокую скороспелость и продуктивность при высоком поступлении солнечной радиации, большой продолжительности дня в весенне-летний период и коротком периоде вегетации с резкими колебаниями температуры.
В условиях Северо-Востока огурец является ведущей и наиболее урожайной культурой в пленочных теплицах.
За период 1966—1973 гг. в опытах по сортоизученшо и в коллекционном питомнике были изучены сотни сортов и гибридов тепличного огурца, были выделены и широко внедрены в Якутии для возделывания в пленочных теплицах при средних сроках посадки (в мае) высокопродутивные пчелоопыляемыегетерозис-ные гибриды ТСХА-1, Майский и партенокарпический сорт Весенний салатный. Установлено, что эти гибриды в 1,4—1,7 раза превосходят по урожайности районированный ранее сорт Неро-симый 40 (Ю.С. Кудряшов, Г.И. Тараканов, Л.Н. Балло, 1970; Сводный научный отчет по теме НИС ТСХА, 1974).
С целью дальнейшего повышения продуктивности огурца в обогреваемых теплицах в ранние сроки в последующей работе основное внимание было уделено изучению биологических особенностей новых перспективных и ранее выделенных гибридов. В связи с этим в 1973—1978 гг. в Покровском ОПХ при посадке в середине апреля в пленочные теплицы с обогревом воздуха и почвы изучали следующие гетерозисные гибриды: пчелоопьшя-емые — ТСХА-211 (Манул), ТСХА-1, Майский и партенокарпи-ческие — ТСХА-77 (Зозуля), ТСХА-98 (Апрельский) и ТСХА-76 (Кукарача). Стандартом для пчелоопыляемых гибридов был взят гибрид ТСХА-1, а для партенокарпических — сорт Весенний салатный. Ниже излагаются результаты этих исследований (Ю.С. Кудряшов, В.Д. Гревцева, 1978,1979).
Наблюдения показали, что темпы роста и развития растений огурца зависят от сортовых особенностей. Самое раннее цветение женскими цветками (через 33 дня после появления всходов) было отмечено у пчелоопыляемых гибридов, на 3—4 дня позднее зацветали партенокарпические гибриды. Позже других появлялись женские цветки у сорта Весенний салатный, при этом начало цветения мужских цветков у него совпадало с появлением женских цветков у пчелоопыляемых гибридов, для которых сорт использовался в каестве опылителя. Все изучавшиеся гибриды отличались образованием большого количества женских цветков и очень незначительного — мужских, или полным отсутствием последних, особенно в начале вегетации. Наибольшая насыщенность растений женскими цветками наблюдалась у пчелоопыля-емого гибрида Манул и пертенокарпических гибридов. Сорт Весенний салатный, наоборот, формирует много мужских цветков и мало женских (в среднем в 4,5 раза), его потенциальные возможности плодообразования значительно ниже.
Говоря о высокой женской сексуализации изучавшихся парте-нокарпическихгибридов, следует отметить их различную способность завязывать плоды без опыления. В первый месяц плодоношения при отсутствии опыления самое высокое завязывание плодов наблюдалось у гибрида Кукарача. У других партенокарпи-ческих гибридов этот показатель был ниже на 15,3—17,3%. Наличие опыления в первый месяц плодоношения весьма значительно повышает завязываемость плодов у этих гибридов. Наиболее отзывчивы на опыление гибриды Зозуля и Кукарача. В специальных опытах установлено, что пчелоопыление повышает урожай гибрида Зозуля не только в первый месяц плодоношения (на 19,3%>), но и общий (на 21,2%) (Ю.С. Кудряшов, A.C. Кочетов, 1980).
Наблюдения показали, что изучавшиеся партенокарпические гибриды имеют коэффициент партенокарпии 0,77—0,85, а сорт Весенний салатный — около 1.
В условиях Северо-Востока, где высокая напряженность солнечной радиации в весенне-летний период сочетается с большой продолжительностью дня, у огуречных растений в пленочных теплицах очень интенсивно протекают ростовые процессы. Это приводит к усиленному ветвлению, затрудняет формирование растений, особенно до наступления массового плодоношения. При этом замечено, что у изучавшихся пчелоопыляемых гибридов, относящихся по классификации Г.И. Тараканова (1970) ко второму типу саморегулирования ветвления, большая насыщенность главного стебля завязями и одновременный налив на нем нескольких (не менее 3—4) плодов заметно задерживали ветвление растений. Особенно четко это проявляется у гибридов ТСХА-1 и Майский. Однако и эти гибриды в условиях Северо-Востока ветвятся более интенсивно, чем в средней полосе страны. Наиболее сильным ветвлением отличались партенокарпические гибриды и сорт Весенний салатный.
Высокая насыщенность женскими цветками и завязями главного стебля и боковых побегов у большинства изучавшихся гибридов сочетается с быстрыми темпами формирования ассимиляционного аппарата.
Установлено, что в Центральной Якутии наращивание максимальной площади листовой поверхности у большинства изучавшихся гибридов и сорта Весенний салатный проихсодит на 50-й день от всходов, что почти на неделю раньше, чем в Подмосковье (С.А. Агапова, 1971). Партенокарпические гибриды кие гибриды отличались от стандарта более высоким содержанием хлорофилла.
Изучение суточного хода интенсивности фотосинтеза у различных сортов и гибридов в пленочных теплицах в условиях Центральной Якутии показало (рис. 2), что в июне при ясном небе он имеет двухвершинную кривую с максимумом в 10 и 18 час и достигает наибольшей величины (21—26 мг СОУдм2) при температуре воздуха 29,8°. В полуденные часы фотосинтез значительно снижается и достигает своего минимума (12—14 мг С02/дм2 час) в 14—16 час, когда температура воздуха в теплице поднимается до 32—33°. Наибольшего максимума интенсивность фотосинтеза достигает у гибрида Манул, однако у него наблюдается и самое резко ее падение в полуденные часы. Все партенокарпичес-кие гибриды превосходили по интенсивности фотосинтеза сорт Весенний салатный.
Рассмотренные выше различия в биологии роста и развития изучавшихся сортов и гибридов определяют и их неодинаковую продуктивность (табл. 6).
Таблица
Урожайность и экономическая эффективность сортов и гибридов огурца в обогреваемых пленочных теплицах (среднее за 1973—1976 гг.)
Урожайность кг/м2 Себестоимость, руб/кг Чистый Уровень рентабельности, %
Сорт, гибрид за первый месяц плодоношения общая доход с 1 м2, руб.
Партенокарпические
Весенний салатный стандарт) Б, Кукарача ?! Зозуля К Апрельский
Б, ТСХА-1 Б, Манул Б, Майский
4,7 20,6 1,09 20,
6,5 26,9 0,94 31,
7,3 27,8 0,95 34,
7,4 28,7 0,93 34,
Пчелоопыляемые
7,3 25,2 1,02 31,
8,5 28,8 0,96 37,
7,5 24,5 1,03 31,
Самую высокую урожайность (27—31 кг/м2) обеспечил гибрид Манул.
В среднем за 4 года он превзошел стандарт (ТСХА-1) на 16,4% по ранней урожайности и на 14,2% по общей. Устойчиво высокой урожайностью отличается иартенокарпические гибриды Кукарача, Зозуля и Апрельский. При ранней (4,7 кг/м2) и общей (20,6 кг/м2) урожайности у стандарта (Весенний салатный) они превысили его по раннему урожаю на 55—59% и по общему на 35—39%. В наиболее благоприятном 1973 г. урожайность этих гибридов за первый месяц плодоношения достигла 10— 10,4 кг/м2, а общая 32,5 кг/м2. Изучавшиеся гибриды и сорт Весенний салатный отличались высокой товарностью (нестандартная продукция 0,3—0,6%о). Средняя масса товарного плода у пче-лоопыляемых гибридов составила 202—216 г, а у партенокарпи-ческих гибридов и сорта Весенний салатный — 216—234 г. По содержанию в плодах сухого вещества, аскорбиновой кислоты и общего сахара гибриды в большинстве случаев превосходили сорт Весенний салатный. Содержание в плодах нитратов было в пределах допустимых норм (12—16 мг на 100 г сухой массы).
Значительные различия в темпах роста, развития и формирования урожая изучавшихся гибридов явились основанием для проведения в 1975—1978 гг. опытов в ОПХ "Покровское" по установлению оптимальных схем размещения и густоты посадки наиболее перспективных из них.
Исследования показали, что однострочные широкорядные (100—120 см) схемы размещения способствуют формированию более мощного ассимиляционного аппарата, при этом растения полнее используют площадь и объем теплицы, что подтверждается данными фотосинтетического потенциала (табл. 7). Уменьшение ширины междурядий (до 1 м) и сокращение расстояния между растениями в ряду (до 25 см) приводят к заметному ослаблению темпов формирования ассимиляционного аппарата, уменьшению фотосинтетического потенциала и снижению хозяйственной продуктивности фотосинтеза (г плодов на 1 кв. м площади листьев в сутки). При широкорядных схемах размещения увеличивается ветвление огурца, а также возрастает удельный вес ассимиляционной поверхности боковых побегов. По мере уменьшения расстояний между рядами и загущения в ряду площадь листьев на боковых побегах сокращается, количество отмерших листьев увеличивается.
В опытах с гибридом Манул наиболее благоприятное соотношение между площадью питания и продуктивностью одного растения, обеспечивающее наиболее высокую урожайность при выращивании огурца в обогреваемых пленочных теплицах, получено в вариантах с размещением растений 120x33 см и
100x30 см. Применение однострочной схемы посадки 120x33 см позволяет сократить на 25% расход посадочного материала, затраты на посадку , уход за растениями и повысить общую урожайность огурца. Схема посадки 120x25 см, хотя и не приводит к повышению урожайности, но в сравнении с двухстрочным размещением здесь создаются лучшие условия для ухода за растениями. Таблица
Влияние схемы и густоты посадки на фотосинтетическую, деятельность, урожайность и экономическую эффективность огурца в пленочных теплицах
Кол-во Индекс Фотосинтетиче- Урожайность, кг/м2 Чистый доход, руб/м1 Уровень рентабельности, %
Схема посадки растений на 1 м2 листовой поверхности* ский потенциал, м2-сут-ки/м2 Ранняя на 1/УП Общая
Гибрид Манул (среднее за 1975,1977 гг.) Посадка 5Л V
80+70x40 см контроль) 3,3 3,4 458 13,3 28,7 38,
120x33 см 2,5 3,8 437 13,7 29,6 40,
120x25 см 3,3 4,2 484 13,3 27,8 37,
100x30 см 3,3 4,9 . 525 14,0 29,4 40,
НСР05, кг/м2 — — 0,69 1,00 — —
Гибрид Кукарача, 1978, посадка 5ЛУ
880+70x40 см контроль) 3,3 5,5 466 11,4 24,3 33,
120x33 см 2,5 4,9 482 11,5 23,8 33,
120x25 см 3,3 5,2 505 11,3 22,0 30,
100x30 см 3,3 5,9 601 13,1 27,1 39,
160+80x25 см 3,3 4,6 430 11,2 22,3 31,
НСР05, кг/м2 — — 1,06 0,89 — — В период массового плодоношения.
Для гибрида Кукарача наилучшим является вариант с однострочным размещением растений 100x30 см, который превысил контроль по раннему урожаю в среднем на 15%, по общему — на 11,5% и обеспечил наиболее высокую экономическую эффективность.
В связи с повысившимся спросом населения в последние годы на короткоплодную продукцию огурца в летний период в 1997—-2000 гг. нами проведено экологическое испытание 9 новых короткоплодных партенокарпических гибридов огурца селекции агрофирмы "Манул": Арбента, Арина, Вирента, Подмосковные вечера, Регина — Плюс с длиной плода до 15 см и Буян, Мазай, Салтан, Финист с зеленцами до 10—12 см (Ю.С. Кудряшов, В.Д. Гревцева, 2000). В среднем за 4 года испытания при выращивании в пленочных теплицах во втором обороте (после рассады капусты) при посадке 29 мая — 1 июня и окончания культуры 4—5 сентября наиболее высокую урожайность (5,4 кг/м2) за первый месяц и 13,2 кг/м2) за весь период плодоношения показал гибрид Арбента, превысивший стандартные гибриды Зозуля и Апрельский соответственно на 20—23% по ранней и 11—16% по общей урожайности. Достойными конкурентами стандартов являются также гибриды Арина и Вирента, так как они не уступают стандартам по урожайности, но имеют меньшие размеры зеленца.
Результаты биохимического анализа плодов показали, что по содержанию витамина С и нитратов гибриды Арбента, Арина и Вирента выгодно отличаются от стандартов.
6. Эффективность выращивания огурца в зимних пленочных теплицах
В условиях Северо-Востока проблема получения внесезонной (самой ранней) овощной продукции неразрывно связана со строительством и рациональной эксплуатацией зимних теплиц. Вместе с тем до настоящего времени не разработаны надежные типовые проекты зимних остекленных теплиц, учитывающих экстремальные природно-климатические условия этого региона. В условиях Якутии крайне низкие температуры (-55—60°С) и освещенность в зимние месяцы, наличие вечной мерзлоты многократно удорожают строительство и эксплуатацию зимних остекленных теплиц, построенных по индивидуальным проектам, а производство в них овощей, как правило, убыточно (Ю.С. Кудряшов, Г.И. Тараканов, В.В. Климов, М.А. Перлов, 1969).
Исследования, выполненные в 1975—1979 гг. в совхозе "Якутский" и ОПХ "Покровское" показали, что в континентальных районах Якутии и других районах Северо-Востока с небольшими ветровыми и снеговыми нагрузками, возможна успешная круглогодовая эксплуатация ангарных грунтовых теплиц с двухслойным пленочным покрытием, комбинированной системой воздушно-почвенного обогрева удельной мощностью 690 вт/м2, наличием дренажа и современными источниками света для электрооблучения (досвечивания) растений в зимние месяцы. Этим требованиям вполне отвечает ангарная арочная теплица конструкции СибИМЭ-ЯНИИСХ. По данным ОКТТБ НПО "Якутское" удельная стоимость строительства этих теплиц в 3 раза ниже стоимости остекленных зимних теплиц (ТП 810-95, М.А. Перлов, 1991). Параболическая форма кровли теплиц этой конструкции обеспечивает свободный сход снега с ее поверхности, а воздушный промежуток между наружной и внутренней пленкой (5—7 см) предотвращает обмерзание покрытия в зимний период даже при наружной температуре ниже минус 50°С. Среднегодовой коэффициент светопроницаемости такой теплицы доходит до 0,70, а у блочных остекленных теплиц, имеющих много непрозрачных элементов, даже при отсутствии снега и наледи на кровле зимой он составляет 0,14, в среднем за год 0,42. При обмерзании стекла в декабре—феврале и накоплении на кровле снега эти теплицы становятся практически непроницаемыми для света и только в конце февраля—начале марта условия освещенности в них позволяют начать культуру огурца. Однако в зимней пленочной теплице, несмотря на лучшую ее светопроницаемость, в период с ноября по февраль поступление ФАР недостаточно для нормального роста и развития огурца и только в середине февраля среднедневные значения ее достигают 0,105 клк/см2. При досвечива-нии лампами ДРЛФ с удельной мощностью 500 Вт/м2 освещенность в пленочной теплице в середине января—начале марта возрастает с 2,6—7,8 до 6,2—11,8 клк, а при использовании ламп ДКСТЛ такой же мощности до 5,3—10,5 клк. Увеличение мощности досвечивания последних вдвое (до 1000 Вт/м2) повышает освещенность до 7,7—11,9 клк. В остекленной теплице, где использовали лампы ДРЛФ мощностью 450 Вт/м2, освещенность в зоне растений в этот период была на уровне 5,0—7,5 клк.
Среднесуточная температура воздуха в пленочной теплице на необлучаемой площади находилась в пределах 19—24°, минимальная — 16—19 и максимальная — 22—28°, под лампами ДРЛФ их значения были в среднем выше на 1—3°, под лампами ДКСТЛ, при равной с ДРЛФ мощности досвечивания, выше на 2—6°, а при вдвое большей мощности последних—выше на 2—9°. В дневные часы в варианте досвечивания 1000 Вт/м2, температура воздуха нередко поднималась до 40—42°, что вызывало перегрев растений и задержку их роста. 3-летние опыты (Ю.С. Кудряшов, М.А. Перлов, Т.А. Перлова, 1978; Ю.С. Кудряшов, 1980) показали, что оптимизация светового и теплового режимов в пленочных теплицах при досвечивании оказывает положительное влияние на темпы роста и развития растений огурца, повышая более чем вдвое суточный прирост главного стебля и площадь ассимиляционной поверхности. При выращивании на естественном освещении в пленочных теплицах темпы роста растений (посадка 9—16/11) не уступают таковым в остекленных теплицах с досве-чиванием, а в марте значительно превосходят.
Досвечивание растений в пленочных теплицах более чем в 4 раза увеличивает в феврале чистую продуктивность фотосинтеза огурца по сравнению с досвечиванием в остекленных теплицах (табл. ). Оно позволяет начинать выращивание огурца в пленочных теплицах с середины января, получать первые плоды с 16 февраля —- 3 марта, т.е. на 18—40 дней раньше, чем при ведении культуры на естественном освещении, повышает в среднем раннюю урожайность (на 15/IV) в 2,2 раза и общую на 14% при незначительном повышении себестоимости продукции и высоком уровне рентабельности производства (180—207%). Применение для досвечивания ламп ДРЛФ и ДКСТЛ удельной мощностью 500 Вт/м2 обеспечивает близкие показатели по урожайности и экономической эффективности выращивания огурца в пленочных теплицах. В остекленных теплицах досвечивание растений огурца ввиду низкой урожайности (10,5 кг/м2) менее эффективно. В зимних пленочных теплицах культуры огурца при естественном освещении можно вести с 1-й декады февраля, ранняя урожайность здесь практически такая же, как и в остекленной теплице с досвечиванием, а общая в 1,6 раза выше. Себестоимость продукции при этом снижается в 3 раза, а доходность повышается в 8,6 раза.
7. Особенности формирования урожая томата и перца в пленочных теплицах
Многолетними исследованиями, выполненными в Центральной Якутии еще в 1966—1973 гг., установлена высокая эффективность выращивания томата в пленочных теплицах (Отчет темы I НИСТСХА, 1974; Ю.С. Кудряшов, Т.А. Перлова, 1971,1974).
Изучение в этот период свыше 100 сортов и гибридов томата отечественной и зарубежной селекции показало, что наиболее перспективными для выращивания в весенне-летних пленочных теплицах Северо-Востока оказались детерминантные сорта Белый налив 241, Перемога 165 и Пионер Г Скороспелка. Эти сорта характеризуются средней и небольшой облиственностью, высокой загруженностью ассимиляционного аппарата плодами, высокой энергией плодообразования (71—-86%), ранним вступлением в плодоношение (через 96—104 дня от посева), дружным созреванием и высокими качествами плодов. В опытах 1969— 1971 гг. сорта Белый налив и Пионер Г Скороспелка обеспечили по сравнению со стандартным сортом Грунтовый Грибовский 1180 повышение ранней урожайности на 25—27% при общей урожайности (на 31 августа) на уровне стандарта. Сорт Перемога 165 превосходил контроль на 10—15% по общей урожайности при практически одинаковой с ним ранней урожайности. Уровень рентабельности этих сортов на 11—20% выше контроля. Биохимический анализ этих сортов, выращенных в пленочных теплицах Якутии показал, что по содержанию сухих веществ, Сахаров и органических кислот они не уступают плодам из открытого грунта средней полосы страны, а по содержанию аскорбиновой кислоты (20,3—34,7 мг/%) превосходят их.
Изучение площадей питания томата при выращивании в пленочных теплицах сортов Белый налив и Перемога показало, что в условиях Северо-Востока при загущении посадок от 5,5 до 8,3 растений на 1 м2 достигается наиболее благоприятное соотношение между условиями фитоклимата и фотосинтетической деятельностью растений, наиболее продуктивное использование площади сооружения, повышается хозяйственная скороспелость и увеличивается урожайность на 9—12% (табл. 8). Наиболее высокая экономическая эффективность культуры томата наблюдается при загущении посадок в ранние сроки до 6—7, а в поздние — до 7—
8 растений на 1 м2.
При изучении сроков посадки томата в пленочных теплицах с обогревом воздуха наиболее эффективным оказался ранних — в конце апреля—начале мая. При этом плодоношение начинается во второй половине июня, ранний урожай достигает 8,1— 8,8 кг/м2, общий 9,6—10,4 кг/м2, а уровень рентабельности 48— 62%. При посадке рассады с 18 по 25 мая плоды начинают созревать в первой половине июля, ранняя урожайность составляет 6,3—6,8 кг/м2, а общая 7,5—9,2 кг/м2, уровень рентабельности 73— 83%). В необогреваемых пленочных теплицах в условиях Центральной Якутии посадка томата возможна лишь в конце мая— начале июня, плодоношение начинается в конце июля, ранняя урожайность колеблется от 1.5 до 4 кг/м2, а общая — от 5—6 до
9 кг/м2. Установлено, что детерминантные сорта типа Белый налив 241, Перемога 165 при ранних сроках посадки необходимо формировать на 5—6 соцветий, т.е. на 1 м2 оставлять по 30—
35 соцветий. При более поздних посадках в зависимости от загущения следует оставлять на растении от 3-х до 5 соцветий или по 25—30 соцветий на 1м2.
Таблица
Влияние густоты посадки на фотосинтетическую деятельность, продуктивность и экономическую эффективность томата в пленочных теплицах (сорт Перемога 165, посадка 5 мая (среднее за 1969—1971 гг.)
Количество растений (шт.)
Показатели на 1 кв.м
5,5 6,6 8,3 10,
Площадь листьев, дм2 49,5 48,4 42,3 36,
Индекс листовой поверхности 2,7 3,2 3,5 3,
Фотосинтетический потенциал, м2-сутки/м поверхности почвы 231,4 253,8 296,4 300,
Хозяйственная продуктивность фотосинтеза, г плодов/1 м2 листьев в сутки 36,3 35,7 29,0 27,
Энергия плодообразования, %
Урожайность, кг/м2 9,31 10,30 10,42 8,
Чистый доход с 1 м2, руб. 5,66 6,94 6,59 0,
Уровень рентабельности, % 42 50 44 5,
В связи с созданием в 80-е годы отечественных гибридов томата детерминантного и супердетерминантного типа, в 1989— 1992 гг. нами было организовано в пленочных теплицах с-за "Ленский" экологическое производственное сортоиспытание, которое позволило выделить наиболее перспективные гибриды для условий Центральной Якутии: Верлиока, Золотой рог, Гамаюн, Русич. Самым продуктивным из них оказался гибрид Верлиока, превысивший по урожайности на 30—50% сорта Белый налив 241 и Перемога 165. С этого времени началось широкое использование этого гибрида хозяйствами и населением республики для выращивания в пленочных теплицах.
В соответствии с договором о научно-техническом сотрудничестве кафедры овощеводства МСХА и Якутского НИИСХ в 1997—2000 гг. в ОПХ "Покровское" проведено экологическое испытание 18 новых гибридов томата и 16 сортов и гибридов сладкого перца селекции фирм "Гавриш", "ГИСОК" и "Селекционная станция им. H.H. Тимофеева". 4-летние испытания показали, что при посадке рассады в пленочные теплицы 27 мая—9 июня и окончании культуры 13—28 сентября по ранней урожайности выделился гибрид F, Благовест (5,1 кг/м2), превысивший стандарт
Б, Верлиока в среднем на 21,4%. На уровне стандарта по раннему урожаю оказались гибриды Б, Леопольд, К Ярославна, И, Аист, Р, Мастер. Средняя урожайность гибрида Верлиока за весь период плодоношения составила 8,4 кг/м2, по общей продуктивности его превысили гибриды Благовест ( на 9,5%), Мастер и Доцент (на 7,1%), Кострома (на 5,9%). Результаты биохимического анализа плодов показали, что по содержанию в них сухого вещества, витамина С и накоплению нитратов эти гибриды выгодно отличались от стандарта (Ю.С. Кудряшов, В.Д. Гревцева, 2002).
Таблица
Урожайность и качество плодов выделившихся сортов и гибридов перца в пленочных теплицах. (ОПХ "Покровское", посадка 30.05— 15,06, окончание культуры 8—23.09)
Сорт, гибрид
Урожайность Масса плода, г Сухое вещество, % Сахара, % Витамин С, мг кг/м2 %
4,02 100 80 5,18 8,33 124,
5,36 124,9 130 4,93 9,72 156,
4,73 125,8 111 5,47 11,51 146,
4,76 126,6 133 5,40 7,84 135,
4,96 131,9 172 5,50 7,65 179,
Нежность* (стандарт) Р, Негоциант* Баргузин" Р, Янтарный*" Р. Тополь** среднее за 1997—1999 гг.; среднее за 1999—2000 гг.
Из находившихся в 1997—2000 гг. в экологическом испытании 16 сортов и гибридов сладкого перца, по продуктивности и качеству плодов выделились сорт Баргузин, гибриды Негоциант, Янтарный и Тополь, они превысили стандарт (сорт Нежность) по урожайности на 25—32%>, имеют крупные плоды и превосходят стандарт по основным биохимическим показателям (табл. 9).
АГРОБИОЛОГИЧЕСКИЕ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ПРОИЗВОДСТВА РАННИХ ОВОЩЕЙ В ПЛЕНОЧНЫХ УКРЫТИЯХ
В условиях Северо-Востока выращивание теплотребователь-ных овощных культур в открытом грунте не гарантирует получение полноценного урожая из-за острого дефицита тепла и короткого безморозного периода. В связи с этим важное значение имеет разработка эффективных способов производства ранних овощей в групповых пленочных укрытиях, позволяющих повысить урожайность и расширить период поступления продукции.
1. Агротехнические способы и сортовые особенности получения гарантированного урожая огурца на мерзлотных почвах. Шестилетние исследования, проведенные в 1973—1978 гг. в ОПХ "Покровское" (Ю.С. Кудряшов, Н.П. Павлов, 1978, 1979) показали, что применение постоянных тоннельных пленочных укрытий на культуре огурца увеличивает сумму активных температур воздуха (15° и выше) за период вегетации в среднем в 1,5 раза (с 1066° в контроле до 1583°), а количество дней с такой температурой — на 23 дня*. Повышение под пленочными укрытиями суммы эффективных температур еще более значительно — в 1,9 раза (со 196 в контроле до 364°). Пленочные укрытия значительно повышали и температуру почвы. В первый месяц вегетации температура почвы в слое 0—10 см в тоннельных и бескаркасных укрытиях была в среднем соответственно на 2,4 и 3,6° выше, чем в открытом грунте.
Под пленочными укрытиями, особенно под невентилируемы-ми бескаркасными, имели место более высокие показатели относительной влажности воздуха и влажности почвы. В дневное время относительная влажность воздуха в бескаркасных укрытиях поддерживалась в пределах 90—98%, в тоннельных укрытиях — 72—88%, а в открытом грунте — 45—74%.
Улучшение микроклимата под пленочными укрытиями значительно повышало темпы роста и развития огуречных растений. За счет ускорения развития растений в тоннельных и бескаркасных укрытиях цветение наступало соответственно на 9— По данным А.Н. Папонова (1985) в условиях Пермской обл. примерно такое же повышение в тоннельных укрытиях суммы активных (15°) температур за период вегетации обеспечивает получение товарного урожая огурца 9 лет из 10.
Таблица
Влияние пленочных укрытий на фотосинтетическую деятельность и урожайность огурца (сорт Алтайский ранний 166, среднее за 1973—1978 гг.) ОПХ "Покровское"
Вариант
Индекс листовой поверхности
Фото-синтетический потенциал, тыс. м2 сутки на 1 га
Хозяйственная продуктивность фотосинтеза, г плодов/м2 листьев в сутки
Затраты фотосинтетического потенциала, м сутки на 1 кг плодов
Чистая продуктивность фотосинтеза, г/м2 сутки
Урожайность, т/га
Ранняя на 1.
Общая
Открытый грунт 2,7 477 29,6 33,8 5,5 0 8,95 Тоннельные постоянные укрытия 4,2 1036 39,8 25,1 9,0 4,59 27,27 Бескаркасные временные укрытия* 3,2 743 35,3 28,4 8,6 3,24 15, Данные за 1973 и 1976 гг.
19и8—12 дней, а плодоношение на 14—26и 14—19 дней раньше, чем в контроле. Тоннельные и бескаркасные пленочные укрытия резко усиливали формирование ассимиляционного аппарата растений огурца, повышая Соответственно площадь листьев в 2,8 и 2,1 раза, фотосинтетической потенциал в 2,2 и 1,9 раза, индекс листовой поверхности в 1,5 и 1,2 раза (табл. 10). Эти варианты обеспечивали, по сравнению с контролем, значительное повышение чистой (на 56—64%) и хозяйственной (на 13—34%) продуктивности фотосинтеза. Лучшие показатели фотосинтетической деятельности растения огурца имели в тоннельных укрытиях. В тоннельных и бескаркасных укрытиях ранняя урожайность (на 1 августа) составила в среднем соответственно 4,59 и 3,24 т/га, а в открытом грунте за шесть лет ранний урожай не был получен ни разу. Применение тоннельных укрытий позволило увеличить общую урожайность огурца в среднем на 304,7% (27,3 т/га), бескаркасных — на 216,8% (15,4 т/га по сравнению с открытым грунтом (8,9 т/га).
В связи с тем, что в бескаркасных невентилируемых укрытиях создаются условия, способствующие перегреву растений и усиленному росту сорняков, при их применении необходимо использовать перфорированную пленку или нетканный полимерный микропористый материал, а также гербициды. В наших опытах предпосевное внесение гербицидов НЕ-106 и амибен обеспечивало гибель однолетних сорняков на 83—97%.
В 3-х летних опытах, проведенных в 1983—1985 гг. в подсобном хозяйстве "Тындатрансстрой" (Тындинский район Амурской области), (Ю.С. Кудряшов, Н.Г. Ктиторов, С.А. Голубева, 1986) в открытом грунте урожай огурца 2,3 т/га был получен только в 1983 г., тогда как в тоннелях, покрытых обычной полиэтиленовой пленкой, он составил в среднем 24,8 т/га. Изучение в этих опытах обычной и теплоудерживающей полиэтиленовых пленок на тоннелях показало, что последняя заметно улучшает тепловой режим почвы и воздуха, усиливает темпы роста и развития растений, повышает урожайность в среднем на 5,3 т/га (11,8%) и рентабельность (на 19,6%). Покрытие тоннелей перфорированной пленкой из расчета 100 отверстий на 1 м2 существенно не изменяет основные параметры микроклимата, по сравнению с покрытием тоннелей цельной пленкой при ручной их вентиляции, обеспечивает получение практически одинаковой урожайности (24,8 и 24,6 т/га), однако применение перфорированной пленки позволяет на 70% снизить затраты ручного труда на вентиляцию тоннелей. Перфорация пленки из расчета 250 отверстий на 1 м2 снижает урожайность огурца в среднем на 12,6%.
Установлено, что наиболее оптимальным в местных условиях сроком посева огурца в тоннели является 5 июня, обеспечивающий получение гарантированной урожайности на уровне 21,6— 47,9 г/га.
Проведенное изучение 9 сортов и гибридов огурца (Ю.С. Кудряшов, Н.Г. Ктиторов, 1988) показали, что при выращивании в тоннельных укрытиях наиболее продуктивными оказались парте-нокарпические гибриды Зозуля, Апрельский и Кукарача (52,5— 56,2 т/га). Эти гибриды отличаются от стандарта (Каскад) и других изучающихся сортов значительно более высокими показателями фотосинтетической деятельности растений, лучшей завязы-ваемостью плодов, более слабым ветвлением и меньшей поража-емостью пероноспорозом. По сравнению со стандартом они повышают в среднем урожайность в 1,9—2,1 раза, чистый доход в 2,1—2,2 раза, уровень рентабельности в 1,4—1,5 раза и снижают себестоимость продукции на 29—38%. Из пчелоопыляемых ко-роткопродных сортов наиболее пригодными в местных условиях, особенно для выращивания на засол и консервирование, являются сорта Алтай и Каскад. Они обеспечивают урожайность в среднем 32,7—27,1 т/га и имеют высокие качества плодов.
Исследования, выполненные в разные годы в Центральной Якутии и в зоне БАМ, позволили установить высокую агроэко-номическую эффективность применения при выращивании огурца в тоннельных укрытиях мульчирования мерзлотных почв специальными светопрозрачными и светонепроницаемыми полиэтиленовыми пленками.
В условиях Центральной Якутии мульчирование почвы в тоннелях повышало температуру в корнеобитаемой зоне в первые 1,5 месяца вегетации на 1,5—5,0°, а суммы температур почвы 15° и выше за вегетацию — на 28—39%, что значительно усиливало темпы роста и развития огурца, повышало в 2,1—3,7 раза раннюю и на 32—-50%о общую урожайность в зависимости от вида мульчирующей пленки. Наибольший тепловой эффект и наивысшая продуктивность огурца достигалась здесь при мульчировании светопроницаемыми пленками: стандартной светопрозрач-ной, молочно-белой, вспененной и фоторазрушаемой, однако эти мульчматериалы способствовали усилению роста сорняков.
В условиях мерзлотных почв центрального участка БАМ наибольший тепловой эффект и максимальная продуктивность огурца в тоннелях, в среднем 36,5 т/га или на 40% (больше, чем в контроле) достигалась при совместном применении мульчирования светопрозрачной пленкой и теплоизоляционного экрана из опилок, уложенного под почвой лентами шириной 50 см и толщиной 20 см.
Рассмотренные выше способы тепловой мелиорации почвы значительно повышали рентабельность культуры огурца в тоннелях.
2. Способы защиты растений от заморозков. Исследованиями, выполненными в 1975—1978 гг. в ОПХ "Покровское" установлено, что применение в условиях Северо-Востока импульсного мелкодисперсного дождевания при возделывании теплотребова-тельных овощных культур в пленочных укрытиях и в открытом грунте является эффективным способом защиты растений от заморозков и перегревов (Ю.С. Кудряшов, Н.П. Павлов, 1979).
Наблюдения показали, что во время летнего заморозка 13 июля 1975 г. при массовом цветении растений огурца минимальная температура воздуха в открытом грунте составила -1,0°, в пленочных укрытиях +0,5°, в то время как при импульсном мелкодисперсном дождевании с помощью опрыскивателя ОПтемпература воздуха не опускалась ниже 0° в открытом грунте, и +2,8° в пленочных укрытиях. При этом на участках открытого грунта без дождевания растения получили повреждения, в остальных вариантах растения от заморозков не пострадали. При весеннем заморозке 24 мая 1976 г. продолжительностью 4 часа температура воздуха в открытом грунте без дождевания опускалась до -3,4°, а под пленочными укрытиями — до -1,3°. Импульсное дождевание повышало температуру воздуха на 3,2° в открытом грунте и на 4,5° в пленочных укрытиях, что в обоих случаях предотвратило гибель растений в фазе 2-х настоящих листьев. Такая же закономерность наблюдалась и при проведении других про-тивозаморозковых дождеваний.
Во всех случаях проведения во время заморозков импульсивного мелкодисперсного дождевания на поверхности надземных органов огуречных растений в открытом грунте и на внешней поверхности пленочных укрытий образовывалась ледяная корка, которая играла важную роль в защите растений от заморозков, препятствуя их переохлаждению. При этом растения, находящиеся в пленочных укрытиях, получали двойную теплозащиту в виде пленочного и ледяного ограждения над ними, что значительно сокращало теплоотдачу из укрытий. При усилении заморозков от -1° до -6° увеличение продолжительности дождевания на одной и той же позиции с 2-х до 3-х мин. И сокращении времени между дождеваниями с 10 до 5 мин. приводит к повышению расхода воды с 10 до 18 м3/га в час и увеличению толщины ледяной корки на пленке, что в совокупности обеспечивало надежную защиту растений в пленочных укрытиях до -6°. Опыты показали, что применение импульсивного дождевания нормой 25—30 м3/га в день в жаркую сухую погоду, часто повторяющуюся в Центральной Якутии в летние месяцы, снижает в полуденные часы температуру приземного слоя воздуха на 3—5°, повышает его относительную влажность с 40—45 до 75—80%, резко уменьшает перегрев растений. Дождевание в течение 11 — 22 дней перед плодоношением заметно усиливало темпы формирования вегетативных, генеративных и репродуктивных органов огурца, повышало урожайность в пленочных укрытиях в среднем на 15,6% и в открытом грунте на 26,3%. При более коротком периоде дождевания и в более поздние сроки его эффективность снижалась.
В конце 60-х годов нами предложен еще более надежный способ защиты растений в пленочных укрытиях от сильных и продолжительных заморозков — с помощью воздушно-механической (жидкой) пены (авторское свидетельство СССР ; 1376918).
Испытания, проведенные в 1969—1975 гг., показали высокую эффективность этого способа. Так в одном из опытов, когда температура наружного воздуха опускалась до минус 11,2°, заблаговременное нанесение на взрослую рассаду огурца и томата аэродисперсной пены слоем 10 см обеспечило надежную защиту растений: в течение 16 часов температура воздуха среди покрытых пеной растений не опускалась ниже 7,5°С. Исследованиями установлено, что одним из лучших поверхностно-активных веществ для получения устойчивой безвредной для растений пены является алкилсульфат аммония при его концентрации в водном растворе до 3%. Присутствие в исходном растворе до 3% стабилизатора (технического желатина) обеспечивает устойчивость пены в течение 24—48 часов Устойчивость пены, нанесенной на растения внутри пленочных укрытий, значительно повышается.
Для получения и применения пены в полевых условиях создан экспериментальный передвижной 8-камерный пеногенератор производительностью 11,4 м3 пены в минуту (К).С. Кудряшов, Г.И. Тараканов, В.В. Ляшук, В.Н. Четверня, 1976).
3. Агроэкономическая эффективность выращивания кабачка. Исследования, выполненные в 1982,1984-85 гг. на ООС МСХА и в 1986—89 гг. в ОПХ "Покровское", показали высокую эффективность выращивания кабачка в перфорированных пленочных укрытиях (Ю.С. Кудряшов и др., 1990).
Из изучавшихся 9 сортов и гибридов в условиях Подмосковья наиболее продуктивными оказались сорта Цукеша и Зебра, относящиеся к группе цуккини, а также гибрид Б, Немчиновс-кий. Они превзошли стандартный сорт Грибовский 37 по урожайности на 1 августа в среднем на 52,2,23,8 и 17,6%, а по общей — на 51,3, 37,0 и 35,1%. В условиях Якутии лидерами по продуктивности оказались скороспелый сорт Зебра и гибрид Немчинов-ский, опередившие стандарт по раннему урожаю на 42% и общую — на 20,5 и 25,6%о.
Применение при рассадной культуре кабачка временных (в течение 30—35 дней) перфорированных пленочных укрытий позволяет значительно улучшить микроклимат, что резко усиливает начальный рост и развитие растений, повышает их продуктивность.
В условиях Якутии, как показали 4-летние производственные опыты, эти факторы обеспечивают в перфорированных пленочных укрытиях, по сравнению с открытым грунтом, повышение урожайности кабачка в среднем в 1,5 раза (с 42,2 до 64,5 т/га), ускорение плодоношения на 18 дней и повышение рентабельности на 23,3%. Наиболее значительное улучшение микроклимата и наивысшая продуктивность кабачка достигаются при применении на тоннелях теплоудерживающей пленки, перфорированной из расчете 250 отверстий на 1 м2.
4. Сортовые и технологические особенности формирования раннего урожая картофеля. Климатические условия центральных районов Якутии позволяют при применяемой здесь технологии возделывания раннего картофеля получать товарный урожай лишь со второй декады августа. Основными лимитирующими факторами получения урожая картофеля в более ранние сроки (начиная со второй декады июля) являются недостаток тепла в ранневесенний период, частая повторяемость и значительная интенсивность поздневесенних заморозков, что губительно действует на ранние всходы, замедляет их появление, снижает темпы роста и развития растений.
Исследов ания, выполненные в 1990—1992 гг. в с-зе "Ленский" показали, что применение при посадке картофеля по ровной поверхности временных бескаркасных укрытий из перфорированной пленки при микропористого нетканного материала "Ковер-тан" существенно улучшают тепловой режим почвы и приземного воздуха. Для ранней культуры в этих опытах использования районированный сор Приекульский ранний. Из изученных режимов перфорации наилучшими оказались пленки с круглыми отверстиями диаметром 10 мм из расчета 100 шт/м2 и со щелевыми отверстиями, длиной 25—30 мм, нанесенными на пленку в шахматном порядке через 20 мм. Применение таких укрытий на ровной поверхности почвы в течение 3-х недель после посадки пророщенных клубней (комбинированным способом — 20— 25 дней на свету и 8—10 дней в торфо-перегнойной смеси) позволило ускорить появление всходов на 7 дней, обеспечило наиболее благоприятный микроклимат для роста и развития растений в начале вегетации, что повысило раннюю урожайность, по сравнению с открытым грунтом, в 1,2 раза, на 25 июля она составила соответственно 27,4—27,9 т/га (Ю.С. Кудряшов, А.А. Семисал, 1992). При посадке по ровной поверхности прибавка раннего урожая была выше, по сравнению с посадкой в гребень на 5%, а в миниборозду — на 29%.
Из изучавшихся в пленочных укрытиях 20 сортов картофеля по формированию сверхраннего (середина июля) и раннего (конец июля-начало августа) урожая выделился сорт Жуковский ранний. В среднем за 3 года он превзошел стандарт (Приекуль-ский ранний) по урожайности при уборке 11—12 июля на 15% (15,7 т/га), при уборке 25 июля — 2 августа на 13% (24,9 т/га), а при уборке 13 августа на 16%, обеспечив получение 38,1 т/га. В 3-ей декаде июля на уровне стандарта (22 т/га) формировали ранний урожай сорта Ранняя роза (22,7 т/га), Адретта (22 т/га) и Тулунский ранний (21,9 т/га). При уборке 13 августа превзошел стандарт по урожайности в среднем на 12,4% сорт Полет (36,8 т/га). В опытах Н.П. Павлова (1997), проведенных позднее (в 1995—1997 гг.) в ОПХ "Покровское", урожай картофеля при выращивании под нетканным материалом " Лутрасил" при уборке в конце июля — начале августа достигал 30 т/га.
Наибольший выход товарных клубней в наших опытах отмечен у сортов Хибинский ранний (99%), Ранняя роза (95%), Полет (94%). По содержанию в клубнях крахмала сорта Адретта (14,5%), Ранняя роза (14,1) и Аксеновский (14,1) превосходили Приекуль-ский ранний (12,9%) и все остальные.
Наблюдения показали, что при среднем поражении паршой клубней сорта Приекульский ранний, совсем не поражались сорта Жуковский ранний, Ранняя роза, Полет и слабо поражались Адретта и Тулунский ранний.
-
Кудряшов, Юрий Сергеевич
-
доктора сельскохозяйственных наук
-
Москва, 2002
-
ВАК 06.01.06
- Разработка способов выращивания огурца в пленочных теплицах в условиях Центральной Якутии
- Совершенствование элементов промышленной технологии выращивания рассады белокочанной капусты в условиях Северо-Запада России
- Продуктивность детерминантных гибридов и влияние мульчирования почвы на формирование урожая томата в пленочных теплицах на солнечном обогреве
- Технология выращивания ранней капусты в сооружениях под пленкой в Восточной Сибири
- РАЗРАБОТКА СПОСОБОВ ВЫРАЩИВАНИЯ ОГУРЦА В ПЛЕНОЧНЫХ ТЕПЛИЦАХ В УСЛОВИЯХ ЦЕНТРАЛЬНОЙ ЯКУТИИ
