Вся электронная библиотека      Поиск по сайту

 

Овощеводство. Технологии выращивания в закрытом и открытом грунте

 

3.2 РОЛЬ МИКРОКЛИМАТА В ФОРМИРОВАНИИ УРОЖАЯ

  

 

Микроклимат — совокупность физических параметров воздушной и корнеобитаемой среды в отдельных культивационных сооружениях.

Он создается действием всех систем технологического оборудования — отопительной, вентиляционной, поливной, системой питания, подкормки углекислым газом, искусственным освещением; на него оказывают также влияние климатические факторы и фитоценоза (фитоценоз — растительное сообщество, характеризующееся определенным составом и взаимоотношениями между растениями и окружающей средой).

Хотя сооружения защищенного фунта отделены от наружного климата стекляным или полимерным покрытием, микроклимат сооружений в значительной мере зависит от воздействий наружной среды. Факторы наружной среды — оптическое излучение, сила и направление ветра, температура и относительная влажность воздуха, а также осадки — влияют на микроклимат культивационных сооружений.

Оптическое излучение оказывает непосредственное воздействие на тепловой режим сооружений и является важным источником энергии в защищенном грунте, который необходимо учитывать в тепловом балансе сооружений и растений. Можно сказать, что основным фактором микроклимата является оптическое излучение (солнечная радиация). Все режимы микроклимата— температурно-влажностный, поливной, углекислотный и питательный — определяются в значительной мере радиационным режимом.

Кратность воздухообмена зависит от силы ветра, она отражается на микроклимате и определяет степень открытия фрамуг. В зависимости от направления ветра фрамуги открывают с подветренной стороны. Сила и направление ветра существенно влияют на микроклимат даже при закрытых фрамугах (форточках). Температура теплоносителя в системе обогрева регулируется в зависимости от нужной температуры, а наружная относительная влажность воздуха влияет при открытых фрамугах на внутреннюю относительную влажность воздуха в теплице. Например, сухой воздух в летнее время может действовать как фактор значительного снижения влажности воздуха в теплицах. При сильном дожде, штормовом ветре необходимо срочно закрыть фрамуги. Снегопад вызывает при таянии снега на кровле гораздо более значительные теплопотери, чем, например, пониженная температура или сильный ветер.

Следовательно, создание и регулирование микроклимата теплиц невозможны без учета воздействия факторов наружного климата и погодных условий. Современные системы управления микроклиматом работают с учетом параметров метеорологических (погодных) условий, поэтому команды для изменения заданных параметров в теплицах выполняются гораздо быстрее, чем в старых системах, где сигналы получали только после появления нарушений микроклимата в культивационном сооружении.

Большое влияние на микроклимат оказывают также и сами растения. В объеме воздуха и почвы, занятом тепличной культурой, создается микроклимат зоны обитания растений — фитоклимат.

Закономерности изменения фитоклимата имеют свои особенности. Эти особенности тем значительнее, чем больше площадь теплицы и масса растений. Уровень освещенности, температура, влажность, концентрация СО, меняются по ярусам внутри растительного ценоза.

В балансе тепловом, влажности воздуха и почвы, теплицы и растения играют важную роль. Например, основным фактором, определяющим влажность воздуха теплицы, является интенсивность транспирации растений. Растения влияют на микроклимат по разному, в зависимости от биологических особенностей, фаз роста и развития. Низкорослые растения или высокорослые, молодые или взрослые требуют различных параметров всех факторов микроклимата в теплицах.

Микроклимат в свою очередь определяет все процессы формирования урожая от прорастания семян до конца плодоношения. В связи с этим возникает необходимость дифференцировать режимы микроклимата: в течении суток, по фазам роста и развития, и в зависимости от состояния растений (возрастного, фитосанитарного. интенсивности роста и пр.). Режимы учитывают прежде всего особенности видов и сортов, технологий выращивания и периодов выращивания культур в течении года.

Дифференциация режимов в течении суток проводится в дневной период, в зависимости от интенсивности освещенности, а в переходные периоды от ночного к дневному и от дневного к ночному — в связи с относительной влажностью воздуха. Особенно важное значение в переходные периоды имеет предупреждение выпадения конденсата на растениях в утренние часы, так как конденсат вызывает нарушение плодообразования и заболевания.

Основная дифференциация по фазам роста и развития относится к рассадному периоду и периодам до и после начала плодоношения у взрослых растений. В периоды с неблагоприятными погодными условиями, когда возникают нарушения общего состояния растений (роста, плодоношения или фитосанитарного состояния), в режим микроклимата вносят изменения.

Длительный период пасмурной погоды может вызвать "изнеживание" и ослабление растений, ухудшение плодообразования, появление заболеваний. В такой период, с целью повышения мощности и устойчивости растений, усиливают движение воздуха в теплице путем вентилирования, при включении системы надпочвенного обогрева.

При управлении формированием урожая тепличных культур необходимо обратить внимание на создание условий для оптимальной фотосинтетической деятельности растений. Важнейшей задачей регулирования условий микроклимата является обеспечение высокого уровня чистой продуктивное!и фотосинтеза. Чистая продуктивность фотосинтеза — это разница между поглощенным и выделенным количеством СО, в единицу времени с площади ассимиляционной поверхности растения. Чистая продуктивность фотосинтеза зависит от согласованности процессов фотосинтеза и дыхания.

Фотосинтез обеспечивает энергией растения в процессе их роста, а также поставляет сахара, необходимые для дыхания растений. Уравнение фотосинтеза представ.'!яется в следующем виде:

6СО: + 6Н:0 + свет « С6Н,206 + 60,

Интенсивность фотосинтеза определяется как количество полученного в единицу времени фотосинтетического вещества — сахара и измеряется количеством граммов сухого вещества, получаемого на 1 м2 площади за сутки.

Фотосинтетические процессы можно регулировать целенаправленным влиянием на факторы, непосредственно участвующие в процессах роста, (интенсивность света, концензрация углекислого газа, водоснабжение), и на параметры, создающие условия для роста (температура воздуха и почвы, интенсивность воздухообмена в геплице).

Респирация (диссимиляция) — процесс дыхания растений, сопровождаемый окислением углеводов и выделением углекислоты и паров воды. Основной параметр, влияющий на интенсивность дыхания, — это температура.

Количество углекислого газа, поглощаемою при фотосинтезе, намного больше, чем выделение его при дыхании. Однако ночью фотосинтез прекращается из-за отсутствия света, тогда как процесс дыхания продолжается. В результате к утру в закрытом объеме теплицы наблюдается повышение концентрации СО, до 0,05% . Днем, за счет фотосинтеза, концентрация углекислоты снижается до 0,01% , что вызывает необходимость принудительной подачи в теплицу углекислого газа в количествах, зависящих от уровня освещенности и соответственно от интенсивности фотосинтеза.

В процессе выращивания, для оптимизации роста и развития растений, должно выдерживаться определенное соотношение между интенсивностью света, концентрацией СО,, температурой и влажностью почвы и воздуха. При снижении температуры почвы относительно нормы замедляется поглощение растениями питательных веществ и воды. При перемене солнечной

погоды на пасмурную возникает дефицит углеводов и задержка роста растений из-за того, что в прогретой почве продолжаются активные процессы дыхания корней, а фотосинтез замедляется пропорционально снижению освещенности. На процессы газового и теплового обмена окружающей среды с растениями существенное влияние оказывает также скорость движения воздуха в теплице.

Транспирация — процесс испарения воды растениями через устьица на листьях. В результате транспирации происходит саморегуляция растением температуры. Различные части растений содержат от 80 до 95% воды. Корневая система растений всасывает из почвы воду, которая по сосудам перелается ко всем меткам, создавая в них избыточное давление, благодаря которому листья, стебли и плоды растений имеют свойственную им плотность и упругость. Вода также выполняет важнейшие функции охлаждения растений за счет транспирации. Интенсивность транспирации зависит от насыщенности растения водой, температуры и влажности воздуха, процессов газообмена. При резком перепаде температур испарение с поверхности листьев значительно увеличивается и может достигать 15 г/м2 в минуту. Максимальный темп испарения ограничивается пропускной способностью сосудов растения и развитием корневой системы, поглощающей воду из почвы. Это может привести к перегреву растения, в то же время при высоком уровне транспирации возможно обезвоживание клеток и увядание. При недостаточной влажности почвы и высоком уровне других параметров темпы фотосинтеза практически не меняются, но замедляется процесс транспирации и темпы роста растений, что приводит к более раннему плодоношению. Низкий уровень солнечной радиации и недостаток тепла уменьшают температуру растения, а также интенсивность процессов респирации и транспирации. В результате избыточных поливов происходит переувлажнение окружающего воздуха, снижающее интенсивность транспирации. Это может привести к перегреву растений и снижению всасывания воды корнями за счет увеличения давления воды в сосудах растений. В результате возникает дефицит питательных веществ в клетках растений, которые быстро увеличиваются в размерах, но становятся восприимчивыми к болезням, ухудшается также качество и лежкость плодов.

Таким образом, оптимальными для растений являются те условия, когда факторы окружающей среды способствуют их развитию на протяжении всего вегетационного периода. Следует учитывать различные потребности растений в процессе увеличения вегетативной массы и накоплении питательных веществ в период плодоношения. При изменении одних параметров роста другие нужно как можно быстрее привести в соответствие с ними, с пелыо получения максимально возможного объема урожая хорошего качества.

Накопление сухого вещества в результате оптимальных уровней чистого фотосинтеза дает только исходный материал для гкхгл Основная забота при управлении микроклиматом должна быть направлена на оптимальное использование продуктов фотосинтеза лля рос га всех органов растений и главным образом для гармоничного сочетания роста вегетативной массы и плодов. Основная цель управления микроклиматом — получение урожая продуктивных органов.

Наряду с дыханием тесно связан с фотосинтезом и процесс транспирации. Если не обеспечены условия для транспирации, то закрываются устьи- цы листа и фотосинтез прекращается.

Процессами плодоношения и роста вегетативных органов растения можно управлять также с помощью микроклимата, особенно путем регулирования ночных температур, которые определяют направление движения (оттока) ассимилятов: низкие температуры усиливают вегетативный рост, высокие — налив плодов.

Микроклимат определяет посгупление воды и элементов питания из кор- необитаемой среды. Нельзя допускать повышения концентрации почвенного раствора выше нормы, охлаждения или заболачивания фунта, чтобы не ухудшать условия поступления воды и воздуха к корням. Обеспеченность корнеобитасмой среды водой и элементами минерального питания может быть использована лишь в случае, если созданы благоприятные условия для их усвоения. Знание требований растений к комплексу условий и непрерывное удовлетворение этих требований путем целенаправленного регулирования параметров микроклимата являются основой для управления формированием урожая тепличных культур.

При выращивании растений в защищенном грунте невозможно создавать и поддерживать оптимальные условия для их развития на протяжении всего периода вегетации, так как пока еще не все параметры микроклимата поддаются управлению с помощью существующих технологических систем. Поэтому необходимо установить, каким образом связаны между собой различные параметры микроклимата и как они в комплексе влияют на продуктивность культуры, чтобы в зависимости от изменения параметров, которые не поддаются влиянию (например интенсивность солнечной радиации), управлять теми, которые можно регулировать. Учитывая высокую энергоемкость тепличного растениеводства, нерационально затрачивать энергию, например, на обогрев, когда из-за ограниченности других факторов нельзя будет добиться повышения темпов роста и развития растений. Возникает задача по оптимизации: какой климатический режим необходимо поддерживать, чтобы получить максимально возможный урожай при минимальных затратах.

В пасмурную погоду при низком уровне интенсивности света скорость потребления растением углекислого газа ограничивается и искусственная подпитка углекислым газом не даст выигрыша в темпах фотосинтеза, поэтому оптимальной будет концентрация С02 не выше 400 ppm. Напротив, в солнечный день оптимальной будет концентрация СО, на уровне 800 ppm.

В теплицах, где используется искусственный свет, также следует анализировать ситу-

аиию, учитывая концентрацию углекислого газа, при недостатке которого эффективность дополнительного освещения снижается. В условиях высокой естественной освещенности и низком концентрации СО, избыток света может привести к перегреву растений и интенсивному росту слабых побегов. Наблюдается четкая зависимость интенсивности фотосинтеза от температуры и интенсивности освещения

При определенном уровне температуры воздуха и почвы растение имеет предел возможностей, превысить который оно не может, какая бы интенсивность свста не подавалась. При низких температурах ограничивается интенсивность обменных процессов в растении и соответственно темп фотосинтеза. При высоких — фотосинтез ограничивается из-за нарушения необходимого баланса с другими процессами.

В солнечную погоду в теплице целесообразно поддерживать более высокую температуру, что достигается дополнительным обогревом или уменьшением вентиляции. В пасмурные дни температура должна быть снижена. В ночное время температуру поддерживают на достаточно высоком уровне — для повышения интенсивности жизненных процессов в растениях.

На практике задание нужных параметров микроклимата производится с учетом графи ков зависимости температуры, ин тенсивности света, концентрации углекислого газа, а также использованием коэффициента коррекции в процессе повышения температуры воздуха в теплице при повышении освещенности.

Зависимость интенсивности фотосинтеза от температуры воздуха и уровня освещенности

При ручном способе управления микроклиматом оператор не в состоянии постоянно отслеживать колебания уровня солнечной радиации и оперативно вносить изменения в температурный режим. В лучшем случае здесь корректируется лишь превышение дневной температуры над ночной для учета погоды в текущий день. Автоматические системы управления позволяют оперативно и точно отрабатывать необходимую тактику управления микроклиматом. При применении дополнительного освещения в теплице необходимо обеспечивать соответствующее повышение температуры. Выбирая наиболее эффективный для растений температурный режим, необходимо помнить, что и без света процессы жизнедеятельности растений продолжаются. После солнечных дней в них накапливаются углеводы, последующие преобразования которых продолжаются в течении 72 часов. Для повышения темпов роста растений на определенных фазах развития повышают ночную температуру воздуха — в соответствии с количеством солнечной энергии, которую получило растение на прошедший световой день.

Переход от одних значений температуры к другим должен осуществляться постепенно, чтобы не возникало большого перепада между температурами воздуха и самих растений. Скорость изменения температуры при переходе от дня к ночи (и наоборот) должна составлять не более 5—6°С.

Таким образом, повышение урожайности тепличных культур возможно лишь на основе постоянного контроля микроклимата культивационных сооружений и сбалансированного управления им.

Рассмотрим более подробно влияние основных факторов и режимов микроклимата на рост, развитие, плодоношение и урожайность овошных культур.

 

 

СОДЕРЖАНИЕ КНИГИ:  Овощеводство закрытого и открытого грунта

 




Смотрите также:

 

МИКРОКЛИМАТ — климат ограниченных, небольших участков земной...

называются также климатич. условия, создаваемые искусственно на ограниченном пространстве земной поверхности (теплицы, оранжереи, парники, искусственные водоемы и др.), в закрытых жилых и производственных помещениях, а также на транспорте, в...

 

Микроклимат. Основные параметры микроклимата в производственных...

Микроклиматом называются также климатич. условия, создаваемые искусственно на ограниченном пространстве земной поверхности (теплицы, оранжереи, парники, .

 

Урожай 1932 года вызвали голод, подавили национализм и преодолели...

Сторонники таких взглядов, используя советскую статистику, пытаются доказать, что урожай зерновых в 1932 г., в особенности на Украине...

 

Высокий урожай огурцов в теплице . Выращивание овощей в теплице

Высокий урожай огурцов в теплице можно получить лишь на почве, богатой органическими и минеральными удобрениями.

 

Садоводство. Сохранение и сбор урожая груш. Грушевый сад

Чтобы регулярно получать урожай груш, необходимо проводить комплекс мероприятий по защите растений от вредителей, болезней и весенних заморозков во время цветения.

 

Борьба за урожай. Секреты народных умельцев

Пока урожай зреет и наливается, перебиваемся зеленым луком, для про-. ращивания которого и земля-то не нужна

 

Влияние лесных полос на урожай сельскохозяйственных культур. Темпы...

(1963—1981 гг.). Поскольку фактором, лимитирующим урожай в районах недостаточного увлажнения, является влага...

 

Собираем урожай. Своими руками

И вот урожай созрел. Нужно его собирать. Понадобятся, конечно, корзины, ведра, ящики под огурцы, помидоры, картофель.