Вся электронная библиотека      Поиск по сайту

 

Овощеводство. Технологии выращивания в закрытом и открытом грунте

 

3.5 ТЕПЛОВОЙ РЕЖИМ

  

 

Тепловой режим является одним из важнейших факторов микроклимата. Каждому виду овощных растений и даже отдельным сор- гам соответствует определенная оптимальная, максимальная и минимальная температуры.

Оптимальная температура воздуха t является наиболее благоприятной для роста, развития и формирования урожая. Агротехническим минимумом ta называют наименьшую положительную температуру, не оказывающую отрицательного влияния на рост, развитие растения и формирование урожая и допускаемую не более чем в течение 24 ч. Агротехнический максимум tp — это наивысшая температура, не оказывающая вредного воздействия на растение и допускаемая в течение не более 4—6 часов.

Биологическим минимумом tmjn и биологическим максимумом tmax являются соответственно низкая (около 0,5°С) и высокая (свыше 40°С) температуры, вызывающие гибель растений.

Значение оптимальной температуры различно для разных видов растений и, кроме того, даже для одного и того же вида изменяется в зависимости от освещенности (на протяжении суток и года), фазы роста и развитая, способов выращивания, а также и от других условий, о чем будет сказано ниже.

Задачей работников защищенного фунта является постоянное поддержание оптимальной температуры. Даже в аварийных ситуациях нельзя переступать нижнего (ta) и верхнего (t{1) агротехнических температурных порогов.

Овощные культуры защищенного фунта по требовательности к теплу с учетом способа выращивания делятся на 3 фуппы (по В. А. Брызгалову).

1-         я          фуппа — теплолюбивые растения (tppc = 23 ± 5вС). К ним относятся при выращивании посевом семян и рассадным методом семейства тыквенных, семейства пасленовых, фасоль; при выращивании методом выгонки — все вы гоночные культуры.

2-         я          фуппа — растения, требующие умеренной температуры (topl =14 ± 2°С). К ним относятся растения семейства крестоцветные: укроп, салат, шпинат, а также томат при консервации рассады, фибы.

3-         я          группа — растения, требующие пониженной температуры (topt =4 ± 2°С). К ним относятся все доращиваемые культуры; при консервации рассады и задержанной культуре — все культуры, кроме томата.

Нарушение требуемого растениями теплового режима приводит к аномалиям в росте и развитии. Так, при падении температуры ниже tM отмечается ускорение образования генеративных органов, не обладающих товарными качествами (огурец, салат, цветная капуста, шпинат); в плодах огурца накапливаются глюкозиды, обусловливающие горький вкус; усиливается образование клетчатки, покровных тканей, что приводит к огрубению листьев салатов и пряновкусовых растений; отмирает корневая система, развиваются заболевания.

При высоких температурах снижается содержание крахмала и Сахаров, пыльца становится стерильной, наблюдается вытягивание стебля и т. п.

Не все овощные и цветочные растения и сорта одинаково реагируют па жолебания температуры в культивационных сооружениях.

Некоторые овощные культуры — томат, перец, огурец — в особенности ввероой половине вегетационного периода, реагируют крайне отрицательно ш резкие колебания температуры. Резкие колебания температуры во время ЩР1Вфкя и плодоношения ведут к тому, что большое количество цветков и молодых завязей опадает, у гвоздики наблюдается растрескивание чашечек. Поэтому не следует допускать больших температурных перепадов.

Овощные и цветочные растения к зависимости от вида» сорта, происхождения, фазы роста, интенсивности освещения и способов выращивания предъявляют различные требования к температуре.

Каждая фаза роста и развития растения протекает нормально при определенной для данного вида или сорта температуре. К сожалению, мы все еще очень мало знаем о температурном оптимуме различных фаз роста и развития ряда овощных и цветочных культур. Если набухание семян может происходить при низкой положительной температуре, то прорастание их начинается только при определенном минимуме тепла. Такой минимальной для холодостойких культур является температура 2—5°С; для огурца и томата и клубнелуковицы фрезии —12—15 "С; для баклажана, перца, дыни и арбуза — 16—17°С. Лучше они прорастают при температуре 25—30°С, поскольку процессы превращения сложных органических соединений в более простые проходят значительно быстрее.

После появления всходов растениям нужна более низкая температура, чем во время их появления. В первый период жизни, не имея достаточного запаса хлорофилла, растения питаются в основном веществами, отложенными в семенах. Повышенная температура в этот период усиливает ростовые процессы, в результате чего надземные органы растения вытягиваются, а корневая система развивается слабо.

Вытянувшиеся растения имеют большие клетки с тонкостенными оболочками и они менее стойкие к неблагоприятным воздействиям, больше поражаются болезнями и повреждаются вредителями, плохо растут, поздно вступают в пору плодоношения и дают низкие урожаи. Незначительные снижения температуры после появления всходов способствуют относительно более сильному росту корней, чем надземной массы.

После появления первых настоящих листочков, способных ассимилировать углекислоту, темпы роста корневой и надземной системы резко возрастают, в связи с чем растения нуждаются в более высокой температуре. Высокая температура необходима растениям также во время формирования репродуктивных органов — цветков, плодов, семян в период плодоношения огурца — около 25°С. При хорошей освещенности И относительно высокой влажности воздуха можно с успехом повышать температуру до 29 °С. Наилучшая температура ночыо 18—19°С. Снижение ее до 12— 14°С сильно задерживает рост побегов и налив плодов огурца.

Прирост побегов, цветение, формирование растений, налив плодов у томата хорошо проходят при температуре 20—22 °С. Однако повышение температуры до 26—29°С в сочетании с хорошей освещенностью способствует быстрому накоплению пластических веществ, ускоряет прирост плодов и их созревание. При очень высокой температуре в культивационных сооружениях расход углеводов на дыхание превышает приход от ассимиляции. Растения в это время находятся в состоянии "простоя", они не увеличивают, а даже уменьшают массу. При этом нарушается водный банане растений.

Нарушение водного баланса в жаркие дни уменьшает степень открывания устьиц, снижает интенсивность фотосинтеза, что отрицательно сказывается на продуктивности растений. Так, для огурца опасность перегрева возникает при повышении температуры до 36 °С, для гвоздики — 25 °С.

Исследованиями установлено, что даже в самых современных теплицах бывает немало дней, когда температура листьев выше предельной.

Чрезвычайно высокие температуры отрицательно влияют не только на ассимиляцию, но и на процесс опыления. При низкой относительной влажности и высокой температуре пыльца не успевает созревать и быстро теряет свою способность к прорастанию. Цветки томата, баклажана и цветной капусты чаше опадают в сухую и жаркую погоду. Во избежание перегрева в теплицах, вызнанных солнечным излучением, крошно притеняют, разбрызгивая суспензию мела.

Побелка кровли культивационных сооружений суспензией мела снижает освещенность в теплицах, а также нагревание ее, вызванное солнечной инсоляцией, на 4—5 "С.

Недостатком этого способа притенения является то, что суспензия мела на поверхности стекла остается ловольно продолжительное время. В пасмурную погоду от такого притенения ухудшается освещенность, что в свою очередь снижает интенсивность фотосинтеза тепличных растений. Кроме того, во время интенсивных дождей мел полностью смывается.

Одним из наиболее эффективных способов снижения температуры воздуха в летний период, кроме притенения, является система испарительного охлаждения в теплицах. Важное условие работы системы — мелкокапельный распыл (диаметр капель менее 10 мкм). При этом часть воды испаряется в воздухе сразу, остальная вода испаряется после осаждения на растения или почву. Для испарения воды расходуется тепло — охлаждается почва и воздух. За счет испарения увеличивается относительная влажность воздуха, которая благоприятно действует на транспирацию растений и способствует хорошему росту и плодоношению огурца. Такая система позволяет эффективно бороться с перегревами в теплицах. Установка понижает температуру листа на 4—6°С без вентиляции.

Температурный режим является важным фактором управления ростом и плодоношением растения. Температура определяет интенсивность таких процессов растений, как фотосинтез, дыхание, гранспираиия, перемещение веществ, метаболизм (метаболизм — совокупность процессов обмена веществ в организме), рост и плодоношение. Температурный оптимум для фотосинтеза у теплолюбивых овощных культур лежит между 20 и 35 "С. До 20 °С процесс идет медленно, затем усиливается, а выше 35 °С снижается. При 45 "С происходит угнетение растений ( 3.7).

В отличие от фотосинтеза дыхание с повышением температуры непрерывно усиливается. Расход асси ми - лятов при дыхании не должен превышать их приход от фотосинтеза, чтобы рост и плодоношение растений не пострадали.

Повышение температуры может вызывать у растений свертывание белка; у таких теплолюбивых культур, как дыня, арбуз, фасоль, это происходит при температуре выше 45 °С.

Температура воздуха в теплице не совпадаете температурой растения. При сильной солнечной радиации температура листа огурца может быть (по данным Д. О. Лёбла и А. М. Лузика) на 5—14°С выше температуры воздуха и наоборот в других условиях — ночью — может быть ниже на 2—ЗвС. Первое явление приводит к ожогам, а второе — к конденсации водяных паров на листьях.

Чтобы предупредить выпадение конденсата на растениях, за час до восхода солнца постепенно повышают температуру воды в отопительной системе, стремясь нагреть до одинаковой температуры растения и воздух.

Такое повышение температуры теплоносителя при переходе с ночного режима к дневному называют температурным толчком, его продолжительность около 2 часов — I час до и 1 час после восхода солнца. Вечером также постепенно осуществляют переход от дневного режима к ночному.

Изменение температуры растения в воздушной и корнеобитаемой средах может происходить в различных направлениях. Так, при более высоких температурах грунта у растений усиливается поступление воды, ускоряется передвижение фосфора и кальция и может иметь место нарушение водного режима и питания, появление ожогов, растрескивание стеблей и плодов; при температурах грунта ниже оптимума затрудняется поступление воды и элементов питания. При быстром увеличении интенсивности солнечной радиации и дефиците влаги в воздухе расход воды л иеговой массой не успевает восполняться корневой системой даже при достаточно увлажненном грунте и тогда наблюдается явление физиологической сухости.

Путем транспирации растение регулирует свою температуру, которая определяет интенсивность всех биохимических процессов. Когда процесс транспирации у растения нарушается, устьица закрывается, температура растении становится значительно выше температуры воздуха, наступает температурный максимум, при котором возникает опасность появления солнечных ожогов.

Дневные температуры в культивационном помещении устанавливаются в зависимости от интенсивности поступающего потока солнечной радиации, а уровень ночных — в зависимости от освещенности предыдущего дня. Обычно режим температуры дифференцируют в зависимости от погоды: один — для солнечной,, другой — для пасмурной. При наличии автомагического оборудования задают определенные для видов и сортов температурные режимы, непрерывно изменяемые в зависимости от уровня освещенности.

Ночные температуры являются важным средством для регулирования оттока ассимилятов в вегетативные и генеративные органы растения. На примере культуры партенокарпического огурца можно проследить влияние низких и оптимальных ночных температур. Низкая ночная температура (17—18°С) усиливает рост корней и листовой поверхности, приводит к образованию большого числа завязей, но налив идет медленно и у всех плодов одновременно, в ущерб качеству. Относительно высокая температура (21—22°С) дает меньшее количество завязей, но обеспечивает их быстрый налив и высокое качество. Поэтому температуру периодически изменяют.

ДЛЯ гармоничного роста и плодоношения необходимо умело регул и ро- вать уровень ночных температур в зависимости от периода года, фазы роста и развития, а также от состояния и массы вегетативных и генеративных органов растения. Выбор того или иного значения температуры в ночной период до и после начала плодоношения пока точно не отрегулирован, существуют разные мнения. Одни авторы рекомендуют до начала плодоношения пониженные, а в период плодоношения — высокие температуры. При этом происходит ослабление дыхания и уменьшение расхода питательных веществ на этот процесс. Однако это приводит к ослаблению налива плодов. Поддержание более высоких ночных температур до плодоношения ускоряет начало плодоношения и повышает урожай.

Скандинавские овощеводы считают, что чем короче ночь, тем ниже должна быть ночная температура, т. с. ночные температуры от зимы к лету должны постепенно понижаться. Эти рекомендации основываются на исследованиях, доказывающих эффективность чередования через каждые 2 недели высоких и низких температур на фоне постепенного понижения ночной температуры. Известно, что если плоды достигают в росте половины их стандартного размера, то снижение температуры на них не влияет отрицательно, а заложение новых завязей благополучно продолжается. Чередованием высоких и низких ночных температур обеспечивается равномерное поступление урожая.

Чередование низких и высоких ночных температур в последнее время проводят не только по фазам, сезонам и двухнедельным периодам, но и в течение одной ночи. Экспериментами, проведенными в Нидерландах и Японии, установлено, что для налива плода огурца достаточно определенного числа часов высоких температур, затем температура может быть снижена до минимума для сбережения ассимилятов и тепловой энергии.

Работы X. Чалла (Нидерланды) показали, что в течение ночи при высоких температурах воздуха (25 °С) расходуются все запасы углеводов из листьев.

Молодые растения растут более интенсивно, чем старые, соотношение "листовая поверхность — корневая система" у них более благоприятно. Позже, когда листовая поверхность увеличивается и подача воды затрудняется из-за удлинения расстояния до испаряющих органов, температуру воздуха снижают для обеспечения нормальной работы корневой системы.

Температура воздуха и температура грунта взаимосвязаны. При низких ночных температурах воздуха в теплице температура почвы должна быть оптимальной, чтобы обеспечить нормальную работу корней. Английские исследователи в условиях мапообъемной культуры получили высокие урожаи и добились снижения затрат энергии, сочетая низкие ночные температуры воздуха с высокими температурами грунта.

В нидерландских технологических рекомендациях подчеркивается, что пониженные ночные температуры воздуха при культуре огурца и томата допустимы только при температуре грунта не менее 21 °С.

В теплицах без применения подпочвенного обогрева днем воздух в среднем на несколько градусов теплее почвы. Температура грунта в данном случае составляет среднее между дневной и ночной температурой воздуха. При малом поступлении солнечной радиации температура воздуха и грунта может оказаться ниже оптимальных значений. В связи с данным обстоятельст

вом наличие подсубстратного обогрева является необходимым даже в южных тепличных комбинатах в условиях теплых зим. Все теплолюбивые и выгоночные овощные культуры реагируют положительно на подпочвенный и подсубстратный обогрев в теплицах.

Несмотря на наличие системы отопления температурный режим теплиц подвергается влиянию наружных факторов. В зимнее время в теплицах старого ангарного типа усиливаются различия в температуре по вертикали, а в блочных теплицах площадью 1 или 1,5 га — по горизонтали, особенно в морозные ночи. Для поддержания равномерной температуры в блочных теплицах обычно устанавливают временное пленочное ограждение внутри по периметру теплицы. В последнее время, путем разделения нижней и верхней частей отопительной системы и разбивки на сектора бокового и торцового отопления, создана возможность поддерживать различные температуры теплоносителя по зонам. Это позволяет снимать влияние ветра в одной части теплицы и создавать более выровненное температурное поле, экономить тепло. В летний период температурные нарушения происходят из-за перегревов, вследствие избыточной солнечной радиации. Чем меньше доля отопления в тепловом режиме теплиц, тем больше колебания температуры в течение суток. В необогреваемых пленочных теплицах дневные перегревы и ночные переохлаждения вызывают наиболее острые нарушения роста, плодообразо- вания и фитосанитарного состояния овощных культур.

Распределение тепла внутри теплиц зависит от конструкции теплиц, способа их отопления и размещения отопительных приборов. Водяное трубное отопление обеспечивает наиболее равномерное распределение тепла. Большое значение имеет и режим работы отопительной системы. Как показали наши исследования, необходимо максимально уменьшать амплитуды колебания температур и обеспечивать плавность переходов ог ночного к дневному режиму и наоборот.

Качество управления температурным режимом зависит во многом от автоматического оборудования системы отопления. Современные системы автоматики учитывают условия наружной среды на основе сигналов, получаемых с метеостанции, которая входит в систему автоматики теплиц. Учет наружных условий и управление с помощью ЭВМ. с выдачей команд регулирования до наступления нарушений параметров среды в теплицах, создает возможность более точного регулирования микро-климата и экономии энергии.

В настоящее время ЭВМ для регулирования микроклимата в теплинах находит широкое применение, что позволяет дифференцировать температурную программу непрерывно: днем — в зависимости от освещенности; ночью — для налива плодов и экономии энергии; в переходные периоды — для избежания выпадении конденсата ( 3.8).

Учитывая, что температурный режим и режим влажности тесно и неразрывно связаны друг с другом, и правильнее будет говорить о температурно- влажностном режиме. При управлении температурным режимом и особенно режимом влажности необходимо стремиться избежать лишних теплопотерь при открывании фрамуг. Поддержание параметров микроклимата с учетом притока солнечной радиации, соответственное ограничение температуры теплоносителя и степени открывания фрамуг дают возможность экономить топливо.

Биологически допустимым минимумом температуры для большинства тепличных культур является 5°С. В процессе активной вегетации минимальной температурой, при которой жизненные процессы замедляются, но растения не страдают, считается температура 1 5"С. Интенсивность фотосинтеза возрастает при увеличении температуры примерно до 25 вС, затем происходит, стабилизация процесса, определяемая соотношением компонентов, участвующих в реакции.

При температуре 35—40°С перегрев растения, приводит к обезвоживанию и нарушению обмена веществ. Влияние температуры окружающей среды на респирацию растений показано на ( 3.10). При температуре более 25 'С интенсивность фотосинтеза практически не поменяется, в то же время интенсивность респирации растет высокими темпами и вскоре начинает преобладать. Эти процессы приводят к тому, что в итоге разлагается больше сахара, чем производится.

 Оптимальным для растений является тот температурный режим, при котором сохраняется максимальная продуктивность фотосинтеза. В ночное вре-

мм для того, чтобы сократить расход углеводов на дыхание, уменьшают температуру, замедляя тем самым обменные процессы, происходящие в растении. Однако в определенные фазы развития растений, когда необходимо увеличить прирост биомассы, поддерживают достаточно высокие ночные температуры, таким образом стимулируя образование новых клеток.

 

 

СОДЕРЖАНИЕ КНИГИ:  Овощеводство закрытого и открытого грунта

 




Смотрите также:

 

Обогрев теплиц

Для нормального роста и развития растений в теплицах требуется определенный тепловой режим.
Чтобы не допустить этого и поддерживать температуру на должном уровне, в теплице устанавливают аварийный обогрев.

 

Культивационные сооружения. Теплицы, парники. Гидропоника...

Обогревать теплицы можно и электрическими лампами мощностью 200...
Однако в этом случае в почве создается на некоторый срок запас влаги в ущерб воздушному и тепловому режиму почвы.

 

§ 20. учет особенностей теплового режима при выборе...

В то же время при обогреве теплиц требуется обеспечить нужное нагревание грунта и#т. д. Следовательно, устройства для обогрева помещений и система Отопления должны выбираться с учетом специфики теплового режима отдельных помещений и здания...

 

ТЕПЛИЦЫ И ПАРНИКИ для выращивания овощей и фруктов

...овощей; обогреваемый грунт с укрытиями, в к-ром прокладываются на глубине 30—35 см нагревательные трубы, обеспечивающие тепловой режим растений и более ранний
Кроме тепла, воздух теплиц и парников обогащается углекислым газом, необходимым для растений. …

 

РЕГУЛИРОВАНИЕ МИКРОКЛИМАТА И ФОТОСИНТЕЗА В ГИДРОПОННЫХ ТЕПЛИЦАХ. РЕГУЛИРОВАНИЕ МИКРОКЛИМАТА

Лампы для теплиц. Досвечивание растений и светокультура