Гряда – лаборатория урожая: решение проблемы микроклимата

Решение проблем микроклимата в условиях тепличного производства имеет свою цену. Это дорого.

Однако в жизни фермера выращивание тепличных культур зачастую связано не столько с устранением проблем микроклимата, сколько с решениями, которые приближают его к оптимальным параметрам, пусть и не достигают их. Искусство компромисса — между низкой себестоимостью и максимально возможной в конкретных условиях урожайностью. И существуют агротехнические приемы, которые позволяют этот баланс выстроить. Например, возделывание тепличных культур с использованием гряд.

Гряда в теплице — это вал, на котором обычно располагаются два спаренных ряда. В разрезе он имеет вид трапеции. Сверху прокладывается капельная лента, затем гряда накрывается перфорированной черной пленкой для борьбы с сорняками и аэрации (рис. 1).

Широко распространено мнение, что гряда способствует более быстрому нагреву земли перед высадкой рассады. Однако роль гряды в выращивании тепличных культур не так проста. 

Даже более того, быстрый нагрев почвы перед высадкой рассады — лишь малая часть из множества преимуществ этого агроприема. Итак, обо всем по порядку.

В гряде поддерживается оптимальная структура грунта. В целом почвогрунт представляет собой твердую, жидкую, газообразную и живую фазы. Твердая — это минеральные и органические вещества, жидкая — почвенный раствор, газообразная — почвенный воздух, живая фаза — микроорганизмы. Считается, что наилучшие условия в защищенном грунте складываются при соотношении между твердой, жидкой и газообразной фазами почвогрунта, равном 1:1:1. Такое соотношение бывает в грунтах с содержанием органического вещества менее 10%. Именно это соотношение сохраняется в гряде даже при увеличении процента органического вещества, повышении концентрации питательных растворов и более обильном увлажнении, так как в гряде срабатывает механизм естественной стабилизации (рис. 2).

В гряде на помощь почвогрунту приходит гравитация. Растворимость кислорода в воде при температуре 20 °C равна 9,4 мг на 1 л. При переувлажнении почвы происходит удушье корневой системы. Именно этот фактор требует или барботирования питательного раствора воздухом (пропускание определенного количества воздуха компрессором через поливную воду), или увеличения проточности и дренажности питательного раствора. С проточностью и дренажностью отлично справляется гряда. На ней увеличивается объем гравитационной воды, то есть той, которая не задерживается пористостью грунта и уходит вниз под действием силы гравитации. Таким образом пористость грунта держится в оптимальных пределах (50-60%), а содержание кислорода в воде поддерживается на высоком уровне.

В более структурированном грунте закладывается более мощная корневая система. Образуется больше дополнительных корней, что, безусловно, хорошо сказывается на питании растений (рис. 3).

Получается условно водная проточная культура с кислородным профицитом. Корень не испытывает кислородного голодания, то есть не страдает от удушья. Происходит естественное регулирование водно-воздушного режима. Гряда за счет искривления поверхности увеличивает площадь соприкосновения грунта с теплым воздухом в теплице. Почвенный воздух при взаимодействии с воздухом теплицы нагревается.

Внутри гряд дольше сохраняется оптимальная структура грунта. Проточная культура способствует обильным корневым выделениям. 

Растение питается, обменивая катионы водорода (Н+) и анионы угольной кислоты (НСО3) из корневых выделений на катионы и анионы элементов питания почвенного раствора. Радиус катиона водорода в сотни тысяч раз меньше, чем всех других катионов, поэтому он может легко проникать в кристаллическую решетку минералов и вызывать ее разрушение в результате обмена катионов. Корневые выделения разрушают твердые адсорбирующие частицы почвы, они измельчаются и постепенно превращаются в пыль, которая ухудшает аэрацию почвы и затрудняет ее равномерное увлажнение. При выращивании на гряде с капельным поливом получается больше гравитационной воды и промывочный режим полива, с которым пылевые частицы промываются в нижние слои и создается оптимальное структурирование почвы. Более крупные почвенные частицы остаются на поверхности, а более мелкие уходят вниз. Высота гряды обеспечивает запас на более длительное сохранение структуры почвогрунта с оптимальной скважностью.

Когда питательный раствор проходит через структуру почвогрунта без пылевых частиц, он покрывает твердые частицы пленкой с хорошей аэрацией, и происходит процесс биоокисления, он увеличивает биологическую массу микрофлоры и срабатывает как биофильтр. Биофильтр играет огромную роль при использовании некондиционной воды для полива. Очень часто поливная вода далека от идеала, а решение с качественными фильтрами для воды недешевое и чаще всего просто игнорируется. Поливают тем, что есть. Жесткая вода, попадая в среду с активной микрофлорой, становится более мягкой, ускоряется процесс поглощения воды растением.

Даже кратковременное переувлажнение грунта приводит к его уплотнению. Нормальная плотность грунта имеет параметры 0,4-0,9 г на 1 см3. Высокая плотность почвы начинается с 0,95 г на 1 см3. 

При высокой плотности грунта корневой системе труднее пробиться сквозь него, а корнеобитаемый слой неравномерно увлажняется. Плотность грунта зависит от глубины почвенного слоя: чем глубже, тем плотнее. Поэтому поднятие корнеобитаемой зоны выше точки стекания воды снижает плотность грунта.

В лабораторных условиях было установлено, что увеличение освещенности и дефицит влаги стимулируют развитие микоризных грибов. Именно парниковый эффект теплиц провоцирует резкий скачок биосинтеза в растениях с обильным выделением сахаров корневой системой в момент кратковременного дефицита влаги. Создаются оптимальные условия для существования полезных симбионтов. В аэробных условиях при легком дефиците элементов питания, особенно фосфора, корень растений выделяет стриголактоны — гормоны, которые стимулируют развитие микоризных грибов. Работа стриголактонов обеспечивает преимущество роста основного стебля, то есть стимулирует апикальное доминирование.

В свою очередь активное развитие микоризных грибов способствует лучшему питанию растений. Микориза получает от растений углеводы, аминокислоты и фитогормоны, а сама делает доступными для поглощения и всасывания растением воду и минеральные вещества, прежде всего соединения фосфора. Кроме того, она обеспечивает растения большей поверхностью всасывания, что особенно важно в тепличных условиях с ускоренным биосинтезом (рис. 4).

Как всегда, один эффективный прием не может быть достаточно эффективным сам по себе. Так и гряда. Для того чтобы ее преимущества раскрылись более широко, необходимо выполнять сопутствующие агроприемы. 

Именно поэтому нет особенно важного одного фактора, который обеспечивает интенсивный рост растений, а речь идет о комплексе мер, которые усиливают друг друга. Это усиление называют синергией, когда каждый фактор в отдельности имеет меньшую эффективность, чем совмещенное действие нескольких факторов одновременно.

Внесение органических удобрений

Природа создала безопасный склад элементов питания. Однако органика обладает высокой влагоемкостью, и разложение ее замедляется в анаэробных условиях переувлажнения. В гряде выше проточность воды, и органика разлагается благодаря контролированию поливного режима. Так удается избежать антагонизма ионов. При переувлажнении жесткой водой в почве удерживается избыток катионов кальция (Са2+) и магния (Mg2+), антагонистов калия (К+). Блокировка калия снижает осмотическое давление и приводит к затруднению усвоения других элементов питания. На гряде влага проваливается, и переувлажнения не происходит. Поэтому органика разлагается быстрее. Разная органика обладает разной эффективностью. Самым лучшим органическим удобрением считается птичий помет. Это быстродействующее органическое удобрение, более того, оно обладает оптимальным соотношением элементов питания, а по быстроте действия соответствует минеральным удобрениям. Большая часть питательных элементов помета находится в водорастворимых формах.

Мульчирование гряды

Обычно мульчируют черной или серой пленкой толщиной от 30 до 60 микрон (0,03-0,06 мм) или специальной полипропиленовой агротканью.

Этот агроприем защищает гряду от прорастания сорняков, направляя все элементы питания на целевую культуру, и обеспечивает лучший прогрев гряды за счет лучшего аккумулирования солнечного тепла черным цветом пленки. Так как температура под пленкой быстро растет, дыхание корней усиливается, что требует большего притока воздуха. Поэтому мульчирующая пленка должна иметь отверстия, через которые проникает воздух, но не проникает свет, вызывающий прорастание сорняков. Обычно отверстия в пленке не более 5 мм в диаметре.

Почвоутомление на гряде происходит быстрее. Гряда позволяет быстро разлагать органическую часть почвы, процесс минерализации управляется поливными нормами. 

За короткое время высвобождается много минеральных солей, и это может приводить к засолению. Также на гряде более обильные корневые выделения. Это хорошо для питания растений, но также это вызывает и накопление инфекционного фона, с которым в конце сезона нужно что-то делать. Одним словом, гряда дает много преимуществ, но требует особого подхода в подготовке к следующему сезону.

Внесение удобрений

Потенциал гряды лучше раскрывается при осеннем внесении органических и фосфорно-калийных минеральных удобрений. По целевой культуре можно определить вынос фосфора и калия, исходя из планируемой урожайности. Экономически обоснованно использовать в качестве источника фосфора фосфоритную муку, а источника калия — хлористый калий. Последнему нужно уделить особое внимание. Это калийное удобрение обладает малой эффективностью при применении в период вегетации из-за наличия хлора, ингибирующего рост растений. Однако осеннее внесение решает несколько задач. В гряде формируется мощная корневая система. При удалении растений в конце сезона в почве остается много органических остатков с накопленной инфекцией. Внесение хлористого калия и обильный полив вызывают образование соляной и хлорноватистой кислот. Хлорноватистая кислота — очень сильный окислитель. Она хорошо окисляет органические вещества, рассоляет грунт и устраняет ингибирующую микрофлору. Соли хлорноватистой кислоты называются гипохлоритами. Они очень нестойки и легко разлагаются при взаимодействии с воздухом, но за короткое время хорошо дезинфицируют грунт.

Фосфоритная мука содержит от 19 до 30% фосфора, который трудно растворяется в воде при слабощелочной реакции грунта. При биоокислении часть этого фосфора переходит в малорастворимую прочную пленку фосфатов кальция на поверхности почвенных частиц, улучшая структуру почвы. Зафосфаченный грунт лучше сохраняет оптимальное соотношение элементов питания, препятствуя быстрому разрушению почвенных частиц под агрессивным воздействием корневых выделений. Обнаружена прямая зависимость размера почвенных частиц и скорости засоления. На частицах размером 1-2 мм засоление происходит быстрее и в 4 раза больше, чем при размере 5-7 мм. Верхний слой засоляется значительно сильнее, чем нижний. Благодаря проточности поливной воды на гряде происходит регенерация солевого баланса. При повышенной жесткости воды гряда позволяет естественным путем сбалансировать распределение влаги по почве, расположить корни растений в оптимальном ярусе, исходя из конкретных почвенных условий.

Гряда скрадывает некоторое полезное расстояние до шпалерной проволоки, что может уменьшать количество кистей на сбор при выращивании томатов в коротком обороте. Однако если при подвязывании растения сразу наклонять, этого удается избежать. Более того, это не приспускание в привычном понимании: прием можно назвать определением угла наклона растущего растения для увеличения полезного пространства (рис. 5).

Правильный подбор гибридов, правильный план питания растений и продуманная стратегия поливов, наряду с защитой от вредителей и болезней, а также использование всех преимуществ выращивания растений на гряде — все это создает лучшие условия для раскрытия генетического потенциала урожайности культуры и для повышения качества продукции.

Сергей Владимирович Шинкаренко, агроном-консультант ООО «ГИБРИДНЫЕ СЕМЕНА ДОН»

Фото: архивы компании «Гавриш»; рисунки: Сергей Шинкаренко.