Введение.

Производство овощей в защищенном грунте позволяет снабжать население свежей продукцией круглогодично, не требуя увеличение площади пашни. Кроме того, продукция, производимая в этой отрасли сельского хозяйства, имеет тоже качество и вкус, что и продукция, выращенная в открытом грунте. Учитывая, сколько почвы мы теряем ежегодно, это действительно реальный выход из ситуации, которая складывается во всем мире в связи с нехваткой продовольствия.

Культура огурца наиболее часто выращиваемая в закрытом грунте, она занимает около 70 % всей площади теплиц.

На данный момент овощеводство защищенного грунта РФ сталкивается с множеством проблем. Нехватка ресурсов и специалистов, запущенность, недостаточное финансирование и т.д. Сейчас АПК защищенного грунта нуждается в технологиях, которые экономически выгодны, а не будут работать в убыток.

В качестве основы субстрата выбран верховой торф низкой степени разложения. Как известно, торф имеет ряд преимуществ перед многими материалами, используемыми в качестве субстратов. В нашей стране еще достаточно торфа для использования в овощеводстве закрытого грунта, его гораздо легче утилизировать, а зачастую, после использования в качестве субстрата, можно использовать в качестве мульчи или удобрения.

В связи с этим целью нашего исследования было установить влияние состава и свойств органоминеральных субстратов на продуктивность и качество культуры огурца защищенного грунта.

Задачи:

1. Определить агрохимические свойства питательных субстратов различного состава.

2. Исследовать влияние органоминеральных субстратов на урожайность культуры огурца сорта «топлидер» в защищенном грунте.

3. Изучить действие органоминеральных субстратов на качество огурца сорта «Топлидер»

4. Определить содержание лабильных и устойчивых соединений углерода органоминеральных субстратов

5. Установить влияние органической составляющей на качество огурца сорта «Топлидер»

1.1 АПК защищенного грунта. Состояние, проблемы, перспективы развития.

Тепличное овощеводство играет важную роль в снабжении населения свежими овощами, особенно в зимнее время. Во многих странах эта отрасль занимает ведущее место в производстве овощей. Технология выращивания овощей в защищенном грунте обеспечивает более высокий урожай, по сравнению с выращиванием в открытом грунте. Существует возможность перехода на технологию выращивания всех культур в защищенном грунте.

Состояние АПК защищенного грунта России не утешительное. Наращивание темпов развития этой отрасли в 80-е годы сменилось упадком в 90-е. Кризисная ситуация сложившаяся в связи с кризисом в 90-х годах в агропромышленном комплексе, ударила и по овощеводству закрытого грунта. И до сих пор эта отрасль в нашей стране находится в упадке. Большое количество теплиц и оборудования эксплуатируются долгое время, требуется реконструкция и строительство новых теплиц.

Овощеводство защищенного грунта относится к отраслям сельскохозяйственного производства, продукцией которого население обеспечивается недостаточно. Потребность в овощной тепличной продукции удовлетворена на 33%, при существующем научно обоснованном нормативе 13 кг/чел. в год [16].

По данным Минсельхоза РФ, производство тепличной продукции в России неуклонно снижается (в 2005г. – 630 тыс. т, в 2009г. – 500 тыс. т), а импортируется с каждым годом все больше (в 2005 г. - 600 тыс. т, в 2009г. – 800 тыс. т, то есть в 1,3 раза больше, чем производят отечественные тепличные комбинаты) [17].

Российские хозяйства получают урожай в несколько раз меньше, чем хозяйства Нидерландов, Дании и др. Ассортимент культур, выращиваемый в теплицах хозяйств очень мал, из 70 наименований широко распространенных культур выращивается чуть более 20.

Цены на газ, электричество, воду возрастают гораздо быстрее, чем цены на свежую продукцию, тем самым оставляя хозяйства в убытке, они не имеют возможности модернизировать оборудование. Многие хозяйства не используют имеющиеся ресурсы в полной мере, а некоторые и не хотят или не могут внедрять новые технологии.

Развитие овощеводства защищенного грунта имеет не только экономическую, но и политическую значимость, следует уходить от импортной продовольственной зависимости, наращивать темпы своего производства овощных культур, дабы обеспечить запросы населения на свежую продукцию.

Еще не все ресурсы использованы и исчерпаны, у овощеводства защищенного грунта есть возможность развиваться, внедрять новые технологии и, наконец, выйти на качественно новый уровень [8].

1.2. Технологии производства огурца в защищенном грунте.

Грунтовая культура.

До недавнего прошлого на основных площадях зимних теплиц овощи выращивали на насыпных грунтах. Насыпные тепличные грунты представляют собой произвесткованный и, чаще всего, обогащенный элементами питания торф. В некоторых случаях торф смешивают с другими органическими компонентами – соломенной резкой, опилками, древесной корой, лигнином. Расчеты по внесению удобрений проводят на основании результатов агрохимического анализа. Агрохимическое обследование проводят каждый месяц. А его результаты служат основой для применения удобрений.

Отрицательные стороны грунтовой культуры:

- длительная эксплуатация грунтов ведет к ухудшению работы дренажа, в грунтах с длительным сроком эксплуатации в профиле нижняя часть насыпного грунта сильно уплотняется (до 1,42 г/см³), снижается её пористость и влагоемкость, накапливается избыточное количество солей, появляется оглеенный и глеевый горизонт.

- в процессе эксплуатации тепличных грунтов снижается содержание органического вещества, изменяется его качество, и, как следствие изменяется целый ряд их свойств: увеличивается зольность и плотность грунтов. Происходит усадка;

- со временем происходит накопление инфекции и вредителей в корнеобитаемой среде, что существенно сокращает возможности длительной эксплуатации;

- длительная эксплуатация грунтов возможна только при условии проведения мероприятий по поддержанию и сохранению их свойств, начиная с первого года их использования [9].

Агрегатопоника

Культура на твердых агрегатных субстратах с периодической подачей раствора минеральных удобрений. Корнеобитаемая среда – твердый агрегатный субстрат. Используются такие субстраты как, гравий, песок, гранитный щебень, вермикулит, перлит, керамзит, минеральная вата.

- субстрат должен быть относительно физически и химически инертным и нейтральным, не должен содержать каких либо токсических веществ;

- субстрат должен обладать достаточной водоудерживающей способностью и хорошей аэрацией;

- субстрат должен быть достаточно прочным, во избежание измельчения, при котором нарушаются оптимальные соотношения между твердой, жидкой и газообразной фазами.

Недостатки:

- после нескольких лет использования субстраты засоляются, загрязняются корневыми остатками и корневыми выделениями, ухудшающими рост растений, возникает необходимость их химической регенерации;

- в этих субстратах быстро размножается галловая нематода;

- применение грунтов в качестве заменителя почвы требует значительных затрат на их заготовку и доставку, стерилизацию, промывание и регенерацию [10].

Хемопоника.

Культура на органических субстратах (например, на чистом торфе), увлажняемых питательным раствором. Корнеобитаемая среда – рыхлый органический материал.

В качестве субстратов используют, торф со степенью разложения до 30%, сфагновый мох, осоковые кочки, древесную кору, опилки, стружку, рисовую шелуху, отходы хлопчатника, кокосовую стружку.

Как субстрат при хемопонике наибольшее распространение получил торф, так как он обладает малой плотностью, высокой пористостью, влагоемкостью и поглотительной способностью.

Минеральное питание осуществляется при помощи капельного полива.

Водная культура.

Способ беспочвенного выращивания растений в водном растворе, содержащем питательные элементы и кислород, которые обеспечивают необходимые условия для нормальной деятельности корневой системы.

Недостатки:

- сложности с поддержанием определенной концентрации питательного раствора.

- питательный раствор не должен быть инфицирован.

- затруднено бесперебойное снабжение корней кислородом воздуха.

- при выращивании в тонком проточном слое раствора, часто появляются корневые гнили, инфекции разносятся по всем растениям.

Аэропоника.

Культура растений с размещением корневой системы в воздушном затемненном пространстве на специальных стеллажах с периодическим автоматическим опрыскиванием корней питательным раствором при помощи форсунок.

Корнеобитаемая среда увлажненный воздух. Корневая система находится в полом пространстве, где через определенный промежуток времени ее опрыскивают питательным раствором [10].

- этот метод предусматривает подачу питательного раствора к корням растений в виде тумана (аэрозоля), что требует использования сложного оборудования.

Недостатки:

- этот метод выращивания требует безотказной автоматики;

Ионитопоника

Выращивание на смеси двух типов смол – катионита и анионита, у которых ионы частично заменены ионами минеральных солей.

Корнеобитаемая среда – смесь твердых смол.

Катиониты задерживают в обменной форме катионы кальция, калия, аммония и др. Аниониты – нитратные, фосфатные и другие анионы. Питательные вещества освобождаются из смол путем обмена на другие ионы, поступающие с поливной водой. Вода должна содержать 0,2 – 1,2 мС/см солей. При более низких концентрациях количество высвобождающихся ионов будет недостаточно для удовлетворения потребностей растений.

Панопоника.

Гармоничная универсальная система культивирования растений, разработанная в АФИ под руководством Академика РАСХН Е.И. Ермакова.

Панопоника предусматривает использование тонкослойных малообъемных аналогов почв и сочетает в себе преимущества всех известных ранее систем культивирования растений.

В основе метода организации корнеобитаемой среды лежит принцип интенсивного выращивания растений на тонкослойных или малообъемных аналогах с питательным раствором под ними. Обеспечение корней питательным раствором осуществляется по тонким щелевым капиллярам. Возможна организация корнеобитаемой среды с использованием метода капельного полива. В качестве почвозаменителя используется смесь на основе верхового торфа низкой степени разложения с добавлением определенных природных минеральных и органоминеральных веществ с необходимыми макро- и микроэлементами.

Преимущества данного метода:

- сокращение расхода субстрата на растения (в 10-15 раз);

- сокращение на 17-30% расхода воды и минеральных удобрений на единицу производимой продукции;

- безотходность – вторичное использование субстратов в качестве компостов;

- исключается уплотнение субстрата и ухудшение водно-воздушного режима в нем [11].

Рис.1.Блок-схема развития и совершенствования систем интенсив-

ного культивирования растений

.

Агрегатопоника

Панопоника-универсальная сис -тема культивирова- ния растений на по-ристой тонкослойной корнеобитаемой сре -де и циркулирующем под ней питательном растворе, либо в соче-тании с аналогом поч-вы разового использо-вания или длительного применения при пери-одической его реставрации

Исходная система культиви-рования растений на почвах и на смеси их с рыхлящей породой (Геопоника)

Системы культивирования без почвы на почвозаменителях,питательных растворах и их аэрозолях