Овощеводство - отрасль растениеводства по выращиванию овощных растений

Овощеводство подразделяют на возделывание овощей в от­крытом грунте, защищенном грунте (теплицы, парники, утепленный грунт под пленочными укрытиями), семеноводство овощных культур в открытом и защищенном грунте, бахчеводство (арбуз, дыня, тыква).

Овощеводство включает изучение биологических свойств культур, раз­работку новых методов технологии выращивания, методов селекции и семе­новодства, направленных на получение высоких и устойчивых урожаев и улучшение качества продукции.

Овощные растения, в зависимости от ареалов их происхождения, имеют различную фотопериодическую реакцию и относятся к растениям коротко­го, длинного и нейтрального дня, что влияет на сроки их выращивания в тече­ние вегетационного периода с различной длиной дня и ночи.

Овощной продукцией являются различные сочные органы травянистых рас­тений: листья, стебли, луковицы, клубнелуковицы, корни, корневища, плоды.

Ботаническая классификация

В культуре овощей используют более 120 ботанических видов растений. Биологические особенности овощных растений находятся в тесной зависимости от условий, в которых формировались их родоначальные формы. Поэтому хозяйственные признаки овощных растений различа­ются большим разнообразием.

Овощные культуры относятся к следующим семействам:

— капустные (крестоцветные) — Вrassicасеае (Cruciferae): капуста белокачанная, краснокачанная, цветная, брокколи, китайская и другие, редис, редь­ка, репа, брюква;

— сельдерейные (зонтичные) — Аpiaсеае (Umbelliferae): морковь, сельде­рей, листовая и корневая петрушка, пастернак, укроп и др.;

— лебедовые (мариевые) — Сhenopodiасеае: столовая свекла, мангольд, шпинат и др.;

— лилейные (луковые) — Liliасеае: лук репчатый, батун, слизун, порей, шалот, шнитт и др., чеснок — Allium sativum L);

— пасленовые — Sо1апасеае: томат, перец р. в., баклажан, картофель и др.;

— тыквенные — Сисиrbitасеае: огурец, кабачок, патиссон, арбуз, дыня, тыква;

— бобовые (мотыльковые) — Fabасеае: овощной горох, бобы, фасоль и др.;

— астровые (сложноцветные) — Asterасеае: артишок, салат р. в., эндивий, цикорий,скорценера;

— мятликовые (злаковые) — Роасеае (Gramineае): сахарная (овощная) кукуруза;

— спаржевые — Asparagасеае: спаржа;

— гречишные — Ро1уgonасеае: ревень, щавель;

— буравчиковые — Воragiпасеае: огуречная трава (буравчик);

— пластинниковые — Аgaricqсеае: грибы — шампиньоны, кольцевик и др.

Все овощные, кроме грибов, относятся к высшим растениям. Растения

семейства луковые, спаржевые, мятликовые относятся к однодольным, все

остальные — двудольные.

Рост — количественные изменения, связанные с увеличени­ем массы частей и органов растения.

Под развитием растений понимают способ и процесс дифференциации ново­образований, обычно формирование генеративных органов. Отдельные процес­сы приводят к качественному изменению формы и функции растений, затем к их количественным изменениям. Благодаря процессам роста и развития, на которые влияют генетические свойства и условия внешней среды, созда­ются условия формирования урожая. Период от появления всходов до формирования генеративных органов называют вегетативной фазой. Он оп­ределяется минимальным числом листьев на растениях и в связи с ростовыми процессами размером листового аппарата, образуемого до закладки цветков.

Биологические особенности овощных культур

Требования овощных растений к условиям  роста и развития

Рост и развитие растений обусловлены исторически сложившейся наследственностью и комплексом внешних условий. Главными факторами жизни растений являются температура, свет, вода, почвенное питание, воздушная среда. Ни один из этих факторов нельзя исключить или заменить. Оптимальное сочетание необходимых условий составляет благоприятную внешнюю среду для роста и развития растений.

Комплекс условий, определяющих рост и развитие овощных растений разных видов и сортов, весьма разнообразен, сложен, непостоянен. По мере роста растения меняются его требования к комплексу условий. Требования растений к комплексу условий изменяются и от изменения одного из условий. Не все факторы поддаются регулированию, особенно световой и температурный режимы растений (в условиях открытого грунта).

Температурный режим. Усвоение углекислоты из воздуха (ассимиляция), дыхание, испарение, потребление питательных веществ из почвы и другие жизненные явления могут проходить в растении только при определенной температуре. Отклонения в ту или иную сторону от требуемой температуры неблагоприятно отражаются на растении. Температуру, при которой жизненные явления у растений проходят наиболее полно и быстро, называют оптимальной (наилучшей). Повышение температуры за пределы оптимальной неблагоприятно для растений. У них усиливается процесс дыхания и, следовательно, распада питательных веществ, а ассимиляция и накопление питательных веществ у некоторых растений значительно падает. В результате растение голодает. При температуре свыше 50º протоплазма растительной клетки свертывается и растение гибнет.

Снижение температуры на 3-4º ниже оптимума практически не влияет на растения. Однако есть предел снижения, за которым они сразу не гибнут, но в результате нарушения их нормального физиологического состояния подвергаются грибным и бактериальным заболеваниям, теряют хлорофилл и, в конечном итоге, также гибнут.

Различные овощные растения предъявляют неодинаковые требования к температурным условиям.

В.И. Эдельштейн (1953) разделил овощные растения по требовательности к теплу на 5 групп. Различие между этими группами заключается в способности переносить зиму и температуры ниже 0º, а также поддерживать положительный приходо-расходный баланс при высокой температуре.

1. Морозо- и зимостойкие многолетние растения (чеснок, луки многолетние, спаржа, ревень, щавель, хрен, катран, эстрагон) отличаются высокой приспособленностью к различным температурам как в вегетационный период, так и во время перезимовки. Оптимальной температурой для роста и развития является температура +15…+25ºС. Весной и осенью способны переносить кратковременные понижения до -10ºС и ниже. Под снежным покровом хорошо выдерживают даже сильные морозы благодаря запасу питательных веществ в корнях и корневищах и высокой концентрации сахаров, предохраняющих растения от вымерзания.

2. Холодостойкие(двулетние капустные растения, корнеплоды, лук репчатый, салат, горох, бобы, укроп, шпинат, преобладающие большинство пряновкусовых) могут длительно, несколько месяцев переносить температуру -1…-2ºС, а кратковременно (несколько дней) – до -3…-5ºС. В отдельных случаях они переносят кратковременные понижения до -10ºС и ниже. Предельная температура составляет +30…+35ºС. Семена начинают прорастать при температуре около +5ºС, но появление всходов в таких условиях задерживается. Лучшая температура для их дружного и быстрого прорастания +18…+25ºС.

У холодостойких растений максимум ассимиляции, накопления органического вещества и образования прироста происходит при температуре +17…+20ºС. Выше +20ºС ассимиляция падает. При температуре немного выше +30ºС приход от ассимиляции становится равным дыханию, что ведет к сокращению и последующему исчезновению прироста урожая. При +40ºС дыхание превышает ассимиляцию, расход запасных веществ на дыхание становится больше, чем приход от ассимиляции, нарушается жизнедеятельность и растения гибнут.

3. Полухолодостойкие растения занимают промежуточное место между холодостойкими и требовательными к теплу растениями. Типичным представителем этой группы является картофель, у которого листья гибнут при 0ºС, а рост и клубнеобразование лучше всего проходит при температуре, близкой к оптимальной для холодостойких.

4. Требовательные к теплу томаты, баклажаны, перцы, огурцы, патиссоны, кабачки не переносят температуру ниже нуля в течение одного-двух дней, гибнут при установившейся холодной, сырой погоде при +3…+5ºС, а иногда даже при +10ºС. Низкие положительные температуры изменяют свойство плазмы удерживать хлорофилл, что влечет за собой расстройство процесса фотосинтеза и последующую гибель растений (П.А. Генкель, К.П. Марголин, 1949). Оптимальная температура для них +20…+30ºС. С наступлением прохладной погоды ниже +12…+15ºС ростовые процессы продолжаются, а цветение и рост плодов приостанавливаются. По данным В.И. Эдельштейна (1953) минимальные температуры для процессов цветения и плодоношения требовательных к теплу растений лежат выше, чем для ростовых процессов.

Предельная температура для требовательных к теплу растений составляет +40…+50ºС. Повышение ее приводит к нарушению жизнедеятельности и гибели растений.

5. Жаростойкие растения – кукуруза сахарная, фасоль, дыня, арбуз, тыква. Оптимальная температура для роста и развития составляет +25…+35ºС. Трогаются в рост при температуре +13…+17ºС, но лучшая температура для прорастания семян составляет +25…+30ºС. При температуре +40ºС и выше у жаростойких растений ассимиляция проходит еще весьма интенсивно и они способны накапливать органические вещества.

Требования овощных растений к температурным условиям не остаются постоянными в разных фазах роста и стадиях развития. Очень важным условием роста и развития растений является перепад дневных и ночных температур: днем температура должна быть выше, чем ночью.

Требования овощных растений к свету

Свет, как и тепло, принадлежит к так называемым космическим условиям роста.

Овощные растения по требовательности к интенсивности освещения подразделяют на группы: самые требовательные – к ним относятся овощные растения, выращиваемые для получения плодов (дыня, арбуз, тыква, перец, баклажан, томат, кукуруза сахарная, фасоль, горох, огурцы, кабачок); среднетребовательные – чеснок, лук репчатый, свекла, морковь, капуста цветная и кочанная; малотребовательные– листовые овощи (салат, петрушка, шпинат); нетребовательные – выгоночные (лук на зелень, петрушка, укроп, сельдерей, щавель, ревень, спаржа, свекла, цикорий, салат).

На темп и характер роста и развития овощных растений сильно влияет продолжительность дневного освещения. По отношению к продолжительности дневного освещения овощные растения подразделяются на растения короткогодня (10-12 часов в сутки), длинного дня (14-16 часов и более), нейтральные.

Растения короткого дня (огурец, кабачок, патиссон, тыква, баклажан, перец, некоторые сорта томата, кукуруза сахарная, южные сорта фасоли) в большинстве случаев происходят из южных широт. Для образования цветков и плодов требуют уменьшения периода дневного освещения в начальные фазы роста и развития, а в дальнейшем они могут произрастать в условиях длинного дня.

Растения длинного дня (шпинат, салат, редис, укроп, горох овощной, двулетние растения – капуста, свекла морковь, цикорий, лук репчатый, чеснок) в условиях продолжительной освещенности начинают раньше цвести и плодоносить. Рост и развитие этих растений на «длинном дне» (свыше 14 часов) усиливается, а на «укороченном» (10-12 часов) замедляется. На укороченном дне формирование листьев, кочанов, корнеплодов, луковиц замедляется.

Некоторые овощные растения (арбуз, спаржа, некоторые сорта огурца, томата, гороха, фасоли) не реагируют на изменение продолжительности дня, являясь, таким образом, нейтральными.

Отсутствие света в отдельных случаях может играть и положительную роль, например при доращивании капусты цветной, молодых побегов спаржи и ревеня. Для выгонки цикория салатного, выращивания некоторых культивируемых грибов (шампиньоны, вешенка и др.) свет вообще не нужен.

На развитие овощных растений большое влияние оказывают продолжительность дневного освещения и качественный состав света. Продолжительность дневного освещения зависит от широты места. Постоянной и равной 12 часам она остается в течение круглого года только на экваторе. С продвижением к полюсам (на юг и на север) 12-часовой день для всех широт сохраняется лишь два раза в году: в дни равноденствий – 24 марта и 24 сентября. В период с 24 марта по 24 сентября продолжительность дня больше 12 часов, а в остальные месяцы – меньше 12 часов.

Сильно меняется качественный состав света в течение года. Так, весенний солнечный свет менее богат ультрафиолетовыми лучами, чем осенний. Содержание ультрафиолетовых лучей в полуденные часы увеличивается к лету, по сравнению  с зимними месяцами, в 20 раз, сине-фиолетовых лучей – в 5 раз, видимая часть спектра увеличивается примерно в 3 раза, а тепловая – всего лишь в 2,5 раза.

Для большинства овощных культур предельной величиной освещенности, достаточной для роста и плодоношения, считают 2000-4000 люксов. В культуре под стеклом доля света, падающего на растения, составляет от 50 до 80%.

При малой освещенности приход от ассимиляции меньше расхода от дыхания. Это и заставляет прибегать к дополнительному электрическому освещению.

Состав электрического света сильно отличается от солнечного. Солнечный свет богаче лучами с длиной волн от 400 до 700 mμ, а именно эти лучи обладают повышенной энергией фотосинтеза. Электрический свет в 11 раз беднее ультрафиолетовыми лучами и в 6 раз – сине-фиолетовыми и почти в 2 раза богаче солнечного инфракрасными лучами.

Овощные растения занимают предоставляемую им световую площадь постепенно, по мере роста и развития. Так, морковь при нормальной всхожести семян за первый месяц использует всего лишь 1% площади; огурцы в первую декаду – 1% площади, во вторую – 8%, в третью декаду – всю предоставленную им площадь; капуста в момент высадки рассады занимает 1,6% площади, через месяц – 64%.

Размещение растений на площади должно быть связано с правильным использованием потока солнечной энергии. Максимального использования света овощными растениями (при наличии комплекса прочих условий жизни) можно достичь, регулируя густоту посева и посадки, определяя сроки и степень прореживания, уничтожая сорняки, предохраняя растения от порчи вредителями и болезнями.

Условия распределения света зависят от площади питания, экспозиции, угла наклона, направления рядов и от архитектоники растения (высоты стебля, обилия разветвлений, формы листа, величины междоузлий).

Требования к воде и водный режим овощных растений

Овощные растения, в урожае которых содержится 75-97% воды, предъявляют особо повышенные требования к условиям влажности. Вода является составной частью всех органов растений. Она обеспечивает внутреннее напряжение клеток (тургор), играет большую роль в регулировании температуры растений. Минеральные соли поступают в растения преимущественно в водном растворе. При недостатке воды в овощах сильно развивается древесная часть, овощи становятся грубыми, теряют товарные и вкусовые качества. При чрезмерном избытке воды овощи становятся водянистыми, мало ароматичными, с низким содержанием сахаров, солей и т.д.

Все овощные растения требовательны к воде и потребляют ее в больших количествах. Разные овощные растения на одну часть сухого вещества расходуют от 300 до 800 частей воды.

Потребность овощных растений во влаге определяется сосущей силой клеток, размерами и быстротой роста корневой системы, приспособленностью надземной части к экономному расходованию воды на транспирацию, а также и внешними условиями – влажностью, температурой, силой ветра и др. Поэтому водный режим овощных растений складывается: из потребления воды растениями; способности растений использовать воду из почвы; условий поступления воды в растение и условий расходования воды растением.

По требовательности к влаге овощные растения делят на 5 групп:

1) с недостаточно высокой способностью извлекать воду из почвы, но много расходующие влагу в процессе испарения – рассада овощных, салат, редис, огурец, шпинат, капуста, корнеплоды семейства капустных, баклажан. Крупные листья этих культур мало приспособлены переносить воздушную засуху и свидетельствуют о том, что это – растения влажного климата;

2) высокотребовательные к воде, отличающиеся слабой способностью извлекать воду из почвы, неспособные противостоять засухе – лук, чеснок. Корневая система лука занимает всего лишь 0,3 м³ почвы. Малочисленные струновидные, почти лишенные волосков, неглубокие корни лука мало приспособлены противостоять почвенной засухе. Трубчатые листья лука, тесьмовидные листья чеснока приспособлены «мириться» с воздушной засухой. Исторически у лука выработалась способность заканчивать рост с наступлением почвенной засухи. При этом лук формирует своеобразный орган — луковицу, покрытую снаружи несколькими кожистыми чешуями, которые защищают луковицу от высыхания. Струновидные корни лука становятся бесполезными и отмирают;

3) менее требовательные к влаге, обладающие высокой способностью извлекать воду из почвы и интенсивно ее расходовать путем испарения – свекла столовая. Корневая система свеклы в период наибольшего развития занимает объем почвы свыше 17 м³;

4) еще менее требовательные к влагообеспеченности, использующие большой объем почвы для корневого питания и относительно экономно расходующие влагу путем испарения – морковь, томат, петрушка. Сильно рассеченные листья моркови, петрушки способствуют экономному расходу влаги путем испарения и противостоят воздушной засухе;

5) устойчивые к неблагоприятному водному режиму – арбуз, дыня, тыква, сахарная кукуруза, фасоль. Они хорошо переносят жару и воздушную засуху. Тыква, дыня и арбузы развивают мощную, имеющую опушение листву, развивают глубоко идущую и сильно разветвленную корневую систему, снабжающую растения водой и растворенными в ней элементами питания. При этом корневая система тыквы, например, в период наибольшего развития занимает объем почвы свыше 100 м³.

Водный режим овощных растений определятся количеством воды, запасаемой почвой, и ее расходом через испарение.

Количество воды, запасаемой почвой, зависит от количества и выпадения осадков в течение года и особенно в течение вегетационного периода, физических свойств почвы, ее мощности, проницаемости, а также от рельефа местности и величины стока.

Считается, что в среднем объем пор культурной почвы равен 50% ее объема. Когда все поры почвы заполнены влагой, то она имеет состояние полной влагоемкости. Полная влагоемкость, в зависимости от механического состава, колеблется от массы сухой почвы от 22,4% для глины, до 78,6% для перегноя.

Требовательность овощных растений к воде в различные периоды жизни неодинакова. Наибольшие требования к влажности почвы овощные растения предъявляют в период прорастания семян. Вода необходима для набухания семян. Так, для набухания семян огурцов и капусты необходимо около 50% их массы, для семян лука, свеклы и моркови – 100%, для семян гороха – 150%.

Для укоренения рассады, особенно выращиваемой без горшочков и питательных кубиков, необходима достаточная влажность почвы.

Растения семейства капустные больше всего влаги потребляют при образовании продуктовых органов, семейства тыквенные – во время плодообразования, луковые – в период усиленного нарастания листьев. Скороспелые сорта нуждаются в большем количестве влаги, чем позднеспелые.

При падении влажности почвы ниже 50% ее полной влагоемкости растения начинают испытывать недостаток влаги. Недостаток влаги сказывается тем сильнее, чем меньше влажность воздуха, интенсивнее солнечная инсоляция, больше сила света.

В первую очередь расходуется вода, заполняющая некапиллярные промежутки почвы, а затем капиллярная вода. С расходом капиллярной влаги водоудерживающая сила почвы возрастает до нескольких десятков атмосфер. Сосущая сила корней не превышает несколько атмосфер и это не дает растениям пользоваться остающимся запасом влаги в почве (мертвым запасом).

Все скороспелые формы предъявляют повышенную требовательность к воде. Особенно высока требовательность рассады и зеленных растений, а также ранних сортов цветной и белокочанной капусты. С уменьшением площади питания требовательность к воде возрастает.

Усиливает водопотребление растениями в несколько раз прямой солнечный свет. Ночью оно резко снижается и составляет 5-10% суточного.

Большое значение имеет и оптимальная влажность воздуха. Относительная влажность воздуха, оптимальная для рассады капусты – 65-75%, салата, лука на зелень, укропа, моркови, сельдерея – 70-80%, огурца, баклажана, перца – 80-90%, томата – 50-60%.

Воздушно-газовый режим

Воздух нужен растениям для дыхания и питания. Для нормального роста и развития растениям необходим кислород и углекислый газ. Взрослые растения обычно не испытывают недостатка в кислороде. Но при недостаточном притоке воздуха семена плохо прорастают, задерживается рост корней, т.к. имеющийся в почвенном воздухе кислород частично поглощается микроорганизмами, а пополнение его из воздуха затрудняется или из-за уплотнения почвы, или образования корки на ее поверхности, или сырых торфяных, особенно болотистых почв, отличающихся незначительной аэрацией.

Воздух является источником углекислоты, при поглощении которой растение получает углерод, составляющий почти половину сухого вещества растений.

Углекислота обычно содержится в воздухе в ничтожном количестве – 3 части углекислоты на 10 тыс. частей воздуха (0,03%). Эту углекислоту и усваивают листья овощных растений.

Источником углекислого газа является почва, где он образуется в результате жизнедеятельности микроорганизмов, разлагающих органические вещества.

Содержание в атмосфере углекислоты недостаточно для активного углеродного питания растений, особенно в дневные часы, когда фотосинтез растений проходит особенно интенсивно.

Избыточное содержание углекислоты наблюдается при культивировании овощных растений на сырых, болотистых почвах, при чрезмерном удобрении растений свежим навозом. При этом страдают корни растений, а также и полезные бактерии.

Искусственное добавление кислоты в теплицах до 0,3-0,6% дает значительное повышение урожая. Этот прием широко внедряется в тепличных комбинатах.

Почвы и питательный режим

Значение почвы в жизни растений очень велико. Она служит источником влаги и элементов питания, так необходимых для нормального роста и развития растительных организмов.

Питательные вещества из почвы растения поглощают в виде растворов различных минеральных солей, из которых особенно важны азот, фосфор, кальций.

Потребление питательных элементов или вынос их из почвы, требовательность к наличию питательных элементов в почве зависит от биологических особенностей растений. Наибольшее количество питательных элементов потребляет капуста позднеспелых сортов; несколько меньше – морковь, свекла, брюква; среднее – томат и лук; наименьшее – огурец и редис.

Недостаток элементов питания в почве отрицательно отражается на росте и развитии овощных растений, снижая их урожай.

При недостатке азота растение задерживается в росте, приобретает бледную окраску. О хорошем обеспечении растений азотом свидетельствует сильное разрастание листвы и ее темно-зеленая окраска. Азот особенно необходим для листовых овощей. Раннеспелые сорта более требовательны к азоту, чем позднеспелые. В период формирования ассимиляционного аппарата все растения потребляют большое количество азота.

Фосфор стимулирует рост и формирование корневой системы, способствует усилению плодоношения и ускорению созревания. Раннее плодообразование огурца и томата зависит от обеспеченности растений фосфором к моменту появления всходов. Внешние признаки недостатка фосфора проявляются в сине-фиолетовой окраске жилок и краев нижней поверхности листа.

Калий – с его помощью происходит усвоение углекислоты и образование сахаров в растении. При недостатке калия на листьях растений появляются коричневые пятна, похожие на ожоги, края листьев окрашиваются в буро-коричневый цвет, подсыхают и крошатся. Капустные и зеленные растения более отзывчивы на фосфорно-калийные удобрения в период формирования продуктивного органа (кочана, корнеплода).

Кальций, вносимый в почву в виде извести, помимо своего непосредственного назначения для питания растений, имеет большое значение в улучшении качества почвы, способствует лучшему усвоению других питательных веществ.

Кроме азота, фосфора, калия, кальция растения поглощают железо, серу, магний, а также ряд микроэлементов (бор, марганец, цинк, медь, мышьяк и др.), потребляемых в очень малых количествах. Однако при их отсутствии растение не может нормально развиваться. Установлено, что при отсутствии бора растение не использует других питательных веществ. При этом у томатов наблюдается опадение завязей, скручивание листьев и большая их ломкость; у огурцов происходит поражение плетей, плоды завязываются, но не развиваются, рано образуют плоды неправильной формы.

Большие запасы питательных веществ в почве особенно необходимы при выращивании овощных культур, для которых характерны повышенные требования к почвенному питанию. Лук, например, выносит из почвы почти в 2 раза меньше питательных веществ, чем капуста, однако требует более плодородных почв, так как имеет слаборазветвленную корневую систему. Скороспелые овощи особенно требовательны к плодородию почв что объясняется усиленным потреблением питательных веществ в короткий период их вегетации. Очень требователен к почве огурец. Усвоение питательных веществ у огурца при пониженной температуре резко снижается. За короткий теплый период огурцы получить необходимое количество питательных веществ могут только из плодородной почвы.

Поэтому для получения высоких урожаев овощных культур особенно необходимы плодородные почвы с глубоким пахотным слоем, с большим запасом питательных веществ и хорошей рыхлокомковатой структурой. Такие почвы создаются в результате обогащения их органическим веществом (многолетние травы, навоз), при разложении которого улучшается структура почвы и пополняются запасы минеральных солей.

Существенное значение для овощных растений имеет реакция почвенного раствора. Наиболее благоприятны почвы с нейтральной или слабокислой реакцией рН=6. Наиболее чувствительны к повышенной кислотности свекла, капуста, чеснок, лук, салат, шпинат, огурец, особенно на ранних стадиях развития.

Овощные растения имеют слабую солеустойчивость. Поэтому засоленные почвы не пригодны для их выращивания.