2.2.5. Семейство тыквенные (Cucurbitaceae)

Среди многочисленных культивируемых в мире родов и видов семейства тыквенные (130 родов и около 900 видов) наибольшее значение и широкое распространение в РФ имеют однолетние овощные (огурец, кабачок, патиссон) и бахчевые (арбуз, дыня, тыква) культуры. Растения этого семейства по преимуществу представители тропической зоны Африки, Америки и Ост-Индии. Так, огурец родом из влажных, тропических зон Индии, Индокитая, Южного Китая, арбуз – из тропической засушливой Африки, дыня – из засушливых, жарких районов Малой и Средней Азии, тыква – из Центральной Америки и Ост-Индии (В.И. Эдельштейн, 1953).

Для всех тыквенных свойственно образование усиков. Большею частью они являются видоизмененными побегами, а их разветвления – листьями. Ползучий характер роста побегов, обилие усиков указывает на то, что бахчевые в большинстве своем лианы.

Растения этого семейства в основном насекомоопыляемые. Опылителями являются пчелы, шмели, осы, муравьи. Насекомые чаще всего посещают мужские цветки, т.к. пыльца служит им отличным кормом. У огурца имеются партенокарпические сорта, образующие плоды без оплодотворения.

Плоды огурца, кабачка и патиссона используют только в виде молодых завязей. У огурца употребляют в пищу 7-10-дневные, у кабачка – 8-15-дневные, у патиссона – 3-12-дневные завязи. У дыни, арбуза, тыквы используются ботанически зрелые плоды, для формирования которых от цветения до созревания требуется 40-60 дней.

Огурец – однолетнее перекрестноопыляющееся однодомное растение, с раздельнополыми цветками. Лианное растение с длинным (от 50-80 см до 200-250 см) стелющимся стеблем и многими (до 8-10) побегами первого порядка. Корневая система состоит из главного стержневого корня и многочисленных боковых корешков. Преобладающая часть корневой системы сосредоточена в пахотном слое почвы. Огурец обладает способностью давать дополнительные корни в узлах главного и боковых стеблей при их окучивании. Листья крупные, слабо опушенные. Одно растение в благоприятных условиях образует свыше 100 технически годных плодов и до 10-18 семенников.

Огурец – однодомное, перекрестноопыляющееся растение с раздельнополыми цветками. Мужские цветки собраны в пазухах листьев в соцветие-щиток, женские цветки располагаются одиночно или по несколько штук. Вначале появляются обычно мужские цветки, их во много раз больше, чем женских, затем женские. Женские цветки имеют такой же венчик, как и мужские, но уже в стадии бутона у них отчетливо видна завязь (будущий плод). В каждом узле образуются цветки одного пола. Основная масса женских цветков образуется на побегах первого, второго и третьего порядков. Такой порядок цветения зависит не только от природных особенностей растений, но и от условий их выращивания. Создавая определенные условия выращивания, можно вызвать ускорение появления женских цветков. Потенциально наиболее высокий урожай огурцов с одного растения можно получить тогда, когда с началом плодоношения в меньшей мере будет задерживаться вегетативный рост растения, будут образовываться все новые и новые побеги ветвления, а на них все новые и новые завязи.

Усиленному вегетативному росту будет способствовать частый сбор молодых плодов – зеленцов. Чем чаще и моложе собираются зеленцы, тем в меньшей степени ограничивается прирост вегетативных органов. При выращивании семенников вегетативный рост заканчивается быстро, при этом резко сокращается образование новых завязей.

При благоприятных условиях всходы огурца появляются на 5-7 сутки после посева, первый настоящий лист – на 5-8 сутки после всходов. Цветение начинается у раннеспелых сортов через 30-40 суток после появления всходов, у средне- и позднеспелых – через 45-70 суток. Техническая спелость плодов со времени их оплодотворения наступает у раннеспелых сортов через 6-10 суток, у средне- и позднеспелых – через 11-12 суток.

Огурец – теплолюбивое растение. Семена начинают прорастать лишь при +12…+15ºС, при более низкой температуре они не прорастают и загнивают. Оптимальной температурой для прорастания семян является +25…+30ºС, когда всходы появляются через 3-6 дней, а при +18ºС – лишь через 18 дней.

Оптимум температуры прорастания можно снизить путем прохолаживания и промораживания набухших семян при -2…-3ºС в течение 2-3 суток. Обработанные таким образом семена прорастают при +10ºС, причем всходы их становятся более устойчивыми к пониженным температурам. Такие растения раньше и в большем количестве образуют женские цветки и дают более ранний и более высокий урожай.

Оптимальной для роста и развития растений является дневная температура +25…+30ºС, ночная – +15…+18ºС. Ростовые процессы прекращаются при температуре ниже +14,5ºС и выше +42ºС. Особенно требователен к теплу в период цветения и плодоношения. В это время понижение температуры даже до +18ºС, а ночной ниже +15ºС, отрицательно отражается на плодоношении. Это объясняется тем, что плоды огурца растут главным образом ночью, когда идет распад сложных органических веществ в листьях и отток продуктов распада, главным образом, в плоды. Для усиленного распада веществ и оттока и необходима повышенная ночная температура.

Не вынося даже небольших отрицательных температур, огурец не выдерживает также и избыточно высоких температур. Особенно вредны высокие температуры в период выращивания рассады. В это время нельзя допускать повышения температуры свыше +24…+28ºС в солнечные дни и +20ºС в пасмурные дни. В ночное время необходимо снижение температуры до +15…+16ºС и даже до +12ºС. С наступлением плодоношения она не должна падать ниже +20ºС.

Плодоношение связано с перемещением продуктов ассимиляции к интенсивно растущим плодам и требует освобождения большого количества энергии при дыхании, а последнее тем интенсивнее, чем выше температура. Поэтому, при достаточной силе света наиболее быстрый рост плода и происходит при температуре +25…+30ºС, тогда оплодотворенная завязь через 6 дней дает технически годный плод. При температуре +38ºС и выше пыльца становится стерильной и плодоношение прекращается.

Огурец – светолюбивое растение короткого дня. Выращивание при укороченном дне (10-12 часов) ускоряет цветение, образование женских цветков, обеспечивает получение более раннего урожая. Высокие урожаи получают только на открытых, хорошо освещенных участках. Короткий день необходим растениям в период выращивания рассады. Взрослые растения могут успешно расти и при более длинном дне. Современные тепличные сорта и гибриды огурца менее требовательны к интенсивности освещения, что позволяет возделывать их в зимнее и осеннее время в условиях недостаточной естественной освещенности.

Мощное развитие ассимиляционного аппарата, поверхностное расположение корневой системы, где влага очень подвижна, определяют высокую требовательность огурца к водному режиму. Причем не только к повышенной влажности почвы (оптимальный уровень не ниже 80% НВ в течение вегетационного периода), но и к относительной влажности воздуха (75-95%). Потребность в воде возрастает по мере увеличения ассимиляционного аппарата и особенно во время плодоношения, когда идет налив зеленца.

Огурец требователен к условиям почвенного плодородия. Под него необходимо отводить окультуренные, богатые гумусом, легкие почвы с высоким содержанием питательных веществ в легкоусвояемой форме при слабокислой или нейтральной реакции почвенной среды (рН 6,4-7).

Потребление растениями огурца питательных веществ невелико. При урожае 30 т/га огурец выносит с 1 га около 170 кг азота, фосфора и калия. Но требовательность огурца к элементам питания велика ввиду прежде всего быстрого роста растений и отдачи урожая в короткий период, что может быть обеспечено лишь быстрым поступлением питательных веществ. При понижении температуры рост и развитие растений огурца приостанавливаются. Поэтому в короткие периоды благоприятной погоды необходимо форсировать рост растений, а это возможно лишь при полном обеспечении растений легкоусвояемыми элементами питания, при высоком плодородии почвы и грунтов.

Кабачок – кустовая твердокорая овощная тыква. Родина его Южная и Центральная Америка. Это однолетнее, однодомное, перекрестноопыляющееся растение. В естественных условиях виды тыкв между собой не скрещиваются. Разновидности же в пределах вида (кабачок, патиссон и крукнек) легко переопыляются. Корневая система хорошо развита, широко (до 3,5-4 м) распространяется во все стороны в пахотном горизонте почвы. Стебель толстый, прямостоячий или полегающий. Листья большие, с шиповидным грубым опушением. Плодообразование у растений непрерывное и заканчивается с первыми заморозками. В пищу употребляют молодые 8-15-дневные завязи.

Кабачок – скороспелое растение. От массовых всходов до технической спелости плодов проходит 40-60 суток. Семена начинают прорастать при температуре +7,5…+9,5ºС. Наилучшими для их прорастания и последующего роста и развития являются температуры +22…+27ºС. При +10…+12ºС растения замедляют развитие. Выдерживают краткосрочное понижение температуры до +5ºС, заморозков не переносят.

Растение короткого дня, хорошо растет на солнечных, защищенных от ветров участках. Светотребовательное и не выносит затенения.

Растение засухоустойчивое, избыточного увлажнения не выносит. Отзывчив на поливы.

Требователен к плодородным, окультуренным и хорошо прогреваемым почвам. Выносит умеренное засоление почвы. Оптимальная кислотность почв рН 6,5-7,5. На повышенную кислотность реагирует отрицательно. Растения отзывчивы на внесение органических (навоз, перегной) и минеральных удобрений, а также микроэлементов (бор, медь, цинк, молибден и др.).

Патиссон– твердокорая кустовая овощная тыква, называемая в народе тарелочной тыквой. Однолетнее растение, растет в виде куста, образуя недлинные (30-70 см) стебли и побеги. Имеются сорта и с полукустовой формой. От массовых всходов до технической спелости плодов проходит 60-85 суток.

В пищу используют плоды – зеленцы 3-5 суточного возраста для консервирования и 8-12 суточного – для приготовления икры, фарширования, поджаривания. Запаздывание со сборами ведет к задержке цветения и формирования новых плодов, опадению недоразвитых завязей.

Патиссон требователен к теплу и свету. Семена прорастают при температуре +13…+14ºС. К засухе довольно устойчив. К воде более требователен, чем кабачок. Расходует много воды во все периоды роста, особенно в фазы массового цветения и образования плодов. Поливают редко, но обильно, так как корневая система, как и у кабачка, более мощная, чем у огурца. Поэтому поливную норму повышают для увеличения глубины промачивания почвы.

Тыква – наиболее распространены в культуре 3 вида: тыква твердокорая, или обыкновенная (Cucurbita pepo L.), тыква крупноплодная (C. maxima Duch.) и мускатная (C. moschata Duch. ex. Poir.). Выращивают и другие виды, в том числе и декоративные.

Виды тыквы различаются между собой по форме и окраске плода, семенами, по форме нижнего листа, тычиночных и пестичных цветков, характеру плодоножки.

Тыква твердокорая или обыкновенная отличается скороспелостью. Плоды средней величины, короткоовальные или короткоцилиндрические, реже округлые. Окраска зрелого плода оранжевая или ярко-желтая с полосатым или пятнистым рисунком. Поверхность ребристая, особенно у плодоножки. Кора плода при созревании твердая, деревянистая. Между хлорофиллоносной паренхимой и собственно мякотью плода находится панцирный слой, который служит механической защитой, обеспечивает хорошую транспортабельность и лежкость. Имеются сорта и с мягкой корой. Менее требовательна к теплу.

Раннеспелые сорта этой тыквы созревают через 80-90 суток после всходов, позднеспелые – через 120-130 суток. Есть сорта с очень крупными плодами (до 80-90 кг и более) и с мелкими (до 1 кг).

Крупноплодные тыквы имеют растения с мощными, длинными (до 10 м) стеблями, а также есть и кустовые формы. Плод крупный, шаровидный или сплюснутый, однотонной окраски. Поверхность плода слабо сегментированная, бугристая или гладкая. Кора плода мягкая, редко плотная, легко режется ножом. Плоды отличаются хорошей лежкостью (до 6-9 месяцев).

Тыква мускатная требовательна к высоким температурам. От всходов до созревания плодов проходит 120-140 суток. Плоды могут храниться до 3 лет. Выращивается в южных районах.

Тыква – перекрестноопыляющееся растение, является прекрасным медоносом. Цветет продолжительное время и даже во время засухи выделяет нектар.

Среди культивируемых растений тыква выделяется мощной корневой системой. Корневая система тыквы в общей сложности может достигать 25 м. Основная часть корневой системы располагается в пахотном и отчасти в подпахотном слое, на глубине не свыше 40-50 см, охватывая объем почвы в радиусе от 4 до 5 м. Стержневой корень идет вглубь, но не глубже 1,5 м. Корневая система тыква имеет максимальные размеры в период наибольшего развития вегетативной массы растения. Уже в фазу цветения корневая система тыквы сформирована полностью (Ю.А. Быковский, 2001). Одно тыквенное растение использует громадный объем почвы (от 3 до 5 м³).

Особенность корневой системы тыквы – большая сосущая сила, достигающая 7-8 атм. (А.И. Филов, 1982).

Как и все бахчевые культуры, тыква выделяется чрезвычайно громадным ассимиляционным аппаратом и чрезвычайно буйным ростом его. За 90-120 дней от посева одно бахчевое растение развивает ассимиляционный аппарат до 32 м². Между тем, капуста, отличающаяся относительно сильным ростом, развивает ассимиляционный аппарат в 10-15 м².

У бахчевых чрезвычайно высока активность верхушечной и боковых почек. У них развиваются боковые побеги второго, третьего и четвертого порядков. Побегообразовательная способность тыквы очень велика.

У отдельных растений тыквы длина главного стебля, а иногда и боковые плети, могут превышать 10 м.

Тыква представляет собой тропическую лиану, весьма требовательную к теплу, влаге и плодородию почв.

Н.М. Ткаченко и Ф.А. Ткаченко (1977) минимальной температурой для прорастания семян тыквы считают +12ºС. При +18…+24ºС семена полностью прорастают на 4 день. Более высокие температуры (+26…+34ºС) растягивают период прорастания до 5-9 дней. При +44ºС семена тыквы вообще не прорастают.

Семена тыквы при набухании поглощают более 100% влаги от массы семян. При температуре +25ºС темпы набухания семян значительно выше, чем при +11…+12ºС. Полное насыщение семян влагой при +25ºС наблюдается через 24 часа и составляет 100,7% от массы семян.

Наилучшие условия для прорастания, последующего роста и развития создаются при температуре +18…+25ºС. При температуре ниже +10…+12ºС рост и развитие задерживается. Понижение температуры до 0ºС вызывает гибель растений. Тыква выдерживает краткосрочное понижение температуры до +5ºС.

Тыква, как теплолюбивая культура, требует 90-150 дней теплого периода с температурой не ниже +20ºС. Однако твердокорая тыква (С. реро) плохо переносит высокую температуру (30ºС и выше), плоды ее при этом мельчают, листья страдают от хлороза, урожай снижается (А.И. Филов, 1982). Оптимальная температура для роста и развития этого вида +20…+25ºС. Жаростойкость тыквы выше, чем у арбуза. Жаростойкость тыквы связана с водным режимом, т.к. интенсивная транспирация понижает температуру листа и усиливает жаростойкость белковых коллоидов.

Мощная сильно разветвленная корневая система, проникающая в почву на глубину до 3-4 м, хорошо обеспечивает растение влагой. Мощная корневая система и большая сосущая сила клеток обусловливают высокую засухоустойчивость тыквы. Правда, тыква менее устойчива к засухе, чем дыня и арбуз. Недостаток влаги (в засуху) вызывает приостановку оплодотворения и опадение завязей.

Тыква – растение короткого дня, нуждается в хорошем солнечном освещении, но и сравнительно теневынослива, хорошо растет между рядами высокорослых растений. Требует плодородных, хорошо окультуренных и прогреваемых почв. Умеренное засоление почвы выносит, на повышенную кислотность реагирует отрицательно. Оптимальной для нее является рН 6,5-7,5.

Солеустойчивость к хлористым солям тыквы выше, чем у арбуза и дыни. Резкое снижение прироста проростков тыквы начинается при 0,01% молярном растворе NaCl. Предельная солеустойчивость (по содержанию хлора на воздушно-сухую почву) у тыквы 0,020%.

Тыква переносит концентрацию раствора сернокислого натрия до 0,03 М, но дальнейшее повышение ее ведет к гибели растений (А.И. Филов, 1982).

Тыква отзывчива на внесение органических и минеральных удобрений. Особенно тыква отзывчива на внесение органических удобрений.

Арбуз – древняя бахчевая культура. Растения арбуза столового стелющиеся, с тонким стеблем, достигающим длины 4-5 м. Стебель удлиняется за счет роста верхушечной почки. Имеются и короткостебельные и кустовые формы.

Корневая система столового арбуза состоит из главного корня, боковых корней первого порядка, несущих на себе массу тонких ответвлений, боковых корней второго, третьего и последующих порядков и корневых волосков. Число усваивающих корней на одном растении может достигать 100 тыс., длина каждого 5-10 см (О.В. Юрина, 1966).

Главный корень идет вертикально вниз на глубину 1 м и более, имеет толщину у шейки 1,0-1,5 см. Через 25-30 см он становится тоньше и идет вглубь в виде тонкого нитевидного корешка. Боковые ответвления располагаются, в основном, в пахотном и подпахотном горизонтах на глубине 20-30 см. Число боковых корней второго порядка достигает 100-500. Формирование корневой системы начинается еще до выхода семядолей на поверхность почвы. Максимальных размеров корневая система достигает ко времени цветения. Общая длина основных корней у взрослого растения арбуза достигает 57,5 м (Nesmith D.S., 1999).

Особенность корневой системы арбуза – большая сосущая сила, достигающая 10 атмосфер. Корневая система арбуза способна отнимать влагу от сухой почвы 6% влажности (А.И. Филов, 1969).

Стебель у арбуза округлый, пятигранной формы, ползучий, сильно ветвящийся, достигает 4-5 м. Число листьев на одном растении арбуза может превышать 2000.

У большинства сортов арбуза на одном растении образуются мужские и гермафродитные цветки. В среднем на одно растение арбуза приходится 25-30 женских и 130-150 мужских цветков.  Оптимальные условия для нормального оплодотворения +18…+20ºС утром и +20…+25ºС днем, относительная влажность воздуха 40-50%. Цветки арбуза наиболее устойчивы к низкой относительной влажности воздуха, но им нужна более высокая температура воздуха, чем для тыквы.

Семена арбуза начинают прорастать при температуре +14ºС (Н.М. Ткаченко, Ф.А. Ткаченко, 1977). Для нормального прорастания семян по данным В.Ф. Белика (1970) нужна температура не ниже +16…+18ºС. Оптимальной температурой прорастания семян арбуза является +22…+28ºС (Н.М. Ткаченко, Ф.А. Ткаченко, 1977). По данным В.Ф. Белика (1982), при температуре ниже +13ºС прорастание семян задерживается, некоторые из них теряют всхожесть и погибают. При температуре выше +35ºС всхожесть семян снижается. При посеве семян в открытый грунт всходы появляются на 10-12 день. При неблагоприятных условиях прорастания всходы могут появиться на 20 день и более (Т.Б. Фурса, 1982).

Для нормального роста и развития растений арбуза необходима температура +25…+30ºС (Л.Г. Бондаренко, П.А. Лядский, 1974). С повышением температуры в листьях и плодах растений арбуза происходит интенсивное накопление метаболитов углеводного комплекса.

При температуре ниже +15ºС рост и развитие растений задерживается. Понижение температуры до -1ºС ведет к гибели всходов, до +3ºС и даже +5…+10ºС является губительным и для более взрослых растений.

Арбузы являются жаростойкими растениями. Жаростойкость характеризуется температурой свертывания белков в листьях растений. Температура свертывания белка в листьях арбуза в условиях богары +64…+72ºС, в поливных условиях – +60…+62ºС.

Арбуз – светотребовательное растение. Растения арбуза не выносят затенения. В пасмурную погоду и при чрезмерно загущенных посевах в плодах арбуза мало накапливается сахаров и сухого вещества (В.Ф. Белик, 1982).

Арбуз относится к засухоустойчивым и ксерофитным растениям. Транспирационный коэффициент у арбуза 600. Благодаря высокой сосущей силе корней они способны усваивать влагу из почвы. Кроме того, могут запасать ее в сочных стеблях и особенно в плодах, откуда в критические периоды жизни эта влага идет на поддержание нормальной жизнедеятельности. Арбуз очень отзывчив на орошение. Оптимальный уровень предполивной влажности – 70% НВ. Необходимы умеренные поливы, особенно во второй период вегетации и во время плодоношения.

Столовый арбуз – наименее требователен, среди бахчевых культур, к почвенному плодородию. Растения хорошо растут и развиваются на легких по механическому составу почвах. Кислые почвы мало пригодны для выращивания арбуза. Оптимальной средой для него является рН 6,5-7,5. Арбуз начинает страдать от засоленности почвы при концентрации 0,007-0,0017%. Растения столового арбуза довольно стойко выдерживают засоление сернокислыми солями, но не переносят хлористые соли (А.Р. Вернер, Н.Е. Бугаев, 1935).

Арбуз отзывчив на внесение минеральных удобрений, особенно в условиях орошения. Большие дозы навоза, особенно свежего, задерживают развитие растений арбуза, снижают его устойчивость к болезням и ухудшают вкусовые качества плодов.

Дыня – относится ко второй наиболее распространенной после арбуза бахчевой культуре. Растения дыни имеют строение корневой системы, аналогичное арбузу, но развита она несколько слабее: длина главного корня 60-100 см, боковых 2-3 м, число боковых корней колеблется от 9 до 12. У кустовых форм дыни корневая система проникает в почву глубже и распространяется в меньшем диаметре, чем у длинноплетистых. Плети дыни развиты менее, чем плети арбуза. Стебель дыни ползучий, достигает 2,5-3 м у среднеазиатских и 1,5-2 м у европейских сортов.

Семена дыни при набухании поглощают воды при температуре +25ºС 86,5% от собственной массы. Прорастание одиночных семян дыни начинается при +12ºС. Лишь при +18…+24ºС отмечается 100% всхожесть семян дыни на 3 день проращивания. При температуре +48ºС семена не прорастают. Оптимальная температура прорастания семян дыни считается +18…+24ºС.

Дыня наиболее требовательна к теплу из всех бахчевых культур. Только при температуре +30…+40ºС процесс ассимиляции протекает лучшим образом (К.И. Пангало, 1958). При температуре ниже +15ºС дыни почти не развиваются, при +10ºС прекращается процесс ассимиляции, при +1…+5ºС останавливается развитие, а при -1ºС через 2-3 часа дыни погибают.

Жаростойкость дыни такая же, как и у арбуза, температура коагуляции белка в листьях +60ºС (В.Ф. Белик, 1982).

Дыня – светотребовательное растение. Особенно чувствительна дыня к затенению в начальный период своего развития.

Дыня, как и арбуз, является засухоустойчивой культурой. Помимо света и тепла растениям дыни необходима сухость окружающего воздуха и сухая поверхность почвы. Однако почвенную засуху дыни переносят плохо. Расходование влаги растениями дыни крайне неэкономично. Транспирационный коэффициент выше, чем у арбуза, и равен 621. Дыни хорошо растут и развиваются на участках с относительно близким расположением грунтовых вод. Но избыток влаги дыня переносит плохо.

Дыня более требовательна к условиям питания, чем арбуз. Ее лучше выращивать на более плодородных почвах.

Растения дыни довольно стойко, как и арбуз, выдерживают засоление сернокислыми солями, но не переносят хлористые соли.

Дыня, как и все бахчевые культуры, отзывчива на внесение минеральных удобрений. Как и у арбуза, большие дозы навоза, особенно свежего, задерживают развитие дыни, снижают ее устойчивость к болезням и ухудшают вкусовые качества плодов.