Растения под крышей. Учебное пособие для направлений подготовки бакалавриата и магистратуры «Агрономия», «Агрохимия и агропочвоведение», «Ландшафтная

Всоставе культуральных сред используют гибберелловую кислоту для поддержания роста суспензионных культур, а также для индукции побегообразования.

Внастоящее время известно большое число различных по составу питательных сред. Среда Mypacсиге и Скуга – самая универсальная. Она пригодна для образования и роста каллусов, индукции морфогенеза у большинства двудольных растений. Так изменение соотношения ауксина и кинетина приводит к образованию либо корней (преобладание ауксина), либо стеблевых культур (преобладание кинетина). Среда Ганборга и Эвелега подходит для культивирования клеток и тканей бобовых растений и злаков. Среда Уайта обеспечивает укоренение побегов и нормальный рост стебля после регенерации, а среда Нича и Нич пригодна для индукции андрогенеза в культуре пыльников. В состав некоторых сред входит ЭДТА (этилендиаминтетрауксусная кислота) или ее натриевая соль, которые улучшают доступность железа для клеток.

3. Влияние физических факторов.

На рост и развитие растительных тканей in vitro большое влияние оказывают физические факторы – свет, температура, аэрация, влажность.

Свет. Большинство каллусных тканей могут расти в условиях сильного освещения или в темноте, так как они не способны фотосинтезировать. Вместе

стем свет может выступать как фактор, обеспечивающий морфогенез и активирующий процесс вторичного синтеза. В качестве источника света используют люминесцентные лампы. Для большинства растений оптимум освещенности составляет примерно 1000 Лк. Кроме интенсивности освещенности на культуру ткани и её физиологические особенности влияет качество света. Так, более 20 флавонов и флавонолевых гликозидов образуются в культурах клеток петрушки после освещения её непрерывным люминесцентным светом «холодный белый».

Температура. Для большинства каллусных культур оптимальна температура 26°С. В отличие от роста культур клеток и тканей индукция их морфогенеза требует более низких температур (18-20°С).

Аэрация. Для выращивания суспензионных культур большое значение имеет аэрация. Особенно важно снабжение воздухом культивируемых клеток в больших объемах ферментеров. При выращивании клеток в малых объемах (в колбах) нормальная аэрация достигается при постоянном перемешивании суспензии.

Влажность. Оптимальная влажность в помещении, где растут культуры, должны составлять 60-70%.

Преимущества и возможности метода. Клеточная биотехнология позволяет получать новые важные формы и линии сельскохозяйственных растений, ускоряет и облегчает селекционный процесс, с его помощью можно проводить размножение ценных генотиов и трудноразмножаемых растений (например, роз, орхидей), получать ценные биологические препараты пищевого, кормового, и медицинского назначения и т.д.

11

Тема 2

Биологически активные вещества в растениеводстве

Особое значение в растениеводстве приобрели биологические вещества – фиторегуляторы. Синтезированные к настоящему времени синтетические регуляторы роста – это структурные или физиологические аналоги фитогормонов, либо ве6щества, способные изменять гормональный статус растений в желаемом направлении. Хозяйственно значимые эффекты этих препаратов разнообразны. Их применяют для повышения урожая сухого вещества с единицы площади, предотвращения полегания зерновых культур на высоком агрофоне, синхронизации созревания плодов, необходимой для их механизированной уборки, увеличения доли раннего сбора плодов или хлопкасырца при неизменной величине урожая и так далее.

Будучи аналогами природных фитогормонов, многие регуляторы роста и развития растений обладают высокой физиологической активностью, что позволяет применять их в чрезвычайно низких концентрациях (10-9-10-5 М, в дозах г/га), что и делает данный подход элементом микро- и нанотехнологий.

При этом фиторегуляторы не обладают фитотоксичностью и способны очень быстро разлагаться в растительных тканях до конечных продуктов, которые являются истинно природными соединениями и включаются в типичный метаболизм растений. Это должно обеспечивать чистоту сельскохозяйственной продукции при использовании таких препаратов в растениеводстве. Одна из них связана с применением регуляторов роста и развития растений. Практическое применение к настоящему времени уже нашли синтетические ауксины, гиббереллины, четвертичные ониевые основания и ряд других соединений.

Фитогегуляторы оказывают разнообразные положительные эффекты этих препаратов на все стороны продукционного процесса: всхожесть и энергию прорастания семян, формирование и функционирование фотосинтетического аппарата, транспорт и распределение ассимилятов в растениях, рост, развитие, функционирование хозяйственно ценных органов, в том числе семенную продуктивность растений, отложение запасных питательных веществ, устойчивость и адаптацию растительного организма к действию неблагоприятных факторов. Столь ценные свойства таких соединений свидетельствуют о возможности их широкого практического применения. Для этого необходимо знать научно обоснованные подходы и практические приемы применения этих препаратов в растениеводстве с целью повышения урожайности сельскохозяйственных культур.

Сложность работы с фиторегуляторами кроется в их полифункциональности (то есть способности оказывать целую серию разнообразных эффектов), высокой специфичности и зависимости от целого

12

ряда факторов: систематического положения растений, их компетентности к регулятору, места его воздействия, зависимости оказываемых эффектов от фазы роста и развития культуры, особенностей ее онтогенеза и технологии выращивания, трофических и других факторов. Поэтому разработку приемов и способов применения препаратов необходимо вести для каждой отдельной культуры в течение всего онтогенеза.

Некоторые наиболее распространенные фиторегуляторы:

ГЕТЕРОАУКСИН (индолил-3-уксусная кислота) - препарат для стимулирования корнеобразования у черенков, рассады, луковиц цветов. Таблетки гетероауксина токсичны, имеют неприятный запах. Препарат способствует образованию корней и луковичек - деток у луковиц, клубнелуковиц и черенков.

Для ускорения укоренения зелёные черенки замачивают в растворе гетероауксина (1-2 таблетки на 10 л воды) на 10-16 ч. Особенно актуально применение гетероауксина при укоренении черенков растений, тяжело поддающихся вегетативному размножению. Применение гетероауксина не заменяет соблюдения температурного и влажностного режима при укоренении.

Обработка корней рассады: перед посадкой выдерживают 3-5 ч при температуре 18-22°С в растворе (1 таблетка на 1-3 л воды) несколько раз. Первый полив делают сразу после посадки, второй и третий - с интервалом в 10-15 дней.

Замачивание перед посадкой луковиц и клубнелуковиц в растворе (1 таблетка на 10 литров воды) в течение 24 ч увеличивает и ускоряет начало ризогенеза.

ЭПИН-ЭКСТРА - регулятор роста растений, антистрессовый адаптоген, стимулятор иммунной системы. Действующее вещество – брассиностероид эпибрассинолид, синтетический аналог природного фитогормона.

Эпин-Экстра совместим с другими препаратами. Так, установлена эффективность эпина при совместном применении с пестицидами, используемыми для протравливания семенного материала и обработки растений для защиты от грибковых болезней. Совместное применение позволяет снизить норму расхода пестицидов в 2 раза. Разведение Эпин-Экстра, пестицидов и удобрений можно проводить в общей емкости для полива. Недостатки препарата в том, что действующее вещество разрушается под действием света, а так же в щелочной среде, что следует помнить при совместном разведении с удобрениями и в обычной воде. Выходом из положения может стать подкисление воды лимонной кислотой. Опрыскивание рекомендуется проводить рано утром или на ночь. Эпин-Экстра улучшает прорастание семян и укоренение черенков и рассады, повышает устойчивость к ряду заболеваний (фитофторозу, перроноспорозу, парше, бактериозу и фузариозу и др.), способствует снижению в тканях растения токсинов, тяжелых металлов, избытка нитратов. Опрыскивание вегетирующих растений увеличивает количество завязей, предотвращает их опадание, ускоряет созревание плодов, повышает устойчивость к заболеваниям.

13

Эпин-Экстра является экологически чистым препаратом. Препараты на основе действующего вещества Эпин-Экстра – эпибрассинолида используются в рыбоводстве, птицеводстве и пчеловодстве. Препарат безопасен для рыб, не загрязняет почвы, грунтовые и поверхностные воды, безопасен для полезных насекомых и пчел.

Рабочий раствор Эпин-Экстра: 1 мл препарата на 5 л воды при опрыскивании вегетирующих растений; 1 мл препарата на 2 л воды при замачивании луковиц (на сутки); 1 мл препарата на 1 л воды при замачивании семян цветочных культур (на сутки). Кратность обработок: при профилактическом опрыскивании раз в месяц, при попадании растения в неблагоприятные условия (слишком сухой воздух, недостаток света и т.п.) опрыскивание через каждые 7-10 дней, до выздоровления или пока растение находится в этих условиях.

1) СОК АЛОЭ - доступный и эффективный биостимулятор, который стимулирует образование корней. Алоэ издревле вошло в народную практику как хорошее средство, восстанавливающее силы ослабевшего после недуга человека, так как содержит оно в себе большой набор витаминов и веществ, обладающих бактерицидными свойствами. Воспользовавшись опытом медиков, садоводы, огородники, цветоводы стали использовать это растение в качестве стимулирующего вещества для сельскохозяйственных культур. Свежевыдавленный сок разводится наполовину водой и в полученном растворе семена выдерживаются 6-8 ч при температуре 20-22 °С. Это существенно влияет на ростовые способности семян. Они всходят не только быстрее, но и дружнее, дают жизнеспособные проростки. В дальнейшем это благотворно сказывается на урожайности. (Подготовка листьев алоэ. За неделю до отделения листьев растение перестать поливать. Через неделю отделить несколько листьев и, завернув их в плотную черную бумагу, убрать в нижний отсек холодильника. Здесь листья хранить 12 дней при температуре 6-8 градусов. Это усиливает действие биологически активных веществ, содержащихся в тканях растения. После этого листья измельчить и через марлю отжать сок. Для опыта использовать как неразведенный, концентрированный сок, так и разбавленный в 2 и 4 раза сок). Для получения первой концентрации берут сок и дистиллированную воду в равных объемных отношениях (об./об.) 1:1, для второй - сок и дистиллированную воду в 1:3 (об./об.).

14

Тема 3

Особенности конструирования современных теплиц

Одним из наиболее эффективных приемов является выращивание растений в условиях защищенного грунта, т.е. в теплицах и парниках.

Современные теплицы укомплектовываются исключительно высококачественным поликарбонатом. Облегченный поликарбонат (вес облегченного поликарбоната составляет менее 800 г/м2 для толщины 4 мм, что снижает качество, прочность и долговечность панелей). Обычный сотовый поликарбонат, рекомендуемый при производстве теплиц поликарбонат поставляется в листах шириной 2,1 м, длиной 6 или 12 м (для удобства транспортировки можно свернуть в рулон диаметром 1 м и длиной 2,1 м). Масса 1 листа длиной 6 м - 10 кг.

Достоинства использования сотового поликарбоната при строительстве теплиц: - легкий (1 м2 НЕ МЕНЕЕ 800 г); - не бьется, не рвется; - легко гнется; - пропускает 86% видимых лучей; - пропускает только ультрафиолетовые лучи, необходимые для фотосинтеза; - непроницаем для ультрафиолета, вредного для людей и растений; - равномерно и мягко освещает растения; - обладает прекрасной теплоизоляцией (теплее стекла в 4 раза); выдерживает высокие снеговые/ветровые нагрузки; - не боится ни жары, ни холода (– 50о.С; + 120 о С); - стойкость к воздействию химикатов; - имеет прекрасный внешний вид; - прост в работе; - не мутнеет и не разрушается под солнцем в течение многих лет; - на зиму не снимается.

Отопление и освещение в теплицах

Растения нуждаются в постоянном тепле. Обеспечить тепло растениям в наши зимние морозы и не всегда теплое лето является сложной задачей. Но эту задачу необходимо выполнять. Чтобы обеспечить растения теплом в

теплице необходимо устанавливать обогревательные приборы.

Современные теплицы имеют много изъянов, не смотря на новые конструкции. Теплицы из стекла зачастую имеют, продуваемы щели, через которые просачивается ветер и нарушает микроклимат в теплице.

Каждое растение имеет свою среднюю температуру, которую необходимо поддерживать в теплице. Зная минимальную температуру в своем районе, Вы можете просчитать ее необходимое количество для повышения. Выяснив минимальную температуру в Вашей местности, Вы можете определить необходимый температурный подъем, который нужен для достижения нормальной температуры необходимой для жизни Ваших растений, чтобы получить агротехнический минимум. К примеру, если температура в Вашей местности опускается до предела в минус 8 градусов, то Вам необходимо ее поднять на четырнадцать градусов и установить систему обогрева теплицы.

15

Стеклянные теплицы имеют много щелей, через которые просачивается холодный воздух. Стекло также имеет большую теплоотдачу. Если вы плохо спланируете отопительную систему, то при обогреве теплицы и достижения определенной температуры в отдельных частях теплицы будет скапливаться холодный воздух, что не благотворно повлияет на Ваши растения. Поэтому установка одного обогревателя в центре таких теплиц мало чем поможет в данной ситуации. Наилучшим решением становится обогреватели из труб, которые будут поставлять тепло во все участки Вашей теплицы. Чтобы узнать какие именно участки теплицы получаются более холодными, стоит на одну ночь установить термометры по всему периметру теплицы и узнать где именно скапливается холод.

Рис. 1. Схема циркуляции воздуха в теплицах

Стеклянные теплицы необходимо утеплять для избегания потери тепла. Двойное остекление стоит очень больших средств, потраченных в пустую. Если у Вас уже стоит теплица из стекла, Вам стоит позаботиться об утеплении с помощью двойной синтетической пленки, которая позволит сохранить тепло, или утепление нижних частей стен с помощью теплоизоляционных панелей.

Теплицы должны иметь особое строение, которое исключает щели. Теплицы из поликарбоната имеют очень высокую степень теплоизоляции. Они сохраняют тепло и не позволяют морозам застать растения врасплох. Обогрев теплицы из поликарбоната менее трудоемок, чем обогрев теплицы из стекла, т.к. в них присутствует меньшая потеря тепла и меньшая вероятность зон холодного воздуха, за счет плотности и бесщелевой конструкции.

Любые теплицы имеют толстый оцинкованный профиль, покрытый плотным и толстым материалом сотовый поликарбонат. Такая конструкция дает возможность сохранять тепло, необходимое любым растениям, которые Вы будите в них выращивать. Необходимо установить в теплице необходимый обогрев под ее площадь, создавая температуру необходимую растениям.

Видов обогрева теплицы много. Наиболее дешевым и распространенным считается обогрев теплицы, с помощью трубной системы на твердом топливе с горячей водой. Такая система имеет свои изъяны, но весьма распространена и дешева. Современные печи на твердом топливе имеют свои системы контроля тепла, но менее надежны и в них сложнее

16

регулировать необходимую температуру, хотя они и снабжены терморегуляторами.

Рис. 2. Система обогрева в теплицах

Наиболее эффективными считаются печи трубной системы на жидком топливе с горячей водой. Конечно, можно переоборудовать печи на твердом топливе под жидкое топливо, но намного надежнее прибрести уже готовые системы. В таких печах удобнее постоянно поддерживать необходимую температуру, при помощи тех же терморегуляторов. Еще более удобными считаются печи трубной системы на природном газе с горячей водой. Такие системы совершенно автоматизированы и не нуждаются в постоянном контроле. Главная особенность таких печей - чтобы газ не попадал в теплицу, т.к. это может нанести непоправимый вред растениям.

Также пользуется спросом обогрев теплиц за счет систем отопления дома, за счет природного газа, при помощи парафиновых обогревателей, установки электрических обогревателей в теплицу, которые считаются самыми эффективными из всех рассмотренных, более дорогие модели обогревателей подпочвенного обогрева и другие менее известные способы.

Перед решением выращивать теплолюбивые растения взвесьте и просчитайте стоимость на их обогрев. Стоимость зависит от многих факторов, главным из которых является расход энергии, топлива, газа на постоянное, или частичное поддержания тепла. Наиболее экономичными служат вентиляторные обогреватели, которые минимально потребляют электроэнергию.

Устройство освещения теплицы. Свет - источник энергии для процесса фотосинтеза и важнейший фактор, влияющий на скорость роста растений и величину урожая. Приступая к строительству теплицы или парника или сборке готового сооружения защищенного грунта, обдумайте их оптимальное расположение, которое позволит максимально использовать естественное освещение. Правильно сориентируйте сооружение относительно сторон света: обычно теплицу располагают в направлении с востока на запад.

Недостаток естественного освещения проявляется, как правило, в зимние и весенние месяцы, когда солнце стоит низко в небе. Проблема обычно

17

заключается в том, что теплицы строят или собирают летом в ходе подготовки к вегетативному сезону следующего года. В летние месяцы тень от деревьев, ограды, дачных построек – минимальна и не дает полного представления о той степени затененности, которая будет преобладать зимой или весной и которая может существенно ограничить освещенность теплицы.

Вянваре дерево, ограда или строение отбрасывают тень приблизительно

втри раза длиннее своей высоты.

Вапреле тот же предмет или постройка дают тень гораздо короче: чуть больше их собственной высоты. Тень продолжает укорачиваться вплоть до середины лета.

Рисунок слева показывает длину тени, отбрасываемой оградой или стеной дачного строения разной высоты в апреле и сентябре. Сравните ее с длиной тени от тех же предметов в декабре и январе, проиллюстрированной на рисунке ниже. Если вы собираете теплицу летом, настоятельно рекомендуем вам хорошо промерить потенциальную тень от близко расположенных к теплице предметов, которые могут серьезно повлиять на ее освещенность в зимние и весенние месяцы.

Рис. 3. Схема распределения света в теплицах

Кроме расположения теплицы, немалое значение для оптимального освещения имеет и состояние ее покрытия. Прозрачность стекла или полиэтиленовой пленки зависит от их качества, степени загрязнения (которое тем больше, чем выше запыленность воздуха) и времени эксплуатации. В течение сезона один-два раза вымойте стекла, очистите пленку от загрязнений (этим занимаются обычно осенью и очень ранней весной). Разместите растения в теплице так, чтобы непрозрачные элементы конструкции (каркас, рамы и пр.), по возможности, не затеняли их. Стеллажи и элементы конструкции внутри теплицы рекомендуется покрасить белой краской.

Для создания подсветки внутри теплицы или парника можно устроить светоотражающие экраны. Их располагают таким образом, чтобы лицевая сторона их была направлена к окну. В качестве подобных светоотражателей используют зеркало или лист оцинкованного железа.

Искусственное освещение теплицы. Для того чтобы обеспечить культурам, выращиваемым в теплице, оптимальные условия, естественное

18

освещение иногда дополняют искусственным электрическим. Особенно нужным оно бывает при возделывании светолюбивых овощных культур, таких как болгарский перец, салат, огурцы, помидоры и пр., которые должны находиться в условиях непрерывного освещения не менее 10 часов в сутки. Электрическое освещение используется, как правило, только для выращивания рассады: дополнительно освещать взрослые растения неэкономично.

Для устройства искусственного освещения внутри теплицы или парника рекомендуется использовать люминесцентные лампы. Главным их достоинством является то, что в процессе работы они не нагреваются и, следовательно, не вызывают изменений температуры и влажности воздуха. Благодаря этим свойствам, люминесцентные лампы можно размещать в непосредственной близости к растениям.

Для быстрого проращивания семян и получения рассады рекомендуется соорудить рамы, оснащенные несколькими люминесцентными лампами. Их размещают на высоте около метра над полками с коробами, в которые высеяны семена.

Помимо люминесцентных ламп, при выращивании культур в условиях защищенного грунта используют ультрафиолетовые лампы. Они способны не только ускорять развитие и рост растений, но и подавлять вредителей и болезнетворные микробы.

Необходимо учитывать, что при устройстве искусственного освещения от вас потребуется элементарное владение навыками установки электропроводки. Внутри сооружений защищенного грунта отмечается достаточно высокий уровень влажности. Поэтому прокладывать электрическую проводку следует с соблюдением всех необходимых мер техники безопасности.

Для крупномасштабного профессионального растениеводства натриевые лампы высокого давления являются предпочтительными источниками света. Они предоставляют отличную комбинацию источников света с полным спектральным диапазоном, высокой эффективности (энергоэкономичности), хорошего светораспределения и большого срока службы.

Индустрия растениеводства все больше доверяет искусственному освещению, с помощью которого удлиняется сезон выращивания растений, улучшается контроль за процессом роста растений.

Искусственное освещение может использоваться в нескольких случаях: днем, как вспомогательный источник света, дающий дополнительное освещение для фотосинтеза, особенно в зимние месяцы; увеличение эффективной долготы светового дня, освещение в сумерки, круглосуточный управляемый режим освещения; для полной замены естественного света с целью полного контроля световых условий окружающей среды на плантациях выращивания рассады и в биологических исследовательских лабораториях.

Идеальная лампа для растениеводства. Лампы Lucalox HO

удовлетворят потребности даже наиболее требовательных и профессиональных требовательных и профессиональных заказчиков, потому что с помощью этих ламп Вы получаете:

19

Оптимальные показатели роста. Соответствующая спектральная составляющая излучения обеспечивает оптимальные показатели роста растений, сокращая сроки культивации с меньшим расходом химических удобрений. Таким образом, растения будут готовы к продаже на рынке в период наибольшего спроса (например, День Св. Валентина), когда цены на этот продукт максимальны.

Высокая продуктивность. Используемые для постоянного освещения растений, либо для удлинения светового дня, подобные лампы помогут Вам достичь высоких урожаев с полным контролем всего процесса. Это означает, что Вы произведете больше конечной продукции - даже в середине зимы.

Превосходное качество растений. Сегодняшний рынок предъявляет повышенные требования к качеству продукции. Лампы высокого давления помогут растениеводам достичь высокого качества растений, с более сильными стеблями, роскошными цветами и хорошо сформированными листьями - великолепные растения всякий раз и вовремя.

Среди всех разновидностей люминесцентных ламп наиболее часто для освещения парников и теплиц применяют лампы типа ЛДЦ и ЛД.

Металлогалогеновые лампы

Металлогалогеновые лампы относятся к типу газоразрядных ламп и обеспечивают высокую для своих размеров светоотдачу, что делает их компактным, мощным и эффективным источником света. Изобретенные в конце 60-х годов ХХ века для промышленного использования, сегодня металлогалогеновые лампы имеют множество типоразмеров и конфигураций, предназначенных для коммерческого и домашнего использования. Как и большинство других газоразрядных ламп, данный тип ламп работает при условиях высокого давления и температуры заключенных в них паров, и требуют для безопасной работы специальных устройств. Они также могут считаться «точечным» источником света, по причине чего при их использовании могут требоваться рефлекторные светильники, концентрирующие световой поток.

Применение. Металлогалогеновые лампы используются как для обычного промышленного освещения, так и в очень специфических областях, где требуется применение ультрафиолетового излучения или света голубого диапазона спектра. Часто данный тип ламп используется для внутреннего освещения теплиц, цветников и т. д., так как лампы обеспечивают спектр и цветовую температуру горения, благоприятствующие росту растений. Очень часто эти лампы используются для освещения спортивных сооружений и соревнований. Металлогалогеновые лампы в достаточной степени популярны у аквариумистов, занимающихся выращиванием коралловых рифов, нуждающихся для своего роста в источнике света большой яркости. Широкое распространение данные лампы получили при использовании новейших профессиональных световых установок, таких как интеллектуальные светильники. При использовании в данных системах металлогалогеновые

20