Влияние состава атмосферного воздуха на продуктивность овощных культур

Состав атмосферного воздуха меняется в зависимости от географического положения регионов и насыщенности их промышленными предприятиями, транспортом и современными техническими средствами, выделяющими загрязняющие среду вещества Но везде практически одинаково содержание молекулярного азот (78 %), кислорода (21 %) и углекислого газа (0,03 %). В воздухе содержатся также различные токсиканты — результат деятельности человека и естественных выбросов (вулканы, гейзеры). Среди них наибольшую опасность для растений представляют сернистый ангидрид, соединения фтора, хлористый водород, окислы азота, фотохимические оксиданты и пылевидные частицы, содержащие адсорбированные газы и окислы различных, в том числе и тяжелых металлов. При излишней концентрации угнетающе действуют н растения также угарный газ, озон, аммиак, этилен, метан, хлор др. Загрязнение атмосферы происходит главным образом за счет выбросов автотранспорта (60 %) и промышленных предприятий.

Из составляющих воздуха наибольшее значение для растений имеют углекислый газ и кислород. Первый — основной источник поступления в растения углерода за счет фотосинтеза, а второй необходим для их дыхания. Кроме того, кислород активно используют почвенные микроорганизмы, тесно связанные с жизнью растений.

Экспериментально установлено и практикой подтверждено, что увеличение концентрации углекислоты в воздухе до 0,2-0,3 % (а в некоторых опытах с растениями огурца — до 0,6 %) значительно повышает фотосинтетическую активность растений, что положительно влияет на их урожайность (на 20-30 %). Уменьшение содержания этого газа до 0,01 % приводит к приостановке фотосинтеза, увеличение до 1 % может оказать угнетающее воздействие на растение.

Овощные растения на площади 1 га ежедневно поглощают более 500 кг углекислого газа, для этого через них должен пройти почти 1 млн м3 воздуха. Пополнение его происходит прежде всего за счет активного разложения органического вещества микроорганизмами в почве. Кроме того, выделяется этот газ при дыхании живых организмов, при сжигании топлива, при работе промышленных предприятий. Чем богаче почва органическими веществами, тем больше углекислого газа поступает к вегетирующим растениям. Достаточно плодородные почвы при хорошей их аэрации выделяют в сутки 300-550 кг СО2 с 1 га. Неудобренная песчаная почва выделяет СО2 в 5-12 раз меньше. Существенное влияние на активность разложения органики в почве оказывает ее разрыхленность, определяющая обмен между почвенным и атмосферным воздухом. Уплотнение почвы препятствует проявлению такого обмена и приводит к перенасыщению углекислотой участков, прилегающих к корням растений.

Содержание кислорода в воздухе достаточно для активного обмена веществ у растений. Даже незначительное снижение его количества стимулирует продуктивность фотосинтеза, а концентрация свыше 21 %, напротив, угнетает фотосинтез (в небольшой степени). Чаще всего ощущается недостаток кислорода в почве при ее переувлажнении и сильном уплотнении, что препятствует поглощению воды корнями и в итоге — к задержке ростовых процессов.

Овощные растения заметно реагируют на изменение концентрации в воздухе этилена, выделяемого плодами дыни, томата, перца, баклажана, тыквы, арбуза и др. При небольшом его содержании (0,04-10 мкл/л) у некоторых растений стимулируется корнеобразование, прорастание луковиц, семян, пыльцы.

У тыквенных (огурец, тыква, дыня) этилен стимулирует образование женских цветков. На этом основано применение в гибридном семеноводстве препаратов этрел, гидрел, кампозан.

В естественных условиях часто проявляется негативное влияние этилена на овощи. Совместное хранение плодов, выделяющих этилен (томат, дыня, тыква, пeрeц и др.), с другими овощами приводит, например, к преждевременному пожелтению и порче огурца и овощной зелени.

Следует отметить еще один газ, с которым часто сталкиваются овощеводы, особенно работающие в защищенном грунте — аммиак. Он в больших количествах выделяется при разложении навоза и некоторых других веществ органического происхождения.

Последствия воздействия аммиака на растения:

• При концентрации 0,1-0,6 % наблюдается угнетение растений.
• При увеличении концентрации до 4 % наступает гибель растений в течение суток.

Этому газу сопутствует метан, также выделяющийся при разложении некоторых органических удобрений и воздействующий на растения подобно аммиаку. Вещества, загрязняющие атмосферный воздух, даже в небольших концентрациях блокируют фотосинтез, угнетают рост и развитие растений, а при большом их содержании и продолжительном воздействии наблюдается гибель растений.

Задача агронома заключается в том, чтобы и в естественных условиях, и в защищенном грунте создавать благоприятный воздушно-газовый режим, обеспечивающий высокую продуктивность фотосинтеза и максимальное накопление урожая овощей. Увеличения содержания углекислого газа добиваются обычно путем обогащения почвы органическими веществами и созданием условий их активного разложения с помощью микроорганизмов. Для создания оптимальных аэрации и влажности необходимы разрыхление и увлажнение. Внесение 30 т навоза на 1 га дает дополнительный 100-200 кг углекислого газа с 1 га в сутки.

В современных малообъемных теплицах подкормка растений углекислым газом — обязательный элемент интенсивной технологии. Без искусственного насыщения воздуха растения не могут полностью раскрыть свой потенциал. Практика ведущих тепличных комбинатов показывает, что повышение концентрации СО2 до 0,23,0 % увеличивает урожайность огурца на 21–27 %, а томата — на 27–32 %. При этом оптимальные дозы газа напрямую зависят от освещенности, а режим подачи — от герметичности теплицы и площади листьев.

• Прибавка урожая огурца — 21–27 %
• Прибавка урожая томата — 27–32 %
• Разовая норма подачи — 10–15 г/м³

Для эффективного насыщения воздуха углекислым газом важно строго соблюдать технологический регламент. В качестве источников СО2 используют дымовые газы котельных, природный газ или твердую углекислоту. Вносить газ необходимо по правилам, учитывающим время суток и фазу развития растений.

1. Рассчитайте дозировку исходя из объема тепличного сооружения (10–15 г углекислоты на 1 м³).
2. Подавайте газ в утренние часы при закрытых фрамугах.
3. Проветривайте теплицу не ранее чем через 2 часа после подачи CO2.

Выращивание чистой продукции в открытом грунте

В отличие от защищенного грунта, где микроклимат полностью контролируется, в полевых условиях на первый план выходит общая экологическая безопасность местности. Чтобы гарантировать получение чистых овощей, необходимо исключить из севооборота участки с риском загрязнения воздуха токсикантами. При планировании посадок обязательно учитывайте расположение дорог и заводов.

• Не размещайте овощные поля ближе 500 метров к автострадам.
• Не выращивайте овощи на участках, расположенных по направлению господствующих ветров со стороны промышленных центров.