Класифікація овочевих культур за їхньою вимогливістю до температури

Температура повітря та ґрунту безпосередньо керує обміном речовин у рослинах. Її підвищення в межах оптимуму активує фотосинтез, дихання, поглинання живлення та рух асимілятів. Завдання агронома — утримувати температурний режим у межах, що забезпечують максимальний приріст біомаси. При виході за ці рамки рослини досягають компенсаційної точки, коли всі накопичені вуглеводи витрачаються на дихання і ріст зупиняється.

• Старт вегетації морозостійких — 5 °C
• Старт вегетації холодостійких — 8–10 °C
• Старт вегетації теплолюбних — 13–15 °C
• Оптимум для теплолюбних — 20–30 °C
• Межа фотосинтезу теплолюбних — 40 °C

Класифікація овочевих культур за потребою в теплі

Овочеві культури поділяють на п'ять основних груп залежно від їхніх вимог до температурного режиму:

• Морозо- та зимостійкі: часник і всі багаторічники (спаржа, ревінь, щавель, естрагон, любисток, багаторічні цибулі). Починають вегетувати при 5 °С. Навесні та восени витримують заморозки до -8...-10 °С, а їхні підземні органи успішно переносять суворі зими.
• Холодостійкі: капуста, коренеплоди, салат, шпинат, цибуля ріпчаста. Активний ріст починається при 8-10 °С, а оптимальна температура для них становить 17-20 °С. Здатні переносити короткочасні заморозки до -3...-5 °С (тривалі — до -1...-2 °С). При підвищенні температури до 30-32 °С ріст зупиняється.
• Напівхолодостійкі: картопля. Поєднує властивості різних груп. Бадилля та бульби гинуть вже при 0 °С, що зближує її з теплолюбними культурами. При цьому оптимальна температура для росту та бульбоутворення лежить у межах 17-20 °С.
• Теплолюбні: томат, перець, баклажан, огірок, кабачок, патисон. Вегетація стартує при 13-15 °С, а найкращий ріст іде в діапазоні 20-30 °С. Заморозки 0 °С і нижче для них згубні, як і тривале похолодання до 10 °С. При 40 °С витрата речовин на дихання перевищує їхнє вироблення.
• Жаростійкі: баштанні культури (диня, кавун, гарбуз), квасоля, кукурудза. За температурними вимогами близькі до теплолюбних, але здатні продовжувати накопичення врожаю навіть при температурі 40 °С.

Розрахунок теплових ресурсів і добовий термоперіодизм

Для правильного підбору зон і способів вирощування необхідно зіставляти вегетаційний період культури із сумою активних температур у регіоні. Залежно від групи потреби рослин розподіляються наступним чином:

Важливим фактором при вирощуванні є термоперіодизм — реакція рослин на коливання температури. Сезонний термоперіодизм визначає перехід до зимівлі через формування насіння, кореневищ, цибулин і коренеплодів. Добовий термоперіодизм виражається в природній потребі рослин у нижчих нічних температурах порівняно з денними.

Регулювання різниці між денними та нічними температурами критично важливе для захищеного ґрунту. Контролюючи нічний режим у теплиці, агроном керує швидкістю росту вегетативної маси, інтенсивністю цвітіння, зав'язуваністю та швидкістю достигання плодів.

Як температура впливає на окремі органи рослин

При управлінні мікрокліматом у теплицях або плануванні строків сівби у відкритому ґрунті важливо пам'ятати, що чутливість рослини до температури змінюється залежно від її віку та конкретного органа. Активно вегетуючі рослини швидко гинуть від заморозків, тоді як сухе насіння та бруньки, що перебувають у спокої, переносять сильні морози. Агроному необхідно підлаштовувати температурний режим під поточну фазу розвитку культури.

Найжорсткіші вимоги до тепла висувають квітки та зав'язі. Пилок формується і проростає при нижчих температурах, ніж ті, що потрібні для достигання плодів. Надмірне тепло призводить до абортивності пилку, а приймочка маточки та зав'язь найгостріше реагують на похолодання та заморозки.

На початку життя рослини температурний режим регулюють суворо за фазами розвитку. Це допомагає сформувати потужну кореневу систему і запобігти витягуванню сходів. На етапі проростання і перших днів життя сіянців дотримуйтеся такої схеми:

1. Пророщування насіння. Підтримуйте температуру на 4–7 °С вищу, ніж оптимум для вегетації дорослої рослини.
2. Поява сходів. Одразу після появи паростків різко знизьте температуру до рівня Топт = 7 °С на 4–7 діб. Це стримає ріст підсім'ядольного коліна (гіпокотиля) і стимулюватиме розвиток коренів.
3. Активний ріст. Після загартування сходів температуру поступово підвищують до стандартного оптимуму конкретної культури.

• Різниця оптимуму коренів і пагонів — на 1–3 °С нижче для коренів
• Перевищення температури для проростання насіння — на 4–7 °С вище норми
• Температура загартування сходів — 7 °С
• Період зниження температури після сходів — 4–7 діб

Методика розрахунку оптимальних температур за фазами розвитку

Для розрахунку температурного режиму використовують базовий показник — оптимальну температуру в похмуру погоду (Тпохм). Знаючи його, можна розрахувати оптимум для будь-якого часу доби за формулою: Топт = Тпохм ± 7 °С. У ясну сонячну погоду для прискорення фотосинтезу температуру піднімають на 7 °С. Уночі ж, коли асиміляція припиняється, температуру опускають на 7 °С для зниження витрат на дихання.

Вимоги овочевих культур до тепла зростають у міру їхнього розвитку. У період активного нарощування листя і розсадного віку базова температура (Тпохм) на 3 °С нижча, ніж у період бутонізації та формування врожаю. Точні значення для різних груп культур наведені в таблиці.

Розглянемо розрахунок температур на прикладі солодкого перцю. У період плодоношення його базова температура (Тпохм) становить 25 °С. Отже, у сонячний день у теплиці потрібно підтримувати 32 °С (25 + 7), а вночі опускати до 18 °С (25 - 7). У розсадний період базова температура нижча — 22 °С, тому оптимум для сонячного дня становитиме 29 °С (22 + 7), а для ночі — 15 °С (22 - 7).

За допомогою базової температури можна визначити критичні межі, за якими порушується обмін речовин. Ріст більшості культур припиняється при відхиленні від Тпохм на 14 °С (Тпохм ± 14 °С). Для того ж перцю у фазі плодоношення критичними точками будуть 11 °С (25 - 14) і 39 °С (25 + 14).

Управління температурою за фазами розвитку: як зберегти зав'язь і збільшити урожай

Регулювати погоду у відкритому ґрунті агроном не може, але в наших силах скоригувати мікроклімат або захистити посіви в критичні фази. Для кожної групи овочевих культур існує свій температурний графік. Щоб отримати максимальний збір, потрібно адаптувати температурний режим під конкретні етапи життя рослини за допомогою строків сівби, вентиляції або поливів.

• Зниження перед цвітінням плодових — на 2–4 °С
• Підвищення при дозріванні плодів — на 2–3 °С
• Зниження для вегетативних органів — на 1–3 °С
• Діапазон холодостійкості — 0…+10 °С

Для однорічних плодових овочів критично важливим є період перед цвітінням. У цей час температуру необхідно знизити на 2–4 °С порівняно з оптимальною вегетаційною. Якщо цього не зробити і допустити перегрів, пилок частково або повністю втратить фертильність, що призведе до пустоцвіту. Після появи першої зав'язі температуру повертають до оптимуму, а до початку дозрівання плодів її піднімають на 2–3 °С вище норми.

У культур, які формують вегетативні продуктивні органи (качани, коренеплоди, цибулини), логіка інша. У фазу активного накопичення поживних речовин їм потрібна прохолода — зниження температури на 1–3 °С від оптимуму прискорює ріст продуктових органів і збільшує врожай. Дворічники та багаторічники в перший рік вегетують при оптимальному теплі до входу в спокій, зимують при знижених додатних температурах, а на другий рік при вирощуванні насіння потребують того самого режиму, що й однорічні плоди.

Подолання екстремальних температур: загартовування розсади та жаростійкість

Заморозки та екстремально низькі температури блокують обмін речовин у рослині. Порушується фотосинтез, зупиняється транспорт асимілятів, коріння перестає всмоктувати воду та поживні речовини, через що падає тургор. Навіть якщо рослина виживе після такого стресу, відновити її потенційну продуктивність уже не вдасться, і подальший догляд стане економічно невигідним. Оскільки селекція не може радикально змінити генетичну тепловимогливість видів, головним інструментом агронома залишається загартовування.

Підвищити стійкість рослин до заморозків допомагає комплексна підготовка розсади та насіння, що проростає. Ці прийоми змінюють фізіологію клітин: підвищують в'язкість плазми, збільшують концентрацію клітинного соку та цукрів, стимулюють вироблення природних адаптогенів. У результаті вода в тканинах не перетворюється на лід під час короткочасних заморозків.

1. Вплив знижених температур на насіння, що проростає, або розсаду.
2. Максимальне покращення природної освітленості для активізації фотосинтезу.
3. Обмеження водозабезпеченості (помірний дефіцит вологи).
4. Корекція живлення: збільшення доз фосфору та калію при суворому обмеженні азоту.

У південних регіонах агрономи стикаються зі зворотною проблемою — перегрівом рослин. Тут критично важливо підбирати жаростійкі культури та гібриди, які захищаються від спеки на рівні власної фізіології. Наприклад, кавун рятується потужною транспірацією, опушенням листя та світлими плямами, що відбивають світло. У гарбуза стійкість вища за рахунок білків цитоплазми, які коагулюють лише при +60…+65 °С, тоді як у більшості інших культур цей поріг становить +45…+55 °С.

Практичні методи регулювання температури у відкритому та захищеному ґрунті

Для отримання стабільного врожаю у відкритому ґрунті необхідно зіставляти біологічні вимоги культури з кліматом регіону. Строки сівби та садіння розраховують за датами переходу середньодобових температур через критичні для конкретної групи рослин позначки. Якщо природний теплий період у регіоні занадто короткий, вдаються до розсадного способу вирощування.

• Початок вегетації морозостійких культур — +5 °С
• Початок вегетації холодостійких культур — +10 °С
• Початок вегетації теплолюбних культур — +15 °С
• Різниця температур під захисною піною — 10–15 °С
• Ефект від димлення під час заморозка — 0,5–1,0 °С

Рельєф поля істотно впливає на тепловий баланс. Південні схили як найтепліші відводять під ранньостиглі та вимогливі до тепла овочі. На північних схилах розміщують ранні та пізні холодостійкі рослини, а також пізні теплолюбні сорти, якщо для них вистачає суми активних температур. На перезволожених ділянках тепловий режим покращують шляхом нарізання борозен та гряд, а для захисту від літнього перегріву ґрунту на півдні висаджують куліси з високорослих культур.

Для прискорення прогрівання ґрунту застосовують мульчування світлопрозорою полімерною плівкою, яку розстеляють прямо над рядками посіяного насіння. Це дозволяє змістити строки сівби на один-два тижні раніше звичайного. Як мульчу також використовують солому, тирсу, перегній або торф. Мульчування плівкою дозволяє вирощувати теплолюбні перець і баклажан безрозсадним способом навіть у Ростовській області та північніше, а весняні плівкові укриття підходять для раннього садіння розсади.

Для оперативного захисту сходів від поворотних заморозків використовують димові завіси, спалюючи зволожену солому, торф, тирсу, сухий гній або спеціальні димові шашки. Цей спосіб підвищує температуру в приземному шарі всього на 0,5–1,0 °С. Малоефективним виявляється і створення штучного туману шляхом розпилення хлористого амонію або хлорсульфонової кислоти.

Найбільш надійний метод — покриття вегетуючих рослин перед заморозком спеціальною нешкідливою піною. Склад тримається на листі понад 10 годин, поступово руйнуючись, і потім повністю розкладається в ґрунті за допомогою мікроорганізмів. Цей спосіб дозволяє гарантовано захистити ніжні сходи від загибелі під час різких перепадів температур.

У захищеному ґрунті мікроклімат регулюється штучно. В обігріваних теплицях взимку необхідно запобігати тепловтратам, ретельно герметизуючи конструкції. У весняно-літній період основною проблемою стає перегрів рослин. Щоб знизити температуру, використовують активне провітрювання, затінюючі шторки (термоекрани) або забілюють скло вапном чи глиною.

У необігріваних плівкових теплицях оптимальний тепловий режим створюють за рахунок правильного вибору строків експлуатації та підбору спеціальних марок плівок. Також для утеплення застосовують подвійне плівкове покриття та закладають під ґрунтовий шар біологічне паливо. У спекотні дні перегріву уникають за допомогою максимальної вентиляції та забілювання покрівлі.