Диссертация на соискание ученой степени кандидата

Выбор светотехнического оборудования зависит от типа теплицы, выращиваемой культуры, нормируемой интенсивности облучения, световой зоны, искусственной составляющей нормируемой облученности, удельной мощности при за­данном коэффициенте полезного действия источника све­та в области ФАР, типа системы облучения и источника све­та. При размещении светильников в теплице учитывается требование равномерного освещения растений, а также их взаимное влияние на другие технологические системы.

• 
  газовые генераторы, вырабатывающие углекислый газ на основе сжигания природного газа;
  
• 
  системы распределения углекислого газа из баллонов (цистерн);
  
• 
  системы подачи в теплицу углекислого газа, выделен­ного из продуктов сгорания природного газа в котельных, работающих для обогрева теплиц.
  

Наиболее просто, с минимальными побочными эффектами углекислый газ может подаваться в теплицы путем перевода в газообразное состояние сжи­женного СО₂. Одна­ко такой способ подкормки растений углекислым газом считается наиболее дорогим.

Работа системы подачи СО₂ должна быть согласована с работой систем дождевания и СИО, так как при их од­новременном включении углекислый газ будет сразу же выпадать на растения в виде кислоты.

Таким образом, система подпитки воздуха углекислым газом может работать только в результате непрерывного контроля микроклимата в теплице, состояния технологических систем и анализа потребностей растений. Это достигается с помощью спе­циализированных систем автоматического управления.

Подача воды к растениям осуществляется циклически в соответствии с графиком полива для ее равномерно­го распределения в течение светового дня.

Важной особенностью систем полива является воз­можность осуществления одновременно с подачей воды подпитки растений солями минеральных удобрений. Та­кая подпитка всегда сопровождает капельный полив при малообъемной технологии выращивания растений. В этом случае полив осуществляется раствором минераль­ных удобрений, приготовленным с помощью специального растворного узла.

Представленная информация указывает на то, что температура, влажность, физические, химические свойства воздуха, содержание в нем микроорганизмов зависят от технологического регламента выращивания сельскохозяйственной культуры, метеорологических условий, смены времени суток, работы вентиляционно-отопительной, агрохимической и других технологических систем. Поэтому микроклимат теплицы, где непосредственно проводятся исследования, необходимо изучать, с тем чтобы узнать уровень его опасности или безопасности для пчелиных семей и в соответствии с этим разработать приемы, которые бы ограничили отрицательное воздействие микроклимата теплиц на пчелиные семьи и тем самым обеспечили полноценное опыление растений и сохранность пчелиных семей.

Одним из многих условий, влияющих на рост и развитие культуры, является свет. Растение реагирует как на интенсивность света, так и длину светового дня. Интенсивность света в зимне-весеннем культурообороте меняется значительно: от минимального в январе до значительной солнечной радиации к июню. Свет высокой интенсивности ускоряет рост, ветвление, развитие, цветение огурца. Кроме того, интенсивность света значительно влияет на пол растений. Низкая освещенность увеличивает количество мужских, а высокая – количество женских цветков. Так, у гибрида F1 Атлет, в зависимости от освещенности, количество мужских узлов на главном стебле, закладывающихся до шпалеры на высоте 2,2 м, может колебаться от 4-5 до 8-9. Это оказывает значительное влияние как на работу пчел в теплицах, так и на получение раннего урожая [10, 87, 128].

Длина дня также сильно меняется при выращивании в зимне-весеннем культурообороте. Так, в Москве длина дня в начале января составляет 7 ч 20 мин. К середине апреля она составляет 14 ч, в конце июня – 17 ч 20 мин. Таким образом, растение огурца, рекомендуемое к выращиванию в зимне-весеннем обороте, должно нейтрально относиться к фотопериоду, быть одновременно и теневыносливым и светолюбивым, а также переносить жару в июне-июле [49, 150].

Многочисленные исследования показывают, что оптимальной температурой в зоне корневой системы для роста и развития огуречного растения является 19-20 ⁰С. Более высокая температура, получаемая при включении подсубстратного обогрева или при разложении органики, вносимой в грунты, не имеет преимуществ. Более того, повышение температуры почвы до 25-28 ⁰С может стимулировать развитие фузариозных гнилей [3, 17, 49].

Температура воздуха при выращивании огурца меняется в более значительных пределах. С помощью ночной температуры регулируют вегетативный и генеративный рост огуречных растений. Так, выдерживание температуры ночью в теплицах в пределах 16-17 ⁰С в январе-феврале способствует образованию большого количества женских завязей на главном стебле, тем самым усиливается проявление женского пола. При этом завязи получаются сильными, более жизнеспособными. Эта температура также активизирует рост боковых побегов и корневой системы. Ночная температура в пределах 20-22 ⁰С значительно увеличивает проявление мужского пола. Причем увеличивается количество мужских узлов на главном стебле, интенсивно наливаются ранее завязавшиеся плоды, а закладывающиеся новые женские завязи получаются более тонкими и слабыми, чаще могут опадать, при этом в узле закладываются, как правило, не две женские завязи, а лишь одна. При повышенных ночных температурах новые боковые побеги почти не образуются, а в марте высокая ночная температура может стимулировать образование коротких (детерминантный тип) боковых побегов с 4-5 женскими завязями, но без листа или с очень мелким листом. Таким образом, высокая ночная температура усиливает отдачу раннего урожая, но ускоряет старение растений. В таких условиях из-за интенсивного налива женских завязей и высокой интенсивности дыхания растения быстрее расходуются накопленные ассимилянты, корневая система при этом сильно страдает [134, 150, 153].

Для предупреждения процесса старения растений, после первых 3-4 недель плодоношения и сбора плодов с главного стебля до шпалеры, ночную температуру воздуха понижают до 16-17 ⁰С, в течение 8-12 дней. Этот прием позволяет восстановить ослабленную корневую систему растений, стимулирует рост боковых побегов [87, 153, 155].

Для получения высокого раннего урожая в феврале-марте, а в пасмурную погоду и в апреле, чередуют периоды поддержания ночной температуры воздуха. Для усиления образования завязей ночную температуру воздуха поддерживают на уровне 16-17 ⁰С в течение 10-12 дней. В последующие 10-12 дней, с целью усиления налива сформировавшихся завязей, ночную температуру повышают до 20-21 ⁰С, а затем на 10-12 дней вновь снижают до 16-17 ⁰С. Комбинированный температурный режим согласовывают с освещенностью конкретного года и с физическим состоянием растений. Он должен также сочетаться с опылительной деятельностью пчел. Температурный режим днем держат на уровне 20-24 ⁰С, а в пасмурные дни – 19-21 ⁰С. Оптимальная температура поливной воды 20-22 ⁰С, относительную влажность воздуха в теплице поддерживают на уровне 75-80 % [65, 87, 88].

Подача СО₂ для подкормки растений огурцов в теплицах проводится через 2 недели после посадки и заканчивается за неделю до ликвидации культуры. В зимне-весенний период до открытия фрамуг в светлое время суток в воздухе теплицы постоянно поддерживают уровень СО₂ до 700-800 ppm. В весенне-летний период, когда фрамуги открыты, СО₂ подается в теплицы в утренние часы, обеспечивая уровень его содержания в воздухе не менее 400 ppm [65, 185, 186].

Из почвы и субстратов выделяют микроорганизмы родов Trichoderma, Pseudomonas, Fusarium, Rhizoctonia, Penicillium, Aspergilla, НСГ, Agrobacterium и др. Из них грибы Penicillium и Aspergilla не патогенны для культуры огурца, но являются токсинообразователями и могут способствовать активизации семенной инфекции [4, 11].

Инфекция, которая передается семенами, находится под кожицей семени, например, в виде мицелия у аскохитоза [153, 176, 187, 188].

Наиболее опасными для растения являются микроорганизмы родов Pseudomonas и Fusarium. Так, наличие в грунте фитопатогенного гриба Fusarium в количестве 15 % микрочастиц на 1 г почвы считается высоким. Поражение корневой системы растений проявляется спустя неделю после высадки рассады [4].

Тепличный огурец поражается комплексом вредных патогенов, вызывающих различные болезни: корневые гнили (фузариоз, питиоз, бактериоз, бактериальный токсикоз); прикорневые гнили (питиоз, бактериоз, бактериальный токсикоз); узловой аскохитоз; плодовая гниль, мучнистая роса, зеленая крапчатая мозаика и др.

На растениях паразитируют и вредные членистоногие – западный цветочный трипс Frankliniella occidentalis, белокрылка Trialeurodesvaporariorum, обыкновенный паутинный клещ Tetranychus urticae, тли (Macrosiphum euphorbiae, Aphis gossypit), нематоды. Перечисленные членистоногие являются переносчиками патогенов и способствуют быстрому перезаражению всей площади теплиц. Кроме того, интенсивное размножение членистоногих вызывает у растений глубокие изменения обмена веществ, приводящие к сильному угнетению в развитии. В результате питания вредителей содержимым растительных клеток листья приобретают вначале мраморный оттенок, а затем буреют и засыхают.

Уровень экономического порога вредоносности считается, когда численность вредителей на растении достигает: 20-30 имаго и 40-60 личинок трипсов в среднем на 1 м²; около 50 имаго, до 200 личинок, 500 яиц, 400 пупариев белокрылки на одно растение; до 300 подвижных особей паутинного клеща на 1 растение; до 30 особей тли на 1 растение [4].

Значительный перепад температур в зимний период, повышение влажности свыше 80 %, недостаток тепла на фоне присутствия инфекции в семенах и торфе приводит к появлению корневой, прикорневой, плодовой гнилей, узловому аскохитозу, мучнистой росе. В двух вариантах из трех гнили возникают при колонизации корневой системы растений патогенными грибами рода Fusarium. В результате болезни происходит закупорка сосудов, гниль плодов и корней, депрессия растений [11, 163, 187].

Раннее отмирание корней культуры огурца приводит к накоплению патогенов в субстрате около растений, созданию источника инфекции, способного реализовываться при стрессовых воздействиях на растения [11].

Мучнистая роса вызывается двумя видами патогенных грибов: Erysiphe cichoracearum (конидиальная стадия – Oidium erysiphoides) и Sphaerotheca suliginea cucurbitae. В условиях средней полосы России наибольшее распространение имеет вид E.cichoracearum. Развитие его воздушного мицелия на листовых пластинках приводит к уменьшению фотосинтетической поверхности листьев, а также к физиологическим нарушениям в жизнедеятельности растений и, соответственно, к снижению урожая. Мобильность конидий патогена по воздуху обеспечивает быстрое перемещение внутри теплиц и, как правило, после появления первичных очагов их количество в разных точках теплицы в течение нескольких дней резко возрастает [28, 111, 113].

Сведений об уровне экономического порога вредоносности микроорганизмов в воздухе теплиц для растений в доступной нам литературе не обнаружено. Это связано, вероятно, с особенностями технологии выращивания огурца, в которой предусмотрено ежедневное дождевание и, следовательно, количество выявленных микроорганизмов в воздухе при данном приеме не будет отражать уровень действительного количественного воздействия патогенов на растения. В этом плане показатели микробной обсемененности субстратов, почвы, растений, внутренних поверхностей теплиц дают наиболее объективную оценку.

Отражается ли накопление патогенов растений в теплицах в процессе технологического цикла выращивания культуры огурца на степень устойчивости пчелиных семей к собственным патогенам или запуском к началу перечисленных болезней являются отравления пчел в результате химических обработок растений, является неизвестным. Работ в этом направлении не проводили.

Чтобы предотвратить негативное влияние средств защиты растений на пчелиные семьи и избежать потерь урожая тепличных растений от недостаточного опыления, необходимо точно знать степень опасности каждого ядохомиката для пчел. Известно, что ядохомикаты проходят токсикологическую оценку в отношении медоносных пчел.

Все ядохомикаты делятся на 4 класса опасности для пчел:

1-й класс – препараты, несовместимые с использованием насекомых-опылителей. Часть из них нельзя применять в теплицах, где планируется использование пчел и шмелей. Другие можно применять, но выдержав достаточно долгий срок от завершения обработки до установки ульев снова в теплицу. Применение препаратов, когда ульи находятся в теплице, строго запрещено.

2-й класс – препараты средней опасности для пчел и шмелей. Перед проведением обработки следует вечером после лета пчел закрыть леток и вынести улей из теплицы. После обработки ульи можно вернуть на прежние места не ранее, чем спустя указанный срок ожидания. Нужно иметь в виду, что в пасмурные дни для разложения действующих веществ пестицидов требуется больше времени.

3-й класс – препараты, малоопасные для пчел и шмелей. Перед проведением обработки необходимо накануне вечером закрыть леток и накрыть улей пленкой для защиты от попадания на его поверхность рабочего раствора препарата. Через три часа после окончания обработки пленку можно снять и открыть леток.

4-й класс – препараты, практические не опасные для пчел и шмелей.

В таблице 1 приведены сведения о классе опасности для пчел некоторых химических препаратов, разрешенных к применению в теплицах (фунгициды, инсектициды, акарициды) [183].