«Высокоэффективная технология выращивания культурных растений»

«Достижения науки и техники АПК» — журнал №7, 2008 г.

Hаличие разнообразных, экологически чистых овощей в рационе человека является важным условием для обеспечения его здоровья. В то же время приходиться констатировать, что в последнее время все чаще покупатели рискуют купить вместе с овощами и значительные дозы химикатов, широко применяемых производителями для получения большей прибыли. Широкое применение химии позволяет бороться с различными заболеваниями выращиваемых культур, вредителями растений, сорняками, получать хороший внешний вид плодов.

Однако для потребителя  употребление таких плодов зачастую не только вредно, но и опасно. Эта одна из причин, заставляющая большую часть населения самостоятельно выращивать овощи на своих участках. Но традиционная технология возделывания растений на открытом грунте не всегда дает возможность получить хороший урожай. Изменения климата в последнее время приводят к неблагоприятным факторам для растениеводства: длительные засухи, затяжные циклоны нередко сводят весь труд на нет. К примеру, в средней полосе России в августе 2006 и июле 2007 года из-за длительных холодных циклонов у многих садоводов погибли все огурцы не только на открытом грунте, но и в парниках.

В связи с вышеуказанным является актуальной задача: найти новую технологию выращивания культур, способную обеспечить высокие урожаи при малых трудозатратах.

Пока гарантирующей самый высокий урожай является технология выращивания растений в защищенном грунте — с применением отапливаемых теплиц, с системами капельного орошения и без них. Но в связи с большими затратами это приемлемо в основном для крепких агрохозяйств. Себестоимость получаемых овощей высока, вкус плодов специфичен вследствие применения искусственного освещения и обязательного использования химикатов. Капельное орошение является достаточно трудоемким процессом, требуя существенных затрат не только на приобретение и монтаж системы, но и на эксплуатацию – вследствие проблем с засорением капельниц.

Чаще применяется технология выращивания овощных культур в неотапливаемых парниках. Процесс изготовления и установки парников также достаточно трудоемок, несколько проще применение парников арочного типа с использованием проволочного каркаса и пленочного покрытия. Однако парникам присущи недостатки, характерные для теплиц – благоприятны условия для развития болезней. Есть необходимость производства ежедневно работ- в жаркое время суток парники необходимо приоткрывать, на ночь – закрывать. Затруднено опыление. Днем при солнечном освещении сильнее всего нагревается верхняя часть объема теплицы (парника), почва и корневая система культур прогревается намного меньше, снабжение растений питательными веществами недостаточное. Ночью также в первую очередь охлаждается почва.

Уменьшения трудозатрат и достижения неплохих урожаев позволяет технология выращивания овощей с применением пленок, настилаемых на землю. Этот метод позволяет уменьшить испарение влаги из почвы, повысить среднесуточную температуру почвы благодаря парниковому эффекту, уменьшить вероятность заболевания растений, обеспечить благоприятные условия опыления. Указанная технология широко применяется в северных европейских странах. Недостатки метода:

     — необходимость выравнивания поверхности грядки до настилания пленки, так как  в ином случае дождевая либо поливная вода будет неравномерно распределяться по поверхности пленки, в разной степени питая корни растений, в связи с этим затруднено применение пленок для выращивания культур на склонах, в холмистой местности;
— необходимость закрепления пленки на почве путем прикапывания краев пленки, и, как показывает практика, созданием бортиков по ее периметру, для того, чтобы дождевая или поливная вода не уходила за пределы пленки, а земля не намывалась извне на пленку при ливнях;
— необходимость пришпиливания пленки к почве по всей площади для исключения;

       — смещения ее при сильных ветрах — во избежание повреждения молодых ростков;

       — сорняки, быстро вырастая в благоприятной среде под пленкой, приподнимают ее;

    -после дождей или полива на поверхности пленки возникают хаотически расположенные лужи, поверхность пленки быстро загрязняется, в результате парниковый эффект быстро снижается.

Доработкой этой технологии является метод, предложенный французскими специалистами. Ими предложено, кроме пленки, использовать для создания ячеек пластины из картона или торфа, в отверстия которых высаживается растение. Работа по формованию конуса для каждого растения производятся сгребанием почвы садовым инструментом. Новизна была здесь только в том, что сформованный вручную земляной конус направляет дождевую или поливную воду к корню растения.

Предложенная в России новая технология выращивания культурных растений на открытом грунте — с применением панелей запатентованной формы из полимерного материала (далее – агропанелей) — лишена недостатков вышеуказанных технологий.

Сущность технологии заключается в следующем: вместо пленки применено жесткое покрытие в виде панели 1 из полимерного материала с ячейками 2, образованными скатами  для стока воды, с отверстиями для растений 5 в нижней части ячеек (см. фиг.1 и 2). Габариты и толщина панели, количество ячеек 2 зависят от вида выращиваемой культуры, обеспечивают сохранность влаги и тепла в почве и легкую транспортировку. Для выращивания теплолюбивых культур используются панели из прозрачного полимера.

Методика выращивания следующая: весной (в начале мая) панель 1 устанавливают на предварительно подготовленную в обычном порядке грядку. При этом боковые грани панели 3 по периметру заглубляются в грунт, обеспечивая изоляцию воздуха, находящегося под панелью, от наружного воздуха. Отверстия для растений  5 оказываются на уровне почвы, в них высаживаются семена либо рассада. Впоследствии стебли растений развиваются над поверхностью панели, корневая система – под  ней.

Для защиты молодых ростков от заморозков, снега, холодных дождей и птиц на агропанель на период до установления устойчиво теплой погоды устанавливается  соответствующий «минипарник» 6, также изготовленный из прозрачного пластика. Вместо минипарника можно применить и полиэтиленовую пленку. В дальнейшем  «минипарник» (пленка) убирается.

Благодаря тому, что панель играет роль парника (по открывшему это свойство прозрачных стекол швейцарскому физику Соссюру роль «тепловой ловушки для солнечных лучей»), солнце хорошо прогревает почву. Известно, что скорость развития растений пропорциональна температуре окружающей среды, поэтому развитие растений происходит в ускоренном режиме. При повышении температуры на 10 или 20 градусов скорость роста соответственно увеличивается в 2 или 4 раза, а разница в ночное и утреннее время между температурами почвы вне и внутри панели в мае – июне доходит  до 20 -25 градусов.

Влага, испаряющаяся из находящейся под панелью почвы, вследствие разницы температур вне и внутри панели постоянно конденсируется на внутренней поверхности  скатов каждой ячейки и каплями стекает к корню растения, то есть благодаря форме ячеек достигнут эффект капельного орошения. При дожде, даже небольшом, все осадки также собираются скатами ячеек (по внешней стороне) и также направляются к корням растений. Потерь влаги из-за испарения из земли практически не происходит; в отличие от способа выращивания растений с использованием пленок, здесь вся влага направляется к корням растений, и потребность в поливах минимальна.

Сорняки, вырастающие под панелью, либо сразу выгорают под воздействием высоких температур, либо сильно угнетаются. Поэтому необходимости в такой трудоемкой работе, как прополка, нет (за исключением удаления сорняков в случае прорастания их в отверстиях панелей).

Итак, технология использования агропанелей для выращивания культурных растений на открытом грунте дает:

1. Малую трудоемкость:
— нет необходимости изготовления и монтажа парников, теплиц. Стоимость агропанелей и минипарников, в пересчете на одинаковую площадь, на порядок дешевле.
— минимизирована потребность в прополке — вследствие выгорания сорняков из-за сильного нагрева почвы солнечной радиацией, без применения  обработок гербицидами;
— минимизирована потребность в поливе – вследствие отсутствия потерь влаги от испарения с поверхности почвы (что составляет основную часть от всего объема потерь влаги), любая влага (дождь, конденсат) поступает к корням растений;
— нет необходимости в регулировании температуры и влажности в жаркий сезон в течение суток;
— агропанели просто устанавливаются на почву и снимаются, легко укладываются в стопку при хранении, легко переносятся.

2. Благоприятные агротехнические факторы развития растений
— парниковый эффект существенно выше, чем собственно в парниках и теплицах. Прогрев почвы солнечной радиацией, и как следствие, функционирование корневой системы, при применении агропанелей улучшены. Здесь практически нет потерь тепла на инфракрасное и конвекционное излучение в боковые стороны (у теплиц и парников эти потери растут пропорционально высоте сооружений);
— обогрев солнцем почвы эффективней благодаря более высокой прозрачности материала агропанели (до 90%)  по сравнению с полиэтиленом, надземная часть растения получает полный спектр солнечного освещения, что при отсутствии в необходимости химикатов и гербицидов обеспечивает оптимальный вкус плодов;
— применение агропанелей дает эффект капельного орошения без применения системы трубопроводов;
— уменьшение вероятности заболеваний растений по сравнению с выращиванием в теплицах и парниках, так как листья и стебли находятся на открытом воздухе;
— нет проблем с опылением, площадь развития стеблей в горизонтальной плоскости не ограничена, имеется возможность самостоятельного укоренения стеблей на почве, тем самым улучшается фотосинтез и сила растений;
— обеспечивается качественный урожай вследствие ускоренного роста растений и плодов благодаря повышенной среднесуточной температуре и постоянному обеспечению влагой в корневой системе, отсутствию перегрева стеблей, листьев и завязи;
— легко обеспечивается защита от весенних заморозков, растения  мало страдают при сильных ветрах;
— обеспечивается рыхлое состояние почвы в течение всего сезона (земля не уплотняется от дождей), благодаря чему к корням легко проходит через отверстия панели кислород и углекислый газ;
— в случае применения удобрений необходимо самое минимальное их применение, так как под агропанелью они мало вымываются осадками.

3. Возможность расширения зоны выращивания  растений:
— легко  использовать агропанели на склонах холмов, косогорах, где без них выращивание культур затруднено (при поливах без панелей вода, не впитываясь в почву, стекает вниз);
— возможность выращивания теплолюбивых культурных растений в неблагоприятных климатических зонах. К примеру, в Сибири климат довольно суров, но и солнечных дней больше, чем в средней полосе России. Поэтому эффект от применения панелей в Сибири должен быть выше. Кроме того, чем ближе к северу, тем дольше летом световой день, а это является существенным положительным фактором в выращивании растений с использованием агропанелей;
— возможно расширение видов теплолюбивых растений, с успехом возделываемых в  средней полосе РФ.

4. Экономический эффект от использования в отапливаемых теплицах в холодное время года
— применение агропанелей в теплицах с искусственным освещением в холодное время года даст возможность уменьшения температуры и влажности по всему объему теплицы при одновременном повышении указанных параметров в корневой системе. Это позволит сэкономить потребляемую энергию и уменьшить вероятность заболевания растений с уменьшением применения химикатов. Можно добиться отсутствия необходимости в применении системы трубопроводов для капельного орошения, что даст уменьшения стоимости теплицы.

Вышеуказанные факторы говорят о существенных преимуществах новой технологии возделывания культурных растений с использованием агропанелей по сравнению с уже существующими.

Проверка эффективности выращивания растений на технологии применения агропанелей проверяется на географической широте г. Москвы с 2002 года. Процессы развития растений от посадки до получения урожая ежегодно фиксируются  видео- и фотосъемками.

Успешно выращивались арбузы, дыни, перец, земляника, арахис. Причем, специально для оценки принципиальной эффективности способа, необходимых, согласно агротехническим требованиям, работ по уходу за растениями (внесение удобрений, прищипывание части плетей растения и пр.) не производилось, использовались семена не районированных сортов. Тем не менее, результат – урожай  ежегодно отличный, так, плоды арбузов – достигают 9 кг, плодоношение — до сентября месяца, высокое качество плодов.

Трудозатраты при выращивании культур по данной технологии минимальны: подготовка грядки, установка агропанели на почву, посадка растений, защита от заморозков, летом изредка полив, сбор плодов, осенью – снятие панели на хранение.

Благодаря хорошему прогреву и рыхлому состоянию почвы, постоянному наличию влаги, возможности проникновения газов к корням, развитие растений происходит в течение всего вегетационного периода в ускоренном порядке. Вследствие достаточного количества влаги в корневой системе днем в жару не происходит увядания листьев растений, и развитие растений не приостанавливается, уменьшается период созревания плодов.

Парниковый эффект при применении агропанелей в течение сезона максимален в мае месяце и уменьшается по мере роста растений (панель частично прикрывается от солнца листьями культур), минимальна – в июле. С июля, по мере отсыхания (или удаления) прикорневых листьев и части стеблей, парниковый эффект опять возрастает. Указанное   обеспечивает отсутствие перегрева корневой системы культур в наиболее жаркий период.

В дальнейшем технология выращивания культур на открытом грунте с использованием агропанелей, благодаря своим преимуществам, несомненно, будет широко и повсеместно внедряться в практику, позволит многократно облегчить труд овощеводов и получать гарантированные высококачественные урожаи теплолюбивых культур.

С 2009 года в  Уфе изготавливается несколько типов агропанелей для выращивания многих видов теплолюбивых культур, к каждому изделию прилагается подробная инструкция по применению.

Х.М. Сафин, доктор сельскохозяйственных наук, профессор, Министерство с/х РБ
У.М. Янгиров, автор технологии