Грамотная организация стратегии поливов обеспечивает своевременное и равномерное поступление воды и питательных веществ растениям, выращиваемым в теплицах. А значит – высокую урожайность и прибыльность их владельцам. О том, как правильно проводить поливы и наладить работу дренажной системы, рассказывает агроном-консультант ТЕХНОНИКОЛЬ, кандидат с.-х. наук Александра Старцева.
Проведение поливов. Основные правила
Эффективное управление капельным поливом заключается в своевременном реагировании на потребности растений в воде и элементах питания. Оно строится на решениях:
— какую дозу полива выбрать;
— с какой частотой поливать растения;
— какое Ес поливного раствора установить;
— когда начинать и заканчивать полив;
— какое количество дренажа поддерживать.
При выращивании по малообъемной технологии важно поливать растения так, чтобы некоторая часть раствора выходила через отверстия внизу мата в дренаж. Он служит для замены старого раствора на новый. При этом в мат также поступает новая порция кислорода. Достаточное количество дренажа выравнивает условия в матах для однородного роста растений.
Стратегия поливов зависит от интенсивности потребления питательного раствора. На нее влияет:
— состояние растений (эффективность работы корневой системы, площадь листовой поверхности, нагрузки плодами);
— активность растений (микроклимат), которая зависит от интенсивности освещения, дефицита водяных паров в воздухе, движения воздуха, расположения труб обогрева.
Дозы поливов, их частота, а также время начала и окончания подбирают в зависимости от прихода солнечной радиации, потери веса мата, фазы развития растений и направления их роста (генеративное или вегетативное), динамики Ес в мате, начала выхода дренажа.
Главная задача поливов – поддерживать корневую систему в активном состоянии на протяжении всего периода вегетации культуры.
Рассмотрим стратегию поливов на примере использования субстрата из каменной ваты.
Доза поливов зависит от объема субстрата на 1 капельницу.
В среднем объем минеральной ваты на 1 м2 составляет 7-9 л, а объем субстрата на одно растение – 3-4 л. Чем больший объем субстрата приходится на одно растение, тем больше в нем запас воды и тем шире границы регулирования влажности. Чем меньше объем субстрата на одно растение, тем более тщательный контроль за условиями корневой среды нужен, так как изменения в ней происходят быстрее. В условиях с низким потреблением воды (недостаточная освещенность, слабая активность растений) большой объем субстрата позволяет держать его влажность на более низком уровне. Это обеспечивает развитие корней при необходимом количестве воды для растений.
Оптимальная доза полива – та, при которой раствор равномерно распределяется по всему объему субстрата и регулярно обновляется.
Размер дозы зависит от объема мата и числа растений на нем. В среднем на 1 литр субстрата (мат + кубики) за 1 полив должно быть подано 25 мл питательного раствора, чтобы он распределился более равномерно по всему объему субстрата. Например, мат 1000х200х75 мм = 15 л + 4 кубика по 0,65 л = 17,6 л. 17,6 л/4 растения на мате = 4,4 л/растение х 25 мл = 110 мл/растение – средняя доза.
| Размер дозы, % | Доза на 1 растение, мл/раст | |
| 4 растения на мате | 6 растений на мате | |
| Маленькая доза – 2 % | 88 | 50 |
| Средняя – 3-4 % | 112-150 | 75-100 |
| Большая – 5-6 % | 188-225 | 125-150 |
Слишком большие дозы полива приведут к быстрому опусканию раствора вниз. Это увеличит выход дренажа и снизит влажность мата, верх которого будет высыхать, особенно между капельницами. Это создает для растений генеративный импульс.
Слишком маленькие дозы полива повышают влажность мата, но боковые его стороны подсыхают, так как раствор не успевает распределиться по всему объему субстрата. Такой полив способствует вегетативному росту растений.
Дозу полива необходимо менять в зависимости:
— от времени суток (утром и вечером дозы полива больше, чем днем);
— от погодных условий (в пасмурную погоду дозы полива больше, чем в ясную).
Размер самой маленькой дозы зависит от возможностей поливной системы – нужно обеспечивать равномерность выливаемого раствора.
На первом этапе роста растений на матах (после посадки рассады) начинается фаза наращивания корневой системы. Поэтому стратегия полива строится на плавном снижении влажности субстрата в течение 10-20 дней (в зависимости от условий и выращиваемой культуры). Постепенное подсушивание матов стимулирует развитие корневой системы, которая разрастается по всему объему в поисках влаги.
Первые 2-3 дня (до прорастания корней в мат) растения поливают большими дозами несколько раз в день. Когда корни полностью прорастут в мат поливы прекращают или проводят по необходимости маленькими дозами, не допуская пересыхания кубиков.
За это время влажность матов снижается на 20-35% (в зависимости от культуры и условий). При отсутствии дренажа концентрация солей в мате за это время возрастает.
После сухого периода следует постепенно поднять влажность матов, но не до максимальных значений, так как в первые 5 недель после укоренения формируется основной объем корней. В это время важно работать над развитием корневой системы – поддерживать более низкую влажность и более высокий Ес, направлять растения в генеративную сторону. За неделю до плодоношения влажность матов начинают повышать до максимального уровня 65-80% (в зависимости от культуры и условий).
Норму полива и дозы раствора определяют исходя из размеров растений и их активности (транспирации), интенсивность которой связана с дефицитом влаги в воздухе, освещенностью, работой труб обогрева и движением воздуха.
Полив должен компенсировать потерю воды при транспирации. На активность растений указывает снижение влажности мата, концентрации СО2 и увеличение влажности воздуха. Поэтому поливы в ясную погоду начинают через 1-2 часа после восхода (при интенсивности освещения 150-200 Вт/м2 или при накоплении к первому поливу 80-100 Дж/см2) и при потере влажности матов не менее 1,5-2%. Поливы в пасмурную погоду – через 2-3 часа после восхода при накоплении 100-150 Дж.
Задача утренних поливов – восстановить потерю влаги за ночь, выровнять влажность и обновить Ес. Дренаж должен начаться после 3-4 полива. Если он появился раньше, возможно растения не активны или за ночь влажность недостаточно снизилась. При слишком позднем дренаже необходимо проверить размер доз, иначе Ес в мате будет возрастать.
Утренние поливы проводят большими дозами с интервалом 30-60 минут или каждые 50 Дж/см2. За 3-4 полива нужно компенсировать потерю воды за ночь и испарение культурой после восхода (в среднем 2,0-2,5 мл на 1 Дж/см2). В зимний период начало поливов должно быть всегда в одно и то же время, независимо от погоды.
После выхода дренажа начинается дневной период полива.
В солнечные дни (более 1000 Дж/сут) поливы проводят в соответствие с транспирацией. Испарение взрослыми растениями колеблется от 2-2,5 мл/м2 на 1 Дж/см2 утром и вечером и до 4,5 мл/м2 на 1 Дж/см2 в полдень. На низкую активность растений указывает слабое испарение – менее 1,8 мл/м2 на 1 Дж/см2. В этом случае нужно наладить микроклимат для усиления транспирации.
В среднем для взрослых растений на 1 Дж/см2 прихода света подают 3 мл/м2 питательного раствора с учетом выхода дренажа 30 %.
При расчете нормы полива следует учитывать, что транспирация также зависит от размеров растений.
| № цветущей кисти | % транспирации по сравнению со взрослым растением |
| 1 | 20 |
| 2 | 30 |
| 3 | 45 |
| 4 | 60 |
| 5 | 75 |
| 6 | 90 |
| 7 | 100 |
Чтобы оценить водопотребление растений, можно его рассчитать по формуле:
(Сумма поливов, мл/м2) х (100% — дренаж, %)
Сумма накопленной радиации, Дж/см2*100
В период максимальной транспирации растениям необходимо обеспечить достаточное количество воды. При увеличении освещенности дозы полива и перерывы между ними сокращаются. Следует поддерживать равномерную влажность матов в течение дня. Поливы слишком большими дозами с длинными перерывами между ними приводят к возрастанию Ес в матах и снижению влажности. В жаркое время важно предоставить корням свободный доступ к кислороду. Для этого поддерживают не менее 30 % дренажа, а также делают перерывы между поливами не менее 20 минут в сумме за час.
Оптимальная потеря влажности между поливами составляет 2-4% в зависимости от условий. Перепад влажности больше зимой (при низкой освещенности) и при направлении растений в генеративное развитие и меньше летом (при высокой интенсивности излучения) и при стимулировании вегетативного роста. Чем меньше объема субстрата приходится на одно растение, тем меньше перепад влажности должен быть между поливами.
В пасмурную погоду (сумма радиации менее 1000 Дж/сут) необходимо поливать, ориентируясь на количество дренажа. В идеале он составляет не более 20% в сутки для обновления раствора в мате. При длительной пасмурной погоде нужно принимать генеративные меры – повысить Ес питательного раствора, снизить влажность матов.
Количество дренажа постепенно повышается по мере роста растений.
При сокращении солнечной активности увеличивают дозы и время между поливами. Последний полив проводят за 1-3 часа до заката (позже в пасмурную погоду или при направлении роста растений в вегетативную сторону). Окончание поливов корректируется с учетом накопленного света и снижения влажности мата к утру. Оно должно составлять 6-12% в зависимости от культуры и задач: при вегетативном направлении меньше, чем при генеративном. Ночью растения не поливают. В это время идет развитие корневой системы.
Более точная настройка поливов производится при наблюдении за количеством дренажа, динамикой влажности и Ес матов.
Питательный раствор корректируют по результатам анализа вытяжки из матов или листьев.
В автоматизированной системе управления поливами можно задавать график орошения по времени (в пасмурную погоду или в утреннее время), а также по приходу солнечной радиации, когда наберется достаточное количество Дж/см2 (в дневное и вечернее время). Также задаются параметры «максимальная продолжительность между поливами» (определяет максимально допустимый интервал между поливами) и «минимальная продолжительность между поливами» (устанавливает максимально короткий допустимый интервал между поливам), чтобы предотвратить переувлажнение субстрата.
Если в хозяйстве нет соляриметра, который измеряет солнечную активность, то режим орошения настраивают по потере влажности мата. Ее определяют с помощью тензиометра или весов, установленных под контрольными матами в теплице. Помимо этих приборов необходим кондуктометр и рН-метр для наблюдения за динамикой Ес и рН в субстрате. Обеспеченность растений в воде хорошо показывают датчики скорости передвижения в них сока. Их размещают на стеблях. По мере снижения поглощения воды растениями скорость движения сока замедляется. По этому показателю делают выводы о том, что стало тому причиной – уменьшение в мате легкодоступной воды или проблемы с микроклиматом. Такие датчики позволяют устранять проблемы до того, как их влияние на растения станет заметно. Но пока их используют редко из-за дороговизны, чувствительности к внешним условиям и хрупкости.
Рециркуляция дренажа
Система полива может быть открытой (дренаж сливается и не используется повторно) или закрытой (после дезинфекции дренаж применяют для полива).
В открытой системе происходят большие потери воды и удобрений, которые загрязняют грунтовые воды. Количество дренажного раствора доходит до 40-50 % от всего объема полива. Он содержит не усвоенные растениями соли, балластные элементы, экссудаты корневой системы и патогены.
В связи с экологическими требованиями для сохранения ресурсов некоторые страны ввели законы, обязующие производителей повторно использовать дренажный раствор.
Его рециркуляция снижает затраты воды на получение 1 кг плодов томата с 25 л в открытой системе до 15 л воды в закрытой. А также сокращает внесение удобрений на 25-64% в зависимости от элемента питания.
Закрытые системы требуют точного управления по смешиванию дренажа с чистой водой, его дезинфекции для минимизации риска заболеваний, регулированию Ес и рН конечного раствора. Для этого нужны определенные знания и навыки, но это окупается за счет экономии средств.
В закрытой системе дренаж стекает с матов по желобам и перемещается по трубопроводам в емкость для сбора. Перед ней стоят датчики, контролирующие объем поступающего раствора, его концентрацию, температуру и рН.
Из емкости дренажный раствор проходит через фильтры – дисковый и/или песчано-гравийный, для удаления механических и взвешенных частиц.
Вторым этапом является обеззараживание раствора от патогенов. Методы обеззараживания могут быть:
— химическими (хлорирование, озонирование, перекисью водорода и ионизацию медью);
— физическими (термическая обработка или воздействие ультрафиолетовым излучением).
Наиболее распространенными методами обеззараживания дренажа является термическая и ультрафиолетовая обработка.
При УФ-обработке в зависимости от выбранной мощности излучения можно уничтожить все живое, в том числе грибы, бактерии и вирусы. Преимуществом такого метода является низкая энергоемкость. Его принцип заключается в пропускании через раствор ультрафиолетового излучения с длиной волны 200-320 нм. Время нахождения воды в дезинфицирующей камере автоматически определяется системой исходя из установленной мощности. Прозрачность дренажного раствора является показателем эффективности системы.
При термическом обеззараживании дренажного раствора уничтожение патогенов происходит путем его нагрева. Чем выше температура, тем меньше время дезинфекции. Все параметры и настройки можно контролировать с персонального компьютера. Этот метод считается наиболее экономичным.
После обработки дренажный раствор подают в емкость для хранения. Оттуда он поступает в узел смешивания с водой обычно в пропорции: 20-30% дренажного раствора, 70-80% – чистой воды. Эта смесь подается в растворный узел, где на основе анализов в раствор добавляют удобрения в недостающих количествах и доводят Ес и рН до необходимых значений. Нужно иметь ввиду, что при дезинфекции дренажного раствора все хелаты распадаются, а микроэлементы выпадают в осадок.
Таким образом, система промышленного полива имеет множество узлов, имеющих свои особенности. Знание устройства и требований к его элементам помогут подобрать правильное оборудование для эффективной работы поливной системы и обеспечить экономическую целесообразность выращивания растений.
