Минеральное питание овощных культур в защищенном грунте существенно отличается от питания их в открытом и имеет свою специфику.
Потребность растений в питательных веществах определяется биологическими особенностями культуры, сорта, гибрида и их продуктивностью. Тепличные растения выносят больше питательных веществ из почвы, чем в открытом грунте.
В зависимости от условий выращивания, сорта (гибрида) и применяемой технологии, по данным ряда исследований, вынос питательных веществ на 10 кг плодов колеблется у огурцов: азота — 15,3—25,0, фосфора — 10—12,9, калия — 35,6—64,5, кальция — 24,4—30,5, магния — 4,5—9,2 г; у томатов: азота — 33,5, фосфора — 12,1, калия — 63,0, кальция — 45,9, магния — 7,8 г.
Таким образом, томаты отличаются более высоким выносом, чем огурцы. Так, при урожае 30 кг/м2 вынос с 1 га составлял: азота — 420, фосфора — 110, калия — 670, кальция — 340, магния — 60 кг. При гидропонном способе выращивания потребность в питательных элементах в 1,5—2 раза меньше, чем на почвогрунтах.
Вынос питательных веществ находится в тесной связи с приростом сухого вещества, отсюда и разность поглощения их по периодам роста. Особенно много элементов питания поглощают растения в период плодоношения. Меняются и соотношения между элементами питания, особенно при изменении внешних условий — при плохой освещенности увеличивается поглощение калия и уменьшается усвоение азота. Особенно это относится к томатам. У огурцов соотношение между азотом, фосфором и калием в процессе вегетации изменяется мало, так как они более теневыносливы.
У томатов до 75% сырой массы приходится на плоды, в которых содержится более половины поглощенных питательных элементов, поэтому при недостатке их поступления плодов образуется меньше. Доля корней от общей массы растения у томатов составляет около 0,9%. огурцов— только 0,5%, а большая глубина их проникновения способствует лучшему поглощению питательных элементов из почвогрунта, чем у огурца.
Специфические тепличные условия — повышенная влажность и недостаточная освещенность, особенно зимой, обусловливают усиленное поглощение калия и кальция. Так, огурцы клинского сортотипа поглощают калия в 1,5—1,8 раза больше, чем азота, и почти в 3,5 раза больше, чем фосфора. Особенно ощущается большая потребность калия в теплицах при использовании торфяных грунтов, бедных фосфором и калием.
Тепличные растения выносят с урожаем и такие элементы, как сера, железо и микроэлементы — медь, цинк, бор, марганец, кобальт и др. С урожаем 12,5 кг/м2 томаты выносят 14,9 кг серы, 0,2 кг железа, 40 мг бора.
Относительно высокий вынос питательных элементов с урожаем и слаборазвитая корневая система в сравнении с сильно развитой вегетативной массой у тепличных растений заставляют значительно увеличивать дозы минеральных удобрений в сравнении с открытым грунтом.
К числу факторов, оказывающих большое влияние на поступление в растения питательных элементов из почвогрунта, относятся pH, температура корнеобитаемого слоя, концентрация почвенного раствора и содержание органического вещества. Лучше растут и развиваются тепличные растения при pH слабокислой или нейтральной (6—7).
В кислой среде (pH меньше 6) затрудняется поступление в растения магния, кальция, калия, фосфора, образуются токсичные для растений полуторные окислы железа, марганца, алюминия, а в щелочной (pH 8—9) резко падает усвояемость растениями кальция, железа, магния, фосфора.
В нейтральной или слабокислой среде (pH 6,5—7) лучше усваивается аммиачная форма азота, в то время как нитратная лучше усваивается при pH близкой к 7—7,2 (т. е. слабощелочной).
При температуре корнеобитаемого слоя почвогрунта 42° поглощение растениями фосфора в 2 раза ниже, чем при температуре 20°; поглощение азота в условиях низкой температуры также значительно снижалось и только калий поступал в растения независимо от температуры почвогрунта.
Установлено, что нижний предел температуры почвогрунта для тепличных растений — 14—16°, верхний — 38— 40°, при более низких и более высоких температурах корневое питание растений нарушается.
Оптимальной для огурцов является температура 20—25°, для томатов — 17—20°.
За период вегетации растения неодинаково потребляют питательные вещества: до цветения огурцы используют только 10% от общего количества за всю вегетацию; основную же массу (54—89%) — в период плодоношения. У томатов в рассадный период увеличивается потребление калия и фосфора, а после высадки в грунт — и азота, так как начинается разрастание листьев. До завязывания плодов в растениях томата содержится больше азота, чем калия, в период роста плодов — преобладает содержание калия (так же, как и у огурца) и такое соотношение сохраняется и в дальнейшем. Установлено, что от прорастания семени до образования листа основную роль играют фосфорные удобрения; в фазу усиленного вегетативного роста и цветения — азотные и калийные. Дозы азота должны возрастать по мере перехода растений от вегетативного роста к цветению, а доза калия в это время должна в 2 раза превосходить дозу азота. В период плодоношения хорошо делать внекорневые подкормки мочевиной. Особенно важное значение имеют калийные удобрения при слабой освещенности — осенью и зимой.
Внесение калия и некоторое сокращение доз азотных удобрений способствуют лучшему росту и повышению урожайности овощных культур.
От режима питания во многом зависит продолжительность вегетационного периода растений: внесение азотных удобрений способствует вегетативному росту, задерживает старение растений. Однако при недостатке азота, фосфора, калия или магния начинают отмирать листья (вначале старые), растения угнетаются; избыток азота может привести также к нежелательным результатам — разрастанию вегетативной массы в ущерб плодоношению; при недостатке фосфора замедляется синтез углеводов, что ведет к азотному голоданию (даже при высоком содержании азота в грунте), резко снижается рост и развитие растений; избыток фосфора сокращает период плодоношения и способствует преждевременному их старению.
Снижают поглощение элементов питания токсические вещества почвогрунта, в частности, высокое содержание хлора (для огурцов — выше 0,007%, томатов — выше 0,02%). Токсичность хлора можно снизить внесением в грунт кальциевой селитры или органических удобрений, обладающих высокой поглотительной способностью.
В тепличных грунтах токсичны также и другие элементы: бор — свыше 1 мг на кг почвы, цинк и кобальт — более 6, марганец — не более 30, молибден — 0,5 мг/кг почвы, а также растворимые фториды, роданистый аммоний и др.
Поглощение питательных веществ затрудняется и может совсем прекратиться при отсутствии в почвогрунте кислорода (при заболачивании почвогрунта), участвующего в реакциях окисления минеральных и органических веществ. Содержание кислорода зависит от аэрации грунтов, которая, в свою очередь, зависит от физико-механических свойств грунта.
Для предохранения грунтов от заболачивания дренажные трубы следует укладывать с определенным уклоном, не допускать уплотнения, вовремя вносить рыхлящие материалы и проводить механические обработки.
Наиболее велика опасность заболачивания грунта при шланговом поливе, при котором наблюдается неравномерное распределение воды по площади и затруднен учет расхода воды на единицу площади. От шлангового необходимо переходить к таким способам полива, как дождевание, капельное и подпочвенное орошение.
Длительное многолетнее использование почвогрунтов служит причиной накопления в них вредных токсических солей. При засолении повышается осмотическое давление почвенного раствора, которое снижает всасывающую способность корневой системы, ослабляет фотосинтез и синтез белков, ухудшает дыхание растений. Томаты и огурцы особенно чувствительны к концентрации почвенного раствора в период роста и развития.
Одна из основных причин засоления почвенных тепличных грунтов — строительство тепличных комбинатов на засоленных почвах. При повышенном содержании в тепличном грунте хлора резко увеличивается содержание его в листьях, в растениях уменьшается количество фосфора и кальция; повышается содержание калия; все это нарушает физиологические процессы и приводит к увяданию растений, они ослабевают и легко поражаются различными болезнями.
Во многих тепличных комбинатах нашей республики отсутствует дренаж, вследствие чего из-за высоких температур и частых поливов происходит вторичное засоление тепличных грунтов (тепличные комбинаты Каракалнакии, Бухары, Карши, Сырдарьи и других областей).
Другая причина засоления грунтов — внесение митральных удобрений с содержанием большего количества балластных веществ, а также многократное внесение одних и тех же удобрений. Нельзя вносить смешанные калийные удобрения на сильвините, содержащие 35—40% хлористого натрия, а также применять такие удобрения, как хлористый калий, калийная соль, хлористый натрий, натриевая селитра и другие, содержащие хлор, фтор, мышьяк, натрий, биурет и много балластных веществ.
Из азотных удобрений для внекорневых подкормок используется мочевина; при низком содержании в грунте легкоусвояемого кальция рекомендуется кальциевая селитра. При обильных поливах в теплицах целесообразно использовать сульфат аммония. Легко усваивается растениями калийная селитра, содержащая 37% калия и 13% азота. Из калийных удобрений лучше использовать сульфат калия и калин углекислый (поташ). Поташ хорошо растворим и его применяют в виде разбавленного раствора 1:500.
Из фосфорных удобрений хорош двойной суперфосфат, из магниевых — рекомендуется сульфат магния и салимагнезия. Причем сульфат магния вносят как при основной заправке, так и в подкормках в период вегетации. Наши грунты имеют нейтральную или слабощелочную реакцию, а перечисленные минеральные удобрения слегка подкисляют почву и тем самым нейтрализуют карбонатный характер почвенного раствора. В этом случае хорошо усваиваются многие питательные вещества из грунта. Предельно допустимую концентрацию (К) солей (в %) в грунте теплиц определяют по формуле:
К = (2В + 15):100, где В — процент органического вещества.
Предельное содержание натрия (Д) определяется по формуле: Д= 2В + 15.
В целях борьбы с засолением почвогрунтов вокруг теплиц делают горизонтальный (во многих случаях и вертикальный) дренаж и промывают грунт до глубины 1 —1,5 м с тем, чтобы удалить все вредные растворимые соли хлора и натрия. Промывку производят грузными поливными нормами (200—300 л/м2) по вспаханной и спланированной тепличной площади при хорошей работе дренажа, в противном случае высокие поливные нормы могут вызвать подъем грунтовых вод и вторичное засоление почвогрунта.
Необходимо строго следить за содержанием минеральных элементов в грунте в период вегетации растений и вносить только те удобрения и в таких количествах, которые необходимы для получения планируемого урожая.
Особенно вредно систематическое внесение одного вида удобрений, нарушающее равновесие почвенного раствора и исключающее взаимную нейтрализацию солей.
В грунты, подверженные засолению, необходимо вносить органические удобрения и рыхлящие материалы, частично заменять грунт за счет подсыпки к растениям свежей почвы и удалять верхний слой (10—15 см), где скапливаются соли.
При поверхностном внесении навоз и рыхлящие материалы играют роль мульчи, сдерживая подъем грунтовых вод. Высокая концентрация солей в почве нарушает водный режим, снижает транспирацию растений, а поэтому очень важно, чтобы НВ грунта была не ниже 70%. На засоленных грунтах большое значение имеет подбор устойчивых к засолению сортов и гибридов овощных культур.
В условиях Узбекистана лучше всего использовать такие солеустойчивые сорта томатов, как Ташкентский тепличный в переходном обороте и Гульканд в зимневесеннем, а из огурцов — гибрид ТСХА-211. Партенокарпические гибриды огурцов менее устойчивы к засолению. С целью снизить токсическое действие солей на растение рекомендуется обработка семян перед посевом раствором борной кислоты (0,02%), а также замачивание набухших семян огурцов и томатов в течение часа в 3%-ном растворе поваренной соли, с последующей промывкой чистой водой в течение полутора часов.
На наших почвогрунтах, где содержание органического вещества не превышает 10—15% и полив производят по грядам, лучше сеять и высаживать растения на глубоких (до 40 см), хорошо дренируемых грядах. Оптимальное сочетание факторов, характеризующих плодородие почвогрунта, достаточное водоснабжение, а также сохранение нужного соотношения между питательными элементами способствует хорошей их усвояемости.
Без определения и учета количества питательных элементов в почвогрунтах невозможно правильно составить нормы внесения как перед основной заправкой, так и в подкормках. Между тем исследованиями в нашей стране и за рубежом доказано, что высокие урожаи тепличных овощей можно получать при сочетании основной заправки органоминеральными удобрениями с подкормками в процессе вегетации.
Анализ почвогрунта проводят перед основной обработкой и затем ежемесячно во время вегетации растений. Перед основной обработкой определяют следующие показатели: объемную и удельную массу, наименьшую влагоемкость, pH, общую концентрацию солей, содержание органического вещества, азот-нитратный и аммиачный, фосфор водорастворимый, калий водорастворимый, кальций, магний, натрий, хлор. Отбор образцов осуществляется буром. С 1 га отбирается 10—12 смешанных образцов, каждый из которых составляется из 35—40 точек.
Анализ почвогрунта проводится в водной вытяжке при соотношении почвогрунта к воде—1:5 весовым или объемным методом в специализированной агрохимической лаборатории. В период вегетации анализ почвогрунта проводится по сокращенной схеме и определяется: содержание органического вещества, pH, общая концентрация солей, водорастворимые формы азота (аммиачная и нитратная), фосфора, калия и магния.