В настоящее время производство тепличных томатов основано на субстратах из минеральной ваты, но вместе с тем растет спрос на экологически чистые среды. Ученые оценили пригодность органических альтернатив для рассады томатов, предназначенных для выращивания на проволочной системе, и считают целесообразным развивать индустрию субстратов из сосновой коры.
Портал AgroXXI.ru ознакомился со статьей команды исследователей Орегонского Университета и Службы сельскохозяйственных исследований МСХ США, которые разрабатывают технологии органических субстратов для высокоурожайных тепличных томатов.
В своей работе авторы пишут следующее: «Томат принадлежит к семейству пасленовых и богат полезными соединениями, включая витамины, каротиноиды и фенолы, которые поддерживают здоровье и предотвращают некоторые хронические заболевания и дисфункции. Помимо потребления в свежем виде помидоры также перерабатываются в различные продукты, такие как соки, соусы и супы.
Тепличное производство томатов, особенно в высокотехнологичных теплицах, позволяет получить урожайность на единицу площади в 6,4 раза выше, чем в открытом грунте. Однако этот показатель урожайности во многом зависит от качества рассады томатов.
Что влияет на качество рассады томатов в промышленной теплице
Несколько факторов окружающей среды, включая температуру, влажность, условия освещенности, среду выращивания, орошение и концентрацию питательных веществ, влияют на прорастание и приживление рассады тепличных томатов.
Выбор подходящей питательной среды или субстрата имеет решающее значение, поскольку он служит резервуаром влаги и питательных веществ вокруг корней растения, а поровое пространство субстрата также обеспечивает кислород, который необходим для прорастания семян и укоренения.
Субстраты можно разделить на две группы: синтетические и органические. Примеры синтетических субстратов включают минеральную вату, пенопласт, перлит, туф, песок и полистирол, тогда как кокосовое волокно, древесное волокно, торф и сосновая кора являются обычно используемыми органическими беспочвенными субстратами.
Синтетические подложки обладают такими преимуществами, как высокая водоудерживающая и воздухоудерживающая способность, доступность различных размеров и форм, долговечность и устойчивость к разрушению. Однако они не биоразлагаемы, могут иметь высокий уровень pH, а также содержат очень мало углерода для микробных популяций.
С другой стороны, органические субстраты получают из биологических источников, что делает их более биоразлагаемыми и экологически устойчивыми. Они также обеспечивают подходящую среду с достаточной водоудерживающей способностью, аэрацией и содержанием питательных веществ. Кроме того, они создают благоприятную среду для микробных популяций. Однако многие из этих субстратов гидрофобны. Если они высохнут, им потребуется много времени, чтобы снова стать влажными.
Кубики минеральной ваты считаются стандартным субстратом для рассады помидоров в тепличной промышленности.
Смеси на основе торфа также популярны. Они также содержат перлит и вермикулит, которые обеспечивают баланс влаги и удержания питательных веществ.
Койра является широко используемым субстратом, который демонстрирует превосходную водоудерживающую способность и стабильные профили воды и солености, а также является популярной альтернативой синтетическим субстратам при производстве сельскохозяйственных культур в системе проволочной поддержки.
Древесные субстраты, в том числе сосновая кора и древесное волокно, обычно обеспечивают достаточное воздушное пространство и высокую насыщенную гидравлическую проводимость. Эти субстраты считаются более устойчивыми, чем торф, и более доступными и экономически эффективными, чем торф и кокосовое волокно, тем не менее это направление развито недостаточно, в том числе, и для тепличных томатов.
Орошение – еще один решающий фактор, влияющий на прорастание семян и укоренение. Очень важно правильное количество орошения вместе с удобрениями в нужное время.
Орошение для размножения семян можно разделить на две группы: дождевание и суборошение.
Примеры верхнего орошения включают импульсные разбрызгиватели и опрыскивающие штанги, а методы суборошения включают системы прилива-отлива, желоба и системы с затопленным полом.
Ирригационные системы для выращивания высокорослых культур могут включать в себя эти системы или модифицированные версии этих стандартных систем в соответствии с имеющимися ресурсами.
При верхнем орошении лиственный покров иногда ограничивает количество и равномерность воды, поступающей в среду выращивания, в то время как суборошение считается более эффективным, поскольку вода подается из-под контейнеров, и среда выращивания становится насыщенной из-за капиллярного действия воды.
Суборошение также снижает потери воды и удобрений, присущие традиционным системам верхнего полива, используемым в теплицах.
Перспективные органические субстраты для промышленного производства томатов
Учитывая разнообразие ирригационных систем и предполагаемое внедрение в практику тепличного томатоводства новых субстратов, существует потребность в знаниях относительно методов орошения для культур на высокой проволоке.
Для производителей, которые адаптируют новые органические субстраты для производства, крайне важно иметь варианты органических субстратов для размножения качественной рассады томатов. Ими могут быть органические субстраты, такие как торф, сосновая кора, кокосовое волокно, древесное волокно и их различные комбинации, которые действуют аналогично, а в некоторых исследованиях иногда лучше, чем синтетические субстраты (такие как перлит) при выращивании томатов и огурцов с помощью высокой проволоки.
Кроме того, влияние практики фертигации на период размножения (прорастание семян и формирование рассады) является важнейшим аспектом, который часто упускается из виду. Целью данного исследования было сравнение различных субстратов для размножения томатов при различных протоколах фертигации.
Эксперимент проводился в стеклянной теплице типа Венло, расположенной в Университете штата Огайо в Вустере. В качестве модельной культуры использовался томат «Favorita F1».
Семена томатов высеивали на глубину 0,63 см в предварительно насыщенные субстраты и покрывали тем же субстратом, за исключением минеральной ваты, которая была покрыта грубым вермикулитом.
Оцениваемыми субстратами были минеральная вата, кокосовое волокно, смесь древесного волокна и кокосового волокна, сосновая кора среднего качества, сосновая кора фракции <0,64 см и <0,32 см.
Субстраты готовили путем индивидуального смачивания или насыщения за 24 часа до посева семян с использованием следующих процедур. Минеральную вату замачивали в воде, кокосовое волокно орошали сверху и внутри, древесное волокно замачивали в горячей воде, а субстраты из сосновой коры орошали сверху. Использовали коммерческое полное водорастворимое удобрение.
Было проведено три отдельных эксперимента для определения оптимального субстрата для размножения томатов с учетом различных протоколов орошения. В первом эксперименте оценивали прорастание семян томатов и развитие рассады/трансплантатов в синтетических и органических субстратах с верхним орошением. Второй эксперимент определил, как высота контейнера (эффект капиллярности воды) влияет на всхожесть семян и развитие рассады. В третьем эксперименте оценивалось влияние концентрации питательных веществ и типа субстрата на размножение рассады.
Эксперимент по выбору субстрата проводился в два этапа: этап проращивания и этап пересадки, каждый продолжительностью две недели.
На стадии прорастания на испытательном стенде в полностью рандомизированном порядке располагали в общей сложности 30 лотков с семенами (6 субстратов × 5 повторений). Каждый лоток для семян содержал 10 небольших ячеек и был помещен в лотки для дополнительного орошения для сбора и хранения фильтрата.
В течение первых двух недель лотки с пробками ячеек ежедневно орошались сверху с помощью насосного опрыскивателя, оснащенного форсунками для распыления мелкодисперсного тумана.
Орошение проводилось с использованием питательного раствора до насыщения и накопления излишков выщелачивания на поддоне для дополнительного орошения, чтобы имитировать методы орошения, используемые для размножения гидропонных культур. При использовании минеральной ваты в лотке для автоорошения оставляли слой воды толщиной 1,25 см, чтобы имитировать отраслевую практику. В течение первых трех дней лотки орошали 40 мл питательного раствора два раза в день, а затем по 100 мл один раз в день.
Стадия пересадки началась через две недели после посева семян. Пять сеянцев из каждой обработки субстратом пересаживали в более крупные кубики или контейнеры (поэтапно), содержащие ту же среду выращивания, что и на стадии прорастания.
Таким образом, саженцы пересаживали из ячеек либо в кубики из минеральной ваты и кокосового волокна (10 × 10 × 7,6/куб. см), либо в контейнеры объемом 0,6 л, наполненные рыхлым субстратом (т.е. сосновой корой и древесным волокном).
Кубики или контейнеры помещали на поддоны для автоорошения, а пять повторений каждой обработки располагали в совершенно случайном порядке.
Контейнеры и кубики поливали 50 мл питательного раствора, а 500 мл заливали в лотки из минеральной ваты на глубину 1,25 см. Сточные воды из других субстратов накапливались на лотке для семян во время верхнего полива, но объем дополнительного орошения не регулировался, в отличие от минеральной ваты.
Обычно прорастание и появление семян во многом зависят от содержания воды в питательной среде, а содержание воды зависит от физических свойств питательной среды. В этом исследовании наблюдалось значительное влияние субстратов, методов фертигации, высоты контейнеров и концентрации питательных веществ на размножение томатов.
В ходе эксперимента измерялись параметры прорастания и роста, включая высоту, диаметр стебля, количество листьев, площадь листьев, уровень хлорофилла в листьях, а также массу свежих и сухих побегов.
В первом эксперименте, где использовалось верхнее орошение, прорастание томатов было быстрее и достигло более высокого процента при толщине сосновой коры <0,64 см по сравнению с другими субстратами. Однако через четыре недели после пересадки показатели роста были аналогичны или даже лучше у кокосового волокна, чем у минеральной ваты.
Для второго эксперимента только с автоорошением на разной высоте контейнеров торф привел к большему росту по всем параметрам, за ним следовала смесь древесного волокна и койры при любой высоте контейнеров, тогда как сосновая кора имела наименьший рост по всем измеренным параметрам.
В третьем эксперименте с верхним орошением при различных нормах внесения удобрений смесь древесного волокна и койры, а также смесь на основе торфа и минеральная вата оказались субстратами с самыми высокими значениями по всем оцениваемым параметрам.
Хотя все органические субстраты показали потенциал для использования при размножении томатов, в целом по совокупности положительных эффектов сосновая кора <0,32 см и смесь древесного волокна и кокосовой койры оказались лучшей средой для прорастания и продемонстрировала потенциал для использования в качестве заменителя минеральной ваты».
По статье группы авторов (Милон Чоудхури, Александра Эспиноза-Аяла, Уттара К. Самаракун, Джеймс Э. Альтланд, Тенг Ян), опубликованной в журнале Agriculture 2024 на портале www.mdpi.com.
Заглавное фото: Медведева Анна, AgroXXI.ru.
Интересна тема? Подпишитесь на наши новости в ДЗЕН | Канал в Telegram | Группа Вконтакте | Дзен.новости.