Немтінов В.І. Теоретичне обгрунтування стратегії енергозбереження при вирощуванні овочевих рослин у захищеному грунті півдня України

Короткий зміст

Стратегія енергозбереження та технологія вирощування
овочевих рослин у захищеному ґрунті (огляд літератури)

В розділі охарактеризовані шляхи зниження енерговитрат, у т.ч. з використанням кліматичних факторів, при вирощуванні тепловимогливих і холодостійких рослин у захищеному ґрунті.

Виявлена реакція огірка, томата, баклажана, капусти білоголової ранньої і цвітної на температуру повітря, ґрунту та технологічні прийоми вирощування. Проведено детальний аналіз використання низькопотенційного джерела тепла – різних видів біопалива і субстратів, які знижують енерговитрати та поліпшують якість продукції. В результаті аналізу літератури вітчизняних та зарубіжних авторів теоретично обґрунтовано вплив сидерації на покращення родючості ґрунту, зниження енерговитрат, ріст і розвиток рослин, формування врожаю.

На підставі здійсненого біоенергетичного аналізу обґрунтована необхідність комплексного вивчення шляхів зменшення енерговитрат при виробництві овочів в умовах захищеного ґрунту півдня України, що сформувало напрямок досліджень, їх теоретичне обґрунтування.

Методика й умови проведення досліджень

Експериментальну роботу й освоєння результатів досліджень проводили в ґрунтово-кліматичних умовах передгірного та степового Криму в захищеному і відкритому ґрунті (1978-2006 рр.).

На початок вегетаційного періоду рослин у ґрунті зимових теплиць містилось: органічної речовини – 22-25%, азоту (N) – 110-130 мг/кг, фосфору (Р₂О₅) – 60-70, калію (К₂О) – 210-230 мг/кг ґрунту і відповідно в плівкових теплицях відповідно – 11-12,5%, N – 140-160 мг/кг, Р₂О₅ – 50-60, К₂О – 275-290 мг/кг ґрунту. У відкритому ґрунті карбонатних чорноземів вміст гумусу в орному шарі – 2,8-3,0%, N– 20-34 мг/кг, Р₂О₅ – 20-30, К₂О – 280-300 мг/кг ґрунту.

Польові, лабораторні і виробничі дослідження проводили відповідно до “Методики опытного дела в овощеводстве и бахчеводстве” (під ред. В.Ф. Белика, 1979, 1992), “Методики полевого опыта” (Б.А. Доспехов, 1985), за методикою “Опытного дела в полеводстве” (під ред. Г.Ф. Никитенко, 1982), “Методическими рекомендациями по проведению опытов с овощными культурами в сооружениях защищенного грунта” (під ред. С.Ф. Ващенко, Т.А. Набатовой, 1976; під ред. Л.М. Шульгиной, 1977). Застосовані сучасні пакети прикладних, статистичних і графічних комп’ютерних програм “Ttest”.

Виявлення енергоємності витрат палива на вирощування холодостійких рослин – капусти білоголової ранньої і цвітної (сорти  Іюнська і Мовир74) – проводили в плівкових теплицях конструкції ЦІМЕТ. Випробовували п’ять строків висаджування розсади – з 25 січня до 20 березня з інтервалом в одну декаду. Висаджували в теплицях: з обігрівом повітря та ґрунту, тільки з обігрівом повітря і без обігріву. У ранній строк висаджування (тобто з обігрівом ґрунту і повітря) при густоті рослин від 4,1 до 6,6 шт./м² випробовували капусту білоголову ранню, а відповідно цвітну при висаджуванні в другій декаді березня (з обігрівом повітря) при густоті від 5,5 до 11,1 шт./м².

У зимових блокових і плівкових теплицях зимово-весняного і весняного оборотів при вирощуванні огірка (гібриди Стела, ТСХА 211, ТСХА 98) вивчали теплоємність різних видів біопалива, відходів рослинництва і виноградарства – соломи рисової, стрижнів кукурудзяних і лози виноградної. Крім того, з метою підвищення теплоємності тюків пшеничних застосовували біоактиватори – агрофіл, вермикомпост і оксигумат. Агрофіл – це культура бактерій роду агробактеріум. В 1 г препарату  –  10 млрд клітин бактерій. Вермикомпост містить біологічно активні речовини та ферменти. Відношення вуглецю до азоту в ньому (С : N) складало 14-17:1. Оксигумат екстрагований з торфу, містить гумінові кислоти.

За технології вирощування огірка і томата (сорти ВІР 517 і Перемога 165) на сидеральних добривах при біомасі 7,4-22,8 т/тис.м² у плівкових теплицях проводили облік енергетичних витрат. Насіння вико-вівсяної суміші, гірчиці листкової і перко на сидерати висівали в теплицю з відкритою покрівлею в першій декаді серпня і заорювали наприкінці жовтня. Потім ділянки за вмістом органічної речовини вирівнювали до 15%-го рівня перегноєм (після вико-вівсяної суміші 12,1-13,4 т/тис.м²), у тому числі в контролі (без сидератів 18,1-21,6 т/тис.м²).

При вирощування розсади баклажана (сорт Симферопольський 105) у захищеному ґрунті були значні енерговитрати, їх скорочення пов'язане з забезпеченням найбільшої приживлюваності рослин у відкритому ґрунті. З  цією метою підбирали дози латексів-антитранспірантів і способи обробки розсади перед висаджуванням у ґрунт.

Для вимірювання факторів мікроклімату керувалися вказівками В.И. Виткевича (1962) і М.Д. Павловой (1968). У розрахунках теплоємності різних субстратів у теплиці використовували методику В.І. Горези (1982). Водно-фізичні властивості ґрунту визначали за А.А. Роде (1969). При обліку водопроникності ґрунту, запасу продуктивної вологи, норм зрошення використовували рекомендації ЦІНАО (1984). Біологічну активність і дихання ґрунту визначали за Е.Н. Мишустиним (1970) та В.И. Штатновим (1979). Визначення фотосинтетичного потенціалу, чистої продуктивності фотосинтезу проводили за методичними вказівками А.А. Ничипоровича та ін. (1961). Вод­ний дефіцит у листках визначали за методикою Л.А. Незгородова й А.К. Соловьева (1965).

Агрохімічний аналіз ґрунту проводили за загальноприйнятими методиками: органічну речовину – озолюванням (спалюванням), гумус – за І.В. Тюриним, рН – потенціометрично, азот аміачний – з реактивом Несслера, нітратний – за Грандваль-Ляжу, фосфор рухомий – за Б.П. Мачигиним фотокалориметрично, обмінний калій – на полум'яновому фотометрі (ГОСТ 26205-91), загальну суму солей – ваговим методом.

Якість овочевої продукції визначали: суху речовину – висушуванням (ГОСТ 24556-89), суху розчинну речовину – рефрактометрично, суму цукрів – ціанатним методом, аскорбінову кислоту – за І.К. Мурри (ГОСТ 24556-89), загальну кислотність – титруванням лугом у перерахунку на яблучну кислоту, нітрати – потенціометрично йоноселективним методом.

Статистичну обробку дослідних даних проводили методами дисперсійного і кореляційного аналізів, викладених у книгах Б.А.Доспехова (1985), А.В. Кільчевського і Л.В. Хотильової (1985). Коефіцієнт еластичності (Е) визначали за Г.Л. Громико (1981) як величину відносної зміни однієї ознаки щодо іншої.

Економічну ефективність технології та прийомів розраховували шляхом порівняння виробничих витрат і отриманих результатів за И.Т. Дудоровим (1992). Біоенергетичну оцінку прийомів визначали на основі енергетичних еквівалентів, зведених до єдиного показника – Джоуля (В.П. Мартьянов, 1996; О.С. Болотських, М.М. Довгаль, 1999).