Подготовка грунтов и применение удобрений

Грунты и их подготовка. Корнеобитаемые среды в сооружениях защищенного грунта принято называть грунтами, или субстратами, так как они сильно отличаются от почв естественного происхождения и представляют собой смеси различных компонентов органического и неорганического происхождения (Н. В. Борисов, 1977).

Субстраты можно условно разделить на несколько типов:

• собственно почвы - высокоплодородные и хорошо удобряемые;
• почвенные смеси (грунты), составляемые из различных компонентов в определенных соотношениях (почва, торф) с добавлением органических и минеральных удобрений;
• заменители почвы органического происхождения (древесные опилки, дробленая кора, солома, верховой торф), в основном быстро разлагающиеся;
• искусственные субстраты (гидропонные), представляющие собой сравнительно инертные твердые материалы (гравий, гранитная щебенка, песок, керамзит, перлит, минеральная вата типа гродан), питание растений в этом случае осуществляется при поглощении ими растворов, которыми периодически увлажняют субстраты.

Гидропонная культура имеет ряд преимуществ, и у нее большое будущее там, где отсутствуют подходящие почвы и их заменители или где санитарные условия не позволяют работать с органическими удобрениями. Последнее относится главным образом к хозяйствам, расположенным в черте города. Однако гидропонный метод культивирования растений связан с большими капиталовложениями на строительство, затратами на оборудование теплиц и организацию высококвалифицированной технической службы.

К грунтам предъявляют следующие требования: они должны содержать большое количество питательных элементов при оптимальной концентрации почвенного раствора, обладать хорошей влаго- и воздухоемкостью, иметь оптимальную реакцию среды, при длительном сроке использования не содержать инфекционных начал, вредителей и токсичных примесей.

Ранее при небольших масштабах тепличного овощеводства была возможность периодически заменять почву в теплицах, однако с расширением строительства сооружений защищенного грунта хозяйства перешли на бессменное их использование.

В процессе эксплуатации грунтов воздухо-, влагоемкость, а также объем пор уменьшаются, а плотность увеличивается, что обусловливает снижение урожаев овощей. Для улучшения воздухопроницаемости и влагоемкости грунтов применяют рыхлящие материалы - древесные опилки (20-30% по объему), дробленую древесную кору (за исключением пород, содержащих дубильные вещества), соломенную резку.

В том случае, если в качестве рыхлящего материала используют солому, вносят 0,7-1 кг азота на 100 кг соломы. При использовании древесных опилок требуется 0,1-0,3 кг азота на каждые 100 кг. опилок. Употреблять в качестве рыхлящего материала верховой торф нецелесообразно, поскольку он очень быстро минерализуется, особенно в смеси с почвой, и, кроме того, сильно ее подкисляет.

Реакция среды зависит от химического состава грунта и содержания в нем органического вещества. Так, на торфянистых грунтах она может быть значительно ниже, чем на супесчаных, песчаных и глинистых.

Подготовку грунтов важно начинать заблаговременно, до строительства теплиц. Культурный слой почвы нужно сохранить и улучшить. Для этого участки, где будут размещены теплицы, удобряют навозом либо навозным компостом (100-200 т/га) и минеральными удобрениями (100-150 кг/га аммиачной селитры, 300-500 - суперфосфата и 200-300 кг/га сульфата калия или калимагнезии), а иногда засевают смесью злаковых и бобовых трав, которые затем запахивают на зеленое удобрение. При необходимости почву известкуют. Таким образом улучшают почву преимущественно при строительстве весенних пленочных теплиц.

При строительстве же зимних теплиц, связанном с планировочными работами, устройством дренажа и подпочвенного обогрева, культурный слой почвы снимают и используют для приготовления питательных субстратов.

Зарубежный опыт (Нидерланды) показывает, что на легких супесчаных почвах культура овощных растений возможна и без предварительной заготовки грунтов, но при ежегодной заправке полевых почв органическими удобрениями в высоких дозах (до 30 кг/м²). В этом случае обязателен очень тщательный и своевременный контроль за содержанием питательных элементов в почве, а также соблюдение требований агротехники.

Применяемые в тепличных комбинатах нашей страны субстраты и почвенные грунты весьма разнообразны. В качестве основных компонентов при составлении тепличных грунтов используют полевую дерновую почву, навоз, компост, опилки, торф с различной степенью разложения и др.

Широкое применение торфа обусловлено такими его положительными свойствами, как большая емкость поглощения, в несколько раз превосходящая таковую у почв, высокая влагоемкость и сравнительно хорошие рыхлящие свойства в первое время эксплуатации. Необходимо, чтобы торф для тепличного грунта имел зольность не более 12%, рН - не выше 7-7,5, содержал не более 5-6% железа (или 1% подвижной его формы) и 6 мг/кг подвижного алюминия. Степень разложения торфа не должна превышать 30-40%.

В качестве органических удобрений используют навоз крупного рогатого скота, прошедший биотермическую обработку.

На тяжелых заплывающих черноземах недопустимо применение жидкого или с малым содержанием соломы навоза, так как он сильно уплотняет почву.

Из минеральных удобрений, применяют концентрированные их формы, не содержащие балласта и не засоляющие грунтов: аммиачную и калийную селитры, двойной или тройной суперфосфат, сульфаты калия и магния. Их вносят под вспашку. Затем почву фрезеруют.

В 50-е годы в большинстве совхозов Подмосковья использовали грунты, приготовленные из дерново-подзолистой почвы с коровяком. Эти традиционные сравнительно тяжелые грунты при интенсивных поливах в некоторой мере препятствовали формированию мощной корневой системы огурца, сдерживали рост его урожайности.

По опыту совхозов "Марфино" и имени 1 Мая, многие хозяйства перешли на использование торфяных грунтов с содержанием низинного торфа (степень разложения 25-30%) 70% и навозно-опилочного компоста 30%.

При формировании таких грунтов вначале проводят вспашку роторным плугом. Затем на предварительно взрыхленный почвенный подгрунт укладывают слой свежих опилок (30 кг/м²), сверху слой низинного торфа (100 кг/м²) и слой навозно-опилочного компоста (40 кг/м²). Заправку почвы минеральными удобрениями осуществляют в соответствии с результатами почвенных анализов и рекомендациями агрохимической лаборатории хозяйства. Оптимальное содержание питательных элементов в грунтах при слое 30 см (г д. в. на 1 м²): азота - 40, фосфора - 4, калия - 50 (при рН - 6,1-6,2). Не следует увеличивать содержание в грунтах азота выше 60 мг, фосфора - 8 мг и калия - 75 мг на 100 г абсолютно сухой почвы (водная вытяжка).

Кроме того, в первый год в новые грунты добавляют микроудобрения.

Минеральные удобрения в дальнейшем ежегодно применяют (поверхностно или под запашку) только в случае нарушения оптимального соотношения питательных элементов.

Почвогрунты, состоящие из низинного торфа высокой степени разложения, используют в течение 7-8 лет при ежегодном внесении 35-40 кг/м² навозно-опилочного компоста. Его готовят в течение года. На 90% он состоит из опилок, которые летом увлажняют и перебивают экскаватором с добавлением на каждый кубометр по 2 кг аммиачной селитры, суперфосфата и хлорида калия.

При смене грунтов удаляют старую почву, глубоко рыхлят и обеззараживают подстилающий грунт паром или карбатионом. Эти работы требуют особой тщательности, так как почвы в зимних теплицах часто бывают заражены галловой нематодой. Далее на рыхлый подгрунт укладывают дренажный слой, опилки (30 кг/м²), торф (100 кг/м²), компост (40 кг/м²) и вносят минеральные удобрения.

Применение удобрений в теплицах. По данным Н. А. Смирнова (1984), при высоком содержании органического вещества в тепличных грунтах вследствие микробиологических процессов происходит закрепление питательных элементов, что вызывает необходимость внесения минеральных удобрений в повышенных дозах.

Со временем питательные элементы, в частности азот, высвобождаются за счет минерализации, повышая концентрацию почвенного раствора. В связи с этим встает вопрос о целесообразности применения в дальнейшем навоза в высоких дозах. Положительные результаты были получены при замене сплошной навозной "постели" внесением навоза в посадочные лунки из расчета 30-40 т/га.

Оптимальные дозы внесения минеральных удобрений в грунты определяются культурой и сортом, содержанием органического вещества в грунте, метеорологическими условиями, прежде всего световыми.

Применение минеральных удобрений в избыточных дозах отрицательно влияет на многие физиологические процессы в растениях. Например, высокая концентрация азота, особенно аммиачного, тормозит развитие и вызывает ожоги огурца и томата.

Недостаток элементов питания, так же как и их избыток, ухудшает рост и развитие растений. Однако в период слабой освещенности для растений требуются повышенные дозы калия в подкормках, а в период формирования корневой системы - хорошая обеспеченность фосфором. Это важно учитывать при выращивании овощных культур на грунтах с высоким удельным весом торфа, нередко бедного фосфором и, как правило, калием.

Растения огурца и томата используют большое количество кальция и магния на формирование урожая. Поэтому важно знать не только валовое содержание этих элементов в грунтах, но и их соотношение. Магний и кальций хорошо используются растениями при соотношении 1:4, а калий и кальций - 1:1. При большом преобладании калия над кальцием (3:1) или кальция над калием (3:1) урожаи томата снижаются на 12-18%. Неэффективно применение в теплицах малоконцентрированных удобрений.

Наличие в грунтах хлора сверх допустимого количества может наблюдаться при использовании 1 т/га 60%-ного хлорида калия.

Степень обеспеченности растений азотом и магнием зависит от содержания органического вещества в грунтах (табл. 7).

7. Степень обеспеченности растений азотом и магнием в зависимости от содержания органического вещества в грунтах

^* (Для грунтов с высокой насыщенностью солями показатели степени обеспеченности снижаются на ¹/₃.)

Обеспеченность растений калием обычно в 2 раза выше, чем азотом и магнием. Для определения степени обеспеченности растений фосфором (вне зависимости от наличия органического вещества в грунте) принята следующая градация: низкая - 0-2, умеренная - 4-6, повышенная - 6-8, высокая - более 8 мг Р₂О₅ на 100 г грунта.

Дозы минеральных удобрений для огурца и томата рассчитывают по результатам агрохимического анализа с учетом количества питательных элементов, поступивших в грунт с навозом (табл. 8).

8. Дозы удобрений при различной обеспеченности грунта питательными элементами

Нередко грунты становятся непригодными вследствие использования удобрений в повышенных дозах. В практике часто наблюдается чрезмерное внесение медных и борных удобрений, а в отдельных случаях избыток бора имеет место при использовании торфа с высоким содержанием этого элемента.

Ошибки при внесении бора обусловлены, как правило, незначительными различиями между оптимальной и избыточной его концентрациями.

По устойчивости к избыточным дозам бора овощные культуры делят на очень чувствительные (огурец, фасоль), чувствительные (сельдерей, дыня, тыква), среднечувствительные (салат, редис, перец, листовая капуста, лук) и малочувствительные (томат, цветная капуста, свекла). Дозы борных удобрений составляют (кг д. в. на 1 га теплиц): для огурца - 0,5, для чувствительных культур - 0,75, среднечувствительных - 1 и для малочувствительных - 1,5.

Недостаток меди, задерживающий вегетацию и снижающий урожайность растений, чаще всего наблюдается на малозольном торфе низинного типа. Салат, шпинат, укроп, огурец, томат, редис, цветная капуста дают значительные прибавки урожая при внесении в грунт медьсодержащих удобрений. Однако ранее рекомендованная доза медного купороса (25 кг/га) оказалась завышенной. По данным НИИОХ, в почву до посева следует вносить 2-3 кг/га меди, или 10-12 кг медного купороса. Такие дозы необходимо применять и для тепличных грунтов.

Вносить марганцевые удобрения обычно не требуется, особенно в грунты, состоящие из низинного торфа, хорошо заправленные навозом (в нем более 300 мг/кг марганца). Много марганца в навозе на соломенной подстилке и в древесной золе (в золе сосны свыше 4000, березы - более 2100 мг/кг).

Марганцевые, цинковые, молибденовые и кобальтовые удобрения применяют для предпосевного намачивания семян и при некорневых подкормках.

При дефиците йода в грунтах снижаются питательные свойства овощей и может возникнуть йодная недостаточность у человека. Нехватка этого элемента может быть вызвана усиленным известкованием грунтов, а также применением хлорсодержащих минеральных удобрений. Зарубежные опыты показали эффективность применения йодита калия для некорневой подкормки растений, который повышал устойчивость их к некоторым заболеваниям и вредителям, например, огурца - к заражению галловой нематодой, томата - к поражению корневой гнилью.

При выращивании на гидропонике положительное действие на растения оказывал ванадий, увеличивавший продуктивность фотосинтеза.

Питание растений в течение вегетации регулируют с помощью жидких минеральных подкормок. При систематических подкормках растений минеральными удобрениями, проводимых на основе точных агрохимических анализов, отпадает необходимость применения трудоемких подкормок органическими удобрениями, которые могут явиться источником инфекции, так как скоту часто скармливают отходы овощей. Кроме того, с навозом в теплицы могут попадать соль и некоторые дезинфицирующие вещества (хлорная известь и др.), вследствие чего возможны выпады растений.

За период вегетации растений огурца (7-8 месяцев) в совхозах Подмосковья проводили 20-24 подкормки (затем их сократили до 12-15), чередуя применение органических и минеральных удобрений. Опыт совхозов "Марфино" и "Тепличный" показал, что чисто минеральные подкормки обеспечивают получение такого же урожая, как и органические, при этом значительно уменьшается количество растений, заболевших корневой гнилью, в 2 раза сокращаются затраты труда и средств на подкормку. В производственных опытах, проведенных в совхозе "Тепличный" еще в 1967 г., расходы на органо-минеральные подкормки составили 12,6 коп/м², тогда как на чисто минеральные - только 4,2 коп/м². С 1969 г. этот совхоз, а за ним и многие другие хозяйства полностью отказались от подкормок органическими удобрениями.

Минеральные подкормки начинают обычно через 2-2,5 месяца после высадки рассады огурца на постоянное место, т. е. во второй половине марта. Концентрацию солей в растворе подкормки в период массового плодоношения этой культуры увеличивают с 0,3 до 0,7%, а в начале и в конце вегетации уменьшают до 0,3-0,4%.

Подкормки растений огурца проводят 1 раз в 7-13, томата в 12-15 дней. Раз в месяц в состав подкормки включают микроудобрения. Состав подкормок определяют на основании анализа почвы и сока растений. При подкормках следят за тем, чтобы концентрация солей не превышала предельно допустимую, рассчитываемую по формуле:

где К - предельная концентрация солей (%); В - содержание органического вещества в почвенном грунте (%).

С этой целью 1 раз в месяц отбирают почвенные образцы. Каждый средний образец составляют из 20 индивидуальных проб (или из 40-50 проб, взятых буром с глубины 0-25 и 0-30 см).

При объемном методе агрохимического анализа, по данным Н. А. Смирнова (1977), предельные показатели содержания питательных элементов (по объемной вытяжке 1:2) составляют (мг в 1 л грунта):

Предельные показатели содержания питательных элементов (по объемной вытяжке 1:2) составляют (мг в 1 л грунта)

Перед посадкой основной культуры проводят полный анализ грунта (после пропаривания). При этом определяют процентное содержание органического вещества, рН водной вытяжки, гидролитическую кислотность, содержание азота, фосфора, калия, магния, железа, марганца, общую концентрацию растворимых солей.

По таблицам, оценивающим грунты в зависимости от содержания органического вещества, рассчитывают дозы внесения минеральных удобрений. Большую часть всей дозы вносят в сухом виде перед фрезерованием почвы.

Весьма важный агрохимический показатель при возделывании тепличных культур - величина рН. Он изменяется в течение вегетации тем больше, чем меньше насыщенность почвы основаниями. Большинство азотных удобрений является физиологически кислыми и, следовательно, подкисляют почвенный раствор. Необходимость внесения известковых удобрений устанавливают по величине рН водной вытяжки. Оптимальной считается рН 6,5 (в солевой вытяжке 6,1-6,3). При более низких значениях рН вносят известковые материалы (доломитовую муку) в дозе по ¹/₂ гидролитической кислотности с учетом плотности почвы.