Тепловий режим для росту і розвитку рослин овочевих культур

Оптимальна температура сприяє активному процесу фотосинтезу. Коливання її негативно впливає на ріст і розвиток рослин і часто призводить до ураження їх хворобами. Так, при різких змінах температури огірок уражується борошнистою росою, пероноспорозом, помідор — фітофторозом. З підвищенням температури посилюються процеси асиміляції і синтезу органічних речовин, але одночасно підвищується інтенсивність дихання. Тому при надмірному підвищенні температури може статися так, що процеси синтезу речовин і витрати їх на дихання урівноважаться. Такий стан називають компенсаційною точкою. При різкому зниженні температури в рослинах порушуються процеси обміну речовин, які призводять до їх загибелі.

Вплив температури

Прогрівання ґрунту навесні впливає на строки сівби та інтенсивність проростання насіння. Так, насіння буряка столового при температурі ґрунту 4°С проростає через 20—22 дні, 10°С — через 10—12 і при 15—18°С — через 5—6 днів.

У холодостійких культур при ранніх строках сівби рослини завжди будуть краще розвинені, ніж при пізніх, і матимуть вищу продуктивність. Це пояснюється тим, що при таких строках сівби (тобто при нижчій температурі), хоча сходи рослин з’являються дещо пізніше, однак коренева система в них росла і краще розвивалася, ніж при пізніх. Такі сходи легше переносять короткочасні посухи, а рослини від них більш продуктивні. При пізніх строках сівби температура ґрунту вища, сходи з’являються швидше, інтенсивніше наростає вегетативна маса, ніж коренева система. Це призводить до диспропорції між кореневою системою і листковим апаратом у забезпеченні вологою рослини, внаслідок чого в жарку, сонячну погоду листки в’януть. Таке явище часто спостерігається на буряку столовому. А це, в свою чергу, призводить до зниження продуктивності рослин. Отже, ранні строки сівби холодостійких культур мають значну перевагу над пізніми. Слід зазначити, що мінімальна температура проростання органів вегетативного розмноження деяких культур нижча, ніж насіння. Так, мінімальна температура проростання бульб картоплі становить 4—5°С, а насіння картоплі — 12—15°С, сходи ревеню з кореневищ на поверхні ґрунту з’являються при температурі 1—2°С, а насіння ревеню проростає, коли ґрунт прогріється до 8—10°С.

Вплив температури на ріст і розвиток рослин залежить також від їх стану та дії інших факторів. Так, з підвищенням інтенсивності сонячного освітлення при достатньому вмісті в ґрунті вологи і поживних речовин фотосинтез активніше відбувається при вищій температурі. При зменшенні освітлення активність фотосинтезу знижується. У процесі еволюції рослини пристосувалися до того, що вимоги їх до температури в темноті менші, ніж при освітленні. Це явище називається термоперіодизмом. Регулювання температури повітря протягом доби з урахуванням інтенсивності сонячного освітлення і темноти має велике значення при вирощуванні овочів у закритому ґрунті.

Реакція рослин на температурний режим залежить від їх фізичного стану. Сухе насіння витримує зниження температури до мінус 198°С, вегетативні органи холодостійких рослин не переносять її зниження нижче мінус 6—12°С, а теплолюбних — плюс 1—3°С. Найбільш чутливі до зниження температури генеративні органи. Так, рослини капусти витримують зниження температури до мінус 5—8°С, а суцвіття і квітки її гинуть при мінус 1—2°С. Пилок найбільш чутливий до високих температур, а приймочки і маточки — до низьких. Коренева система більш чутлива до різких коливань температури та її знижень. Однак оптимальною для неї є температура, на 1—3°С нижча за температуру для надземної маси (вночі на 2—3°С вища).

Певною мірою температура ґрунту впливає і на приживлення розсади овочевих культур. При достатньому прогріванні ґрунту вона приживається швидко, а при висаджуванні у холодний — повільно, рослини втрачають тургор і можуть загинути. Вимогливість овочевих культур до температури в процесі росту і розвитку також неоднакова, тому визначення параметрів оптимальної температури протягом вегетаційного періоду для окремих фаз росту має велике практичне значення, особливо при вирощуванні їх у закритому ґрунті. Важливо також знати мінімальні і максимальні температури повітря для кожної культури.

Визначення оптимальних температур

Межа оптимальної температури повітря для овочевих культур визначається за формулою: Т опт. = Т хм. ± 7°С, де Т опт. - оптимальна температура, яка в різні фази вегетації рослини різниться від оптимальної в хмарну погоду (Т хм.) не більше, як на ± 7°С (табл. 1).

За межами температурного оптимуму (Т хм. ± 7°С) ріст рослин сповільнюється, а при подвійному відхиленні (Т хм. ± 14°С) — припиняється. Так, оптимальна температура для росту помідора в різні фази становить 22±7°С (15°С вночі і до 29°С вдень у сонячну погоду). При 8°С (22°С—14°С) (мінімальна) і 36°С (22°С + 14°С) (максимальна) температурах ріст помідора припиняється. Однак при вологості повітря 95% помідор витримує температуру до 40°С. Теплолюбні овочеві культури досить чутливі до зниження температури нижче за оптимальну. При з’явленні сходів зниження температури нижче за оптимальну протягом 2—3 діб затримує ріст огірка (в’януть сім’ядолі). Холодостійкі культури (капуста, коренеплоди) гірше переносять підвищення температури.

Вимогливість овочевих культур до тепла

Вимогливість овочевих культур до теплазалежить від їх біології та географічного походження, сорту та умов вирощування. За вимогливістю до тепла овочеві культури поділяють на 5 груп.

Морозо- і зимостійкі культури

Морозостійкість — це здатність рослин переносити несприятливі умови зими (висоту снігу, снігову кірку, випирання, низькі температури до мінус 10°С і нижче, відлиги). Їхні бруньки і підземні органи перезимовують у ґрунті і рано навесні при температурі 1—2°С починають відростати. Оптимальна температура їх росту 15—20°C. До таких культур належать багаторічні сорти цибулі, ревінь, часник, щавель, хрін, катран, спаржа, естрагон. Наприклад, у західних областях із помірними зимами добре перезимовують петрушка, шпинат і деякі форми салату, тоді як щавель, ревінь, катран і хрін чудово зимують у всіх кліматичних зонах України.

Холодостійкі культури 

Переносять короткочасні зниження температури повітря до мінус 3—7°С. Насіння їх починає проростати за температури 2—5°С. Оптимальна температура для їх росту — 15—20°С. До цієї групи належать капуста, коренеплоди, салат, мангольд, горох, біб, цибуля ріпчаста, шалот, порей, гірчиця салатна, крес-салат.

Середньохолодостійкі культури

Оптимальна температура для росту така ж, як і для холодостійких, але при зниженні її до 0—1°С пошкоджуються надземні органи (стебла, листя). До цієї групи належить картопля. Оптимальна температура росту асиміляційного апарату культур цієї групи становить 18—25°С, а кореневої системи — 16—20°С. При температурі повітря, вищій за 30°С, процеси дисиміляції (дихання) починають переважати над асиміляцією (синтезом органічної речовини), внаслідок чого ріст рослин припиняється.

Теплолюбні культури

Оптимальна температура росту теплолюбних культур 22—29°С. При вологості повітря до 90—95% вони добре переносять підвищені температури (до 40°С). При зниженні температури до 7°С протягом 3—4 діб процеси асиміляції припиняються, а при 3°С рослини гинуть. До цієї групи належать помідор, перець, баклажан, огірок, кабачок, патисон, гарбуз твердокорий і великоплідний.

Жаростійкі культури

Жаростійкі — це типові теплолюбні культури, які здатні переносити температуру повітря до 36—40°С. Коагуляція білка в них настає при температурі 40—45°С. До них належать гарбуз мускатний, кавун, диня, квасоля, кукурудза. Ці культури досить погано переносять зниження температури до 10—15°С.

Вплив температури на ріст і розвиток овочевих культур залежить також від сортових особливостей. Так, за даними ЮБ УААН, підвищення температури ґрунту до 28°С знижувало врожайність редиски сорту Корейська місцева на 50,7, а Червона з білим кінчиком — на 21,1%.

Вимогливість овочевих культур до тепла неоднакова також у різні фази росту. Якщо насіння їх може бубнявіти при низькій плюсовій температурі (0—3°С), то у холодостійких культур воно проростає при 3—5 °С, а в теплолюбних — 12—15°С.

Підвищення температури ґрунту до 25—30°С прискорює проростання насіння, появу сходів більшості теплолюбних овочевих культур, а до 18—22°С — і холодостійких. При достатній кількості тепла в набубнявілому насінні активізуються процеси дихання, дія ферментів, перетворення складних органічних речовин у більш прості, що сприяє інтенсивному поділу клітин зародка. Зниження температури після з’явлення сходів позитивно впливає на ріст кореневої системи та сповільнює — підсім’ядольного коліна, внаслідок чого рослини не витягуються.

Терміни збирання овочевих культур

Терміни збирання овочевих культур залежать від їх біологічних особливостей. Тому за строками збирання врожаю їх розділяють на ранньозборові, багатозборові та пізньозборові. 

Ранньозборові формують товарний урожай протягом 20—60 діб від сходів. До них відносять капусту пекінську, салат листовий і головчастий, мангольд, кріп, крес-салат, шпинат, редиску, редьку літню. Можна віднести до них також капусту ранню, моркву і буряк столові на пучкову продукцію, петрушку та цибулю для одержання зелені, а також горох на зелений горошок. Після збирання зазначених культур потрібно висівати або висаджувати розсаду тих культур, вегетаційний період яких не перевищує 130—150 днів, залежно від зони.

Багатозборові культури — це переважно теплолюбні та жаростійкі, початок збирання товарного врожаю яких настає на 45—80 добу після сходів або висаджування розсади, але воно продовжується аж до кінця вегетації (до приморозків). До них відносяться огірок, кабачок, патисон, помідор, перець, баклажан, квасоля спаржева, біб, середньостиглі сорти капусти білоголової, червоноголової, савойської, цвітної, броколі. Сюди також можна віднести кукурудзу цукрову. Після окремих культур ранньостиглих сортів у серпні — на початку вересня ще можна одержувати повторний урожай зеленних культур із коротким вегетаційним періодом (кріп, салат, редиска).

Пізньозборові культури — це в основному ті, які збирають за одним заходом у літньо-осінній період аж до приморозків. До них належать капуста білоголова пізньостиглих сортів, червоноголова, савойська, брюссельська, морква, петрушка, селера, пастернак, буряк і редька зимова.

Деякі овочеві культури, товарну продукцію яких потрібно мати протягом року, висівають у 2—6 строків, залежно від їх біологічних особливостей. При цьому слід зазначити, що строки надходження товарної продукції тісно пов’язані з метеорологічними умовами року і зони вирощування. Тому період від сівби до збирання врожаю може скорочуватися або подовжуватися на 5—7 днів, залежно від погодних умов року.

Регулювання теплового режиму

Тепловий режим вирощування овочевих культур у відкритому фунті залежить від кліматичних умов, тривалості теплого і безморозного періодів, суми активних температур. Тривалість безморозного періоду і кількість теплих днів у різних областях України неоднакові (табл. 2).

У південних областях тепловий режим більш сприятливий для теплолюбних і жаростійких культур (помідора, перцю, баклажана, огірка та баштанних). При вирощуванні ранніх овочів і для створення сприятливих умов для теплолюбних культур у районах з меншою кількістю теплих днів здійснюють певні агротехнічні заходи: сівбу і висаджування розсади в оптимальні строки на південних схилах і грядках, внесення підвищених доз органічних добрив, розміщення рядків із півночі на південь, мульчування тощо.

Холодостійкі культури висівають під зиму і рано навесні. Для них тривалість найбільш сприятливого періоду визначають за кількістю днів з температурою понад 10°С, а для багаторічних — понад 5°С. Деякі з цих культур (шпинат, салат, часник) добре вдаються й при пізньолітніх і ранньоосінніх строках сівби. Для теплолюбних культур період цей визначається кількістю днів із температурою вищою за 15°С (насіння їх висівають при прогріванні ґрунту до 12—15°С).

Холодостійкі культури у південних районах розміщують на площах із пониженими елементами рельєфу, на північних схилах, застосовують також зрошення дощуванням. Теплолюбні культури на Поліссі і в західних областях вирощують на південних схилах, де ґрунт краще прогрівається. Вирощують їх також на грядках, на яких вносять підвищені дози органічних добрив.

Для поліпшення мікроклімату деякі овочеві культури розміщують у кулісах високорослих культур (кукурудзи, сорго, бобу, соняшнику). Для регулювання температури ґрунту застосовують мульчування посівів полімерними плівками, агроволокном, папером, торфом, соломою тощо, що поліпшує тепловий режим і сприяє зберіганню вологи у верхньому шарі ґрунту, де розміщується основна маса кореневої системи. В результаті цього рослини ростуть інтенсивніше і підвищується їх продуктивність.

Оптимальний температурний режим у спорудах закритого ґрунту підтримують штучно: теплиці та парники провітрюють, обприскують скляну поверхню суспензією крейди чи затінюють щитами, застосовують освіжні поливи, дощування покрівлі. Для зменшення втрат тепла парники на ніч вкривають матами, теплиці утеплюють плівкою, закривають і замазують щілини.

Вплив температури повітря на ріст і розвиток овочевих культур залежить і від їх біологічних особливостей. Так, перець солодкий добре росте, формує високий урожай плодів і насіння тоді, коли сума температур вище 15°С становить понад 1900°, баклажан — 2000°, а баштанні культури — 2200—2770°С (А.Д. - додаються всі температури вище 15°С за весь вегетаційний період). За підвищених температур повітря і ґрунту краще достигають плоди і насіння. Саме тому такі культури, як перець солодкий, баклажан і баштанні, вирощують у промислових масштабах переважно у південних районах України.

Підвищення холодо- і морозостійкості овочевих культур має велике практичне значення. Холодо- і морозостійкі культури добре переносять зниження температури і швидко відновлюють процеси фотосинтезу. Підвищення холодостійкості культур дає можливість раніше проводити сівбу і висаджувати розсаду у відкритий ґрунт.

Вирощування овочевих культур у різних природнокліматичних зонах визначається тривалістю їх вегетаційного періоду: для холодостійких — кількістю днів із середньодобовою температурою 10°С, а теплолюбних — 15°С. Холодостійкі культури висівають, коли середньодобова температура досягне 3—5°С. При підвищенні температури до 10°С починається активний ріст надземної частини. Холодостійкі культури у відкритому ґрунті у південних районах можна починати вирощувати з другої декади березня, у північних — із другої декади квітня, а теплолюбні — відповідно з третьої декади квітня і середини травня.

Запобігання заморозкам

Великої шкоди завдають овочівництву весняні заморозки. Щоб запобігти пошкодженню рослин, підбирають холодостійкі сорти, діють на насіння пониженими температурами, загартовують розсаду, застосовують димлення і дощування посівів.

На Поліссі і в Лісостепу в травні вночі температура часто знижується до мінус 2°С, що негативно впливає на ріст холодостійких культур і навіть спричиняє загибель теплолюбних. Підвищення холодостійкості овочевих культур може запобігати цьому.

Наші селекціонери значну увагу приділяють питанням підвищення холод-, морозо- і жаростійкості овочевих культур. Розроблено також агротехнічні заходи щодо підвищення холодо- і морозостійкості овочевих культур (загартування набубнявілого і проростаючого насіння та розсади). Загартування підвищує вміст цукрів, розчинних мінеральних солей і посилює утворення біогенних стимуляторів у клітинах рослин. Ці речовини, у свою чергу, підвищують осмотичний тиск у клітинах і знижують поріг коагуляції протоплазми. Концентрація клітинного соку і стійкість протоплазми до зниження температури підвищуються також при підживленні рослин фосфорно-калійними добривами, чергуванні помірного та обмеженого поливів, висіванні насіння в ранні строки тощо.

Стійкість рослин до зниження температури, приморозків залежить від біологічних особливостей і віку їх. Більше пошкоджуються молоді рослини, оскільки в них більше, ніж у старих, води і слабше розвинена кутикула. Саме тому і розсада старшого віку краще переносить приморозки, ніж молодшого.

Велике значення для підвищення холодостійкості рослин має селекційна робота, зокрема з теплолюбними і жаростійкими овочевими культурами.

Барабаш О.Ю., Тараненко Л.К., доктор біологічних наук, Сич З.Д. (Національний університет біоресурсів і природокористування України, кафедра овочівництва)