"Световая цена" урожая огурца в зимне-весенних оборотах теплиц

Forcitations:Kurepin A.V., Pershin A.F., Shevkunov V.N. «Lighting price» of cucumber yield in the winter-spring turnover of greenhouses. Vegetable crops of Russia. 2021;(2):34-38. (In Russ.)

Одним из основных факторов, влияющих на рост и развитие растений, является свет. Огурец довольно сильно реагирует на интенсивность света. Поэтому для выращи-вания в условиях дефицита света: в зимне-весенних оборотах, – необходимо выбирать наиболее выносливые к недостатку света гибриды, способные максимально использовать поступающий свет и формировать высокий, более рентабельный урожай [1, 2].

Овощеводство защищенного грунта в нашей стране активно развивается. Площадь зимних теплиц в 2019 году превысила 2,5 тыс. га, при этом площадь пленочных теплиц достигла 10 тыс. га [3]. Происходит активное наращивание доли современных тепличных комбинатов, оборудованных искусственным досвечиванием. При этом, актуальной серьезной проблемой для отрасли остаются энергозатраты, связанные с тарифами. За последние пять лет затраты на газ увеличились на 24%, на электричество – на 39%, что особенно заметно в зимний период. При этом отпускные цены на продукцию овощеводства падают из-за перепроизводства [4]. Данный фактор приводит к увеличению сроков окупаемости дорогих современных теплиц. Снижение же себестоимости продук-ции возможно при более активном использовании естественных условий среды. Значительная часть юга России расположена в 5 световой зоне. Суммарная солнечная радиация, попадающая на горизонтальную поверхность при безоблачном небе, в январе здесь составляет от 120 до 160 МДж/м2 [5]. Этого вполне достаточно для выращивания устойчивых к недостатку света гибридов огурца. Однако в естественных условиях наблюдаются значительные колебания освещенности, приводящие к снижению выхода продукции (рис 1).

Специалисты селекционной компании Rijk Zwaan (Нидерланды) рассчитали, что для формирования 1 кг/м2 урожая среднеплодного (18-22 см) огурца требуется от 3500 до 4000 Дж/см2 солнечной радиации [6]. Кратковременное снижение поступающей энергии до 200 Дж/см2 приводит к полной остановке роста огурца, а такое же затенение в течение продолжительного периода приводит к полной гибели. Увеличение интен-

Рис 1. Приход фактической (синяя линия)и потенциально возможной (красная линия)солнечной энергии во время проведения опыта в КСЦ «Гавриш»

Fig. 1. Actual (blue line)and potential (red line) amount of solar energy during the experi-ment in the Crimean breeding Center "Gavrish"

сив-ности света ускоряет фотосинтез, у растений растёт количество ассимилянтов, использу-емых для развития цветков и последующих плодов [7].

Различные генотипы поразному реагируют на перепады поступления солнечной энергии, что выражается в разной «световой цене» единицы урожая и скорости реак-ции.

Цель исследования – выявление объективных критериев выносливости к недостатку освещения у различных гибридов огурца при помощи сравнения их по «световой цене» урожая: сколько энергии тратится на формирование 1 кг товарной продукции.

Материалы и методы

Опыты проводили на базе Крымского селекционного центра «Гавриш» Научно-исследовательского института селекции овощных культур в 2019-2020 годах. Растения выращивали в отапливаемых пленочных теплицах на субстрате из минеральной ваты на шпалере высотой 2,5 м. Посев осуществляли 21 ноября., посадку в теплицу – 12 декаб-ря. Конец оборота – 6 марта.

В опыт включили семь гибридов бугорчатого парте-нокарпического среднеплодного огурца, рекомендованных к выращиванию в зимне-весеннем обороте: F i Святогор («Rijk Zwaan»), F i Лютый, F i Сайбер, F i Ярый, F i Тайгерс, F i Булат и F i Варвар (все селекции «Гавриш»). Образцы были высажены в четырех повторностях, по шесть растений на делянке. Формирование растений вели по традиционной технологии: на первых семи узлах полностью удаляли пасынки и плоды. Следующие 4 узла удаляли пасынки, оставляя по одному плоду. После этого на очередном узле оставили все плоды и прищипнули пасынок над его первым листом. Выше пасынки укоротили над вторым листом. После того как центральный стебель достиг шпалеры, его направили вдоль ряда, сделали два оборота вокруг шпалеры и направили вниз. Центральный стебель прищипнули, когда его длина достигла 3,2 м. На свисающем вниз участке главного стебля все боковые побеги удаляли.

Семена были посеяны напрямую в кубики из минеральной ваты на столах в рассадном отделении. После появления всходов рассаду досвечивали лампами REFLUX Ag 600W, освещённость на поверхности стола составила 9 тыс. люкс. Первые три дня досвечивали круглосуточно, затем по 18 часов. Предпоследний день перед высадкой досвечивали 12 часов. В последний день перед высадкой рассаду не досвечивали [1].

В фазе 3-4 листьев рассаду огурца перенесли и высадили на постоянное место в теплицу, необорудованную приборами досветки. Густота посадки – 2,5 раст./м2. При выращивании придерживались уровней минерального питания, рекомендуемых Г. М. Кравцовой, температурные режимы и стратегию поливов применяли в соответствии со стандартной промышленной технологией [8].

Сбор плодов и учет урожая проводили регулярно 3 раза в неделю, через день.

Поступающий свет учитывали, используя показания метеостанции Priva Connext, ежедневно и круглосуточно. Разницу между приходящим к теплице и проникающим внутрь светом измеряли портативным люксметром CEM DT-1300.

Результаты и их обсуждение

Время проведения опыта совпало со временем роста потенциально возможной при абсолютно безоблачном небе приходящей солнечной радиации (красная линия на рис. 1). Это обусловленно ростом длительности дня и увеличением высоты солнца над горизонтом. Однако на практике (синяя линия на рис. 1) видны колебания освещенности по дням, связанные с облачностью.

Так как прибор учета солнечной радиации метеостанции находился снаружи, нужно было учитывать светопропускную способность конструкции теплицы. Для расчёта этого показателя проводили измерения переносным люксметром снаружи и внутри теплицы. Было установлено, что при большей интенсивности света (в ясную солнечную погоду) доля отраженного излучения увеличивалась, а при пасмурной погоде – уменьшалась. Светопропускная способность конструкции, таким образом, варьировала от 50% (солнце) до 66% (тучи). Чтобы рассчитать количество света, пришедшее внутрь теплицы и достигшее листьев огурца, показатели, измеренные прибором снаружи,перемножали на средний коэффициент светопропускной способности, равный 0,58. Полученные данные поступления суммарного

Рис 2. Поступление света и средняя урожайность плодов огурца по опыту в КСЦ «Гав-риш», 2019год

Fig. 2. Dynamics of the amount ofsolarenergy and the average yield of cucumber fruits ac-cording to the experience of the Crimean Breeding Center"Gavrish", 2019

Рис 3. Поступление света и средняя урожайность плодов огурца по опыту в КСЦ «Гав-риш», 2020 год

Fig. 3. Dynamics of the amount ofsolarenergy and the average yield of cucumber fruits ac-cording to the experience of the Crimean Breeding Center"Gavrish", 2020

света имели сильные колебания, поэтому их сгладили ме-тодом скользящей средней: суточное значение заменили средней за предыдущие, текущие и последующие сутки. Чтобы получить возможность сравнивать динамику света и урожая, определили величину суммарной солнечной радиации пошедшую на формирование урожая, разделив сумму полученного света за период плодоношения на сред-нюю урожайность.

Для построения корректного графика данные урожайности по сборам были разделены на количество дней между сборами, что позволило смоделировать формирование урожая посуточно и этим сопоставить его с динамикой поступившего солнечного освещения.

За какие именно дни суммарная солнечная радиация была использована растениями на формирование плодов, определяли путем сопоставления максимальных пиков освещенности и средней урожайности всех изучаемых гибридов. На рис. 2 видно, что за пиком поступления солнечной радиации наступает пик урожайности,а за периодом низкого уровня освещения наступает спад. Причинно-следственная связь между ними естественна и не вызывает сомне-ния.Отставание вторых пиков от первых,или время на формирование урожая в течение вегетационного периода было не одинаковым. Так, в 2019 году оно в начале плодоношения составляло 14 суток, в середине – 10, а в конце оборота – 8 суток. В 2020 году (рис. 3) в начале плодоношения явных пиков не наблюдали, а на графике они заметны в середине и в конце. Отставание составило 10 суток – в середине, и 8 суток – в конце оборота. Данные 2019 и 2020 годов по отставанию пиков хорошо соответствуют друг другу.

Сокращение периода превращения поступившей солнечной энергии в урожай плодов объясняется более эффективным усвоением поступающей в теплицу солнечной энергии по мере роста растений,а также её увеличением за счёт долготы дня и положения солнца над горизонтом. Повышение эффективности происходит благодаря увеличению площади ассимиляционного аппарата растения: площади, количества листьев на растении; количества одновременно наливающихся плодов на растении [9]. Сопостав-ление пиков позволило определить временной отрезок,когда свет используется растением на формирование урожая: за 14 суток до налива первого плода в начале оборота и за 8 суток до последнего сбора.

Так, сумма наружной освещенности в 2019 году, поступившая в период за 14 суток до начала плодоношения и за 8 суток до конца оборота составила 26 578 Дж/см2,. Таким образом листья растений получили 26578 х 0,58 = 15415 Дж/см2, а урожайность за 51 день составила в среднем 5,2 кг/м2. Для формирования в данном опыте урожайно-сти, равной 1 кг/м2, был необходим приход суммарной солнечной радиации ≈ 2964 Дж/см2. Это световая цена урожая огурца. Этот показатель существенно ниже указанно-го в литературе 3500-4000 Дж/см2 [5]. Разница объясняется тем, что здесь испытывали устойчивые к недостатку света гибриды в условиях

Таблица. Урожайность и световая цена огурцов в КСЦ «Гавриш», 2019-2020 годы

Table. Yield and "lighting price" of cucumbers in the selection center "Gavrish" in the city of Krymsk, 2019-2020

Гибрид Hybrid	2019 год		2020 год
	урожайность, кг/м² yield, kg/m2	световая цена 1 кг, Дж/см2 lighting price 1 kg, J/cm2	урожайность, кг/м² yield, kg/m2	отношение к 2019 г attitude to 2019	световая цена 1 кг, Дж/см2 lighting price 1 kg, J/cm2
F1 Святогор	5,2	2964	3,1	59%	4937
F1 Лютый	6,2	2486	3,6	58%	4252
F1 Сайбер	5,9	2613	3,3	56%	4638
F1 Ярый	5,5	2803	3,6	65%	4252
F1 Варвар	5,4	2855	3,8	70%	4028
F1 Булат	5,4	2855	3,6	67%	4252
F1 Тайгер	4,6	3351	3,6	78%	4252
средняя	5,2	2964	3,5	65%	4373
НСР 05	0,8		0,3

дефицита света, а литературные дан-ные были получены для светолюбивых форм в условиях светокультуры при искусственном досвечивании. Поэтому отношение 2900/3500 = 82% показывает, что гибриды, испытанные в опыте, на 18% более эффективно используют низкоинтенсивный свет для фор-миро-вания 1 кг урожая.

В 2020 году количество света за период плодоношения составило 26390 Дж/см2, а средняя урожайность за 56 дней – 3,6 кг/м2. Для образования 1 кг/м2 потребовалось 26390 х 0,58 / 3,5 = 4373 Дж/см2 света.

В опытах 2019 и 2020 годов был испытан один и тот же набор гибридов Fi огурца при одной и той же агротехнике, суммарная освещенность (26 578 и 26390 Дж/см2) и длина оборота (51 и 56 дней) слабо отличались. Показатели урожайности плодов в 2020 году снизились на 35%, что было вызвано наличием дополнительного негативного фактора: оценкой испытываемых гибридов на устойчивость к мучнистой росе. Оценка све-товой цены 1 кг плодов огурца помогла количественно оценить ущерб, наносимый ин-фекцией. При этом наиболее устойчивыми оказались гибриды Fi Тайгер и Fi Варвар. Степень устойчивости была оценена не только визуально по площади поражения листьев,а и по степени сохранения уровня урожайности.

Самую высокую урожайность за 51 день плодоношения в 2019 году показал F i Лютый (6,2 кг/м²). Для формирования 1 кг/м² ему потребовалось 2486 Дж/см² энергии света. На втором месте по урожайности F i Сайбер (5,9 кг/м²), для

Рис 4.Динамика формирования урожая огурца в КСЦ «Гавриш», 2019год

Fig.4.Dynamics ofcucumbercrop formation in the experience ofthe Crimean Breeding Cen-ter"Gavrish" in 2019

Рис 5.Динамика формирования урожая огурца в КСЦ «Гавриш», 2020 год

Fig.5.Dynamics ofcucumbercrop formation in the experience ofthe Crimean Breeding Cen-ter"Gavrish" in 2020

формирования 1 кг/м² ему потребовалось 26 13 Дж/см². Третьим по этому показателю был F i Ярый (5,5 кг/м²) – 2803 Дж/см².

По итогам двух лет испытания выделился гибрид F i Ярый, показав высокую урожайность в первый год испытаний (5 ,5 кг/м²) и меньшую потерю урожая (65%) при поражении мучнистой росой – во второй.

В 2019-2020 годах динамика плодоношения имела у всех гибридов волновой характер, зависящий от поступления солнечной радиации. Особое влияние на урожайность имеет скорость реакции на изменение освещенности. Наиболее быстрый ответ на повышение освещенности и медленную реакцию на затенение показывали гибриды с наибольшей урожайностью (рис 4,5). В 2019 году такими были F i Лютый, F i Сайбер и F i Ярый, а в 2020 году на фоне заражения мучнистой росой - F i Варвар. При этом на обоих графиках видно,что наиболее раннее начало плодоношения характерно для гибридов F i Лютый и F i Сайбер.

Выводы

Результаты исследований свидетельствуют о том, что свет является главным ли-митирующим фактором при выращивании огурца в зимний период в теплицах, не обо-рудованных приборами досветки. Неравномерность солнечной радиации приводит к волнообразному поступлению урожая. При этом в процессе увеличения степени солнечного освещения и повышения эффективности его использова-ния,период превращения солнечной энергии в урожай плодов сокращался от 14 до 8 суток за время опыта. Количество световой энергии, требующееся для формирования 1 кг урожая (световая цена), у разных гибридов не одинакова. Наименьшая световая цена урожая в нашем опыте была у F i Лютый, F i Сайбер и F i Ярый в 2019 году на уровне 2500-2800 Дж/ см². Эти наиболее устойчивые к дефициту света гибриды также медленнее других снижают урожайность при уменьшении света.Увеличение световой цены урожая на фоне заражения мучнистой росой позволило оценить устойчивость гибридов не визу-ально,а по степени потери урожая.В среднем гибриды снизили урожайность от поражения мучнистой ро-сой на 35% при той же освещенности, наиболее устойчивые из них сохранили от 67% до 78% урожая.

Об авторах:

(In Russ.)