Овощные культуры весьма требовательны к обеспечению элементами питания.
Поэтому для оценки уровня содержания в почвах доступных растениям форм питательных веществ систематически проводят агрохимическое обследование полей. Почвы овощных севооборотов часто выделяют в отдельную группу, для которой предусмотрен более высокий уровень содержание питательных веществ, чем для полевых культур.
Потребность овощеводства в органических удобрениях очень высокая, что связано с большой потребностью овощных культур в элементах питания пролонгированного действия, не создающих повышенной концентрации почвенного раствора, а также постоянной необходимостью поддерживать благоприятные агрохимические и агрофизические свойства и, прежде всего, высокую влагоемкость почв, необходимую для стабильного обеспечения растений влагой в течение вегетации. Особенно важное значение имеет содержание гумуса на легких малобуферных почвах при планировании высоких урожаев и глинистых почв. Большая потребность овощных культур в элементах питания может обеспечиваться только при высоком уровне их содержания в почве.
Удобрение азотом. Среди элементов питания в овощеводстве наиболее эффективно применение азота. В зависимости от почвенных и климатических условий на его долю приходится 60-65% прибавки урожая от применения минеральных удобрений. Особенно значительны прибавки урожаев от азота овощных культур, у которых в пищу используются вегетативные органы. Так, внесение под капусту 250 кг/га азота и более часто сопровождается устойчивым повышением урожайности. При этом наряду с ростом продуктивности, заметно возрастает содержание белка в растениях. В то же время содержание белка в овощах не имеет какого-либо существенного значения для питания людей, поскольку при современном рационе овощи покрывают только примерно 3-5% потребности человека в белке. Поэтому главной задачей овощевода является получение максимально возможных урожаев с высоким содержанием углеводов и витаминов.
Усиление азотного питания растений повышает содержание в них каротина и несколько снижает содержание витамина С. Высокие дозы азота, как правило, ухудшают вкус овощей. У листовых овощных культур неблагоприятно сказываются на структуре и плотности тканей, значительно ухудшается транспортабельность и лежкость овощей. Поэтому, несмотря на лидирующее действие азотных удобрений на урожайность необходимо гармоничное обеспечение растений азотом, фосфором, калием и другими элементами питания.
Азотные удобрения оказывают существенное влияние на содержание нитратов в растениях. Их наличие в овощах заметно возрастает в тех случаях, когда увеличение доз азотных удобрений уже не способствует повышению урожайности. Важно отметить, что нитраты являются неотъемлемой частью растительного организма. В зеленых растениях всегда содержатся нитраты, вопрос стоит об их количестве, оказывающим негативное влияние. В то же время вряд ли стоит ожидать токсического действия нитратов для людей, вследствие небольшого (менее 250 г на человека в сутки) потребления ими овощей.
При определении доз азота удобрений следует также учитывать, что повышение уровня азотного питания растений задерживает период созревания и товарную спелость овощей, а поскольку скороспелость овощей имеет важное хозяйственное значение, то дозы азота необходимо ограничивать.
Следует отметить, дозы азота, оптимальные в отношении повышения урожайности, практически всегда вызывают задержку созревания и уборки овощных культур, в т. ч. корне — и клубнеплодных. Ограничение доз азота дает в таких случаях большую прибыль из-за более ранней реализации овощей на рынке.
Поэтому при удобрении раннеспелых корне — и клубнеплодных овощей дозы азота, оптимальные в отношении валового сбора урожая, уменьшают, чтобы они не вызывали задержку уборки. Ранняя уборка овощей при ограничении удобрения азотом приводит к более высоким доходам, даже при некотором снижении урожайности. Частичный недобор урожая овощей, при более ранних сроках их уборки обеспечивает чаще всего более высокую прибыль.
Таким образом, при решении вопроса о дозе азота удобрений необходимо учитывать возможный валовой сбор урожая, время созревания (скороспелость) и качество овощей. С учетом этих положений и сортовых особенностей потребности овощных культур в азоте для регионов страны были разработаны
нормативы удобрения азотом, которые наиболее полно отражают климатические и агротехнические условия их возделывания.
Следует отметить, что в связи с большой потребностью высокопродуктивных овощных культур в азоте, во всех зонах страны наряду с основным (допосевным, допосадосным) внесением азотных удобрений, во избежания потерь, часто практикуется дробное внесение азота. Способ внесения азотных удобрений (в вразброс или очаговый) не влияет на урожай овощных культур.
Удобрение фосфором и калием. Уровень удобрения овощных культур фосфором и калием обусловливается их биологическими особенностями, урожайностью и плодородием почвы. Применение фосфорных и калийных удобрений в сочетании с оптимальными дозами азота обеспечивает получение высоких стабильных урожаев овощных культур. При возделывании овощных культур не ставится задача улучшения их качества за счет повышения содержания в них фосфора. Концентрация фосфора в овощных растениях не имеет существенного значения для физиологии питания человека, поскольку в других продуктах содержится вполне достаточно фосфора.
При определении срока и способа применения фосфорных удобрений используют те же приемы, как и при удобрении полевых сельскохозяйственных культур. Органические и фосфорно-калийные удобрения вносят под осеннюю вспашку почвы, а азотные — весной. При посеве овощных культур вносят 8-12 кг/га Р2О5 в виде суперфосфата, суперфоса или аммофоса.
При мехаизированной высадке рассады необходимое количество питательных веществ (по 15-20 кг/га NPK) содержится в посадочных горшочках или удобрения вносят при посадке, как сухом виде, так и в виде раствора.
Следует отметить, что поскольку входы репчатого лука, моркови, редьки и редиса чувствительны к повышенной концентрации солей, поэтому при посеве следует вносить только фосфорные удобрения -10 кг/га Р2О5 в виде гранулированного суперфосфата и суперфоса, а под белокочанную капусту, столовую свеклу, томаты и огурцы вносить полное минеральное удобрение в таких же дозах.
Если удобрения не были внесены осенью, то растения подкармливают азотными, фосфорными и калийными удобрениями при междурядной обработке. Первую подкормку проводят через 30 дней после посева или через 12-15 дней после посадки рассады, вторую — в период интенсивного роста растений при смыкании рядков. Подкормки проводят культиватором — растениепитателем на глубину 10-12 см.
При рассадном выращивании овощных культур растворимые фосфорные (суперфосфат, суперфос) или фосфорсодержащие (аммофос, нитрофоска и др.) удобрения добавляют в торфогрунт (компост) для приготовления горшочков из расчета 8-12 кг Р2О5 на 1 м3 компоста. Добавление такого количества фосфора в субстрат для приготовления горшочков позволяет в зависимости от их размера и густоты посадки рассады внести 25-40 кг/га Р2О5. Если при выращивании рассады внесение фосфора было недостаточным, то необходимое его количество вносят в составе полного удобрения (по 15-25 кг/га NPK) при механизированной высадке рассады в поле. Припосадочное внесение фосфора или NPK обеспечивает высокие прибавки урожая (20-30%) всех овощных культур. Эффективность применения фосфора при посадке или выращивании рассады, как правило, в 2-4 раза выше по сравнению с разбросным его внесением (Борисов В. А., 2008).
При определении доз калия под овощные культуры нельзя полностью ориентироваться на вынос его урожаем. Если дозы калия определять исходя из максимального выноса с урожаем, то они будут значительно превосходить потребность растений в калии. Повышенное содержание калия в овощной продукции, обусловленное высокими дозами калийных удобрений, рассчитанными по выносу, неблагоприятно для питания людей. Дозы калийных удобрений должны соответствовать получению наиболее высоких урожаев, хорошей транспортабельности и лежкости при хранении. Овощи, хорошо удобрявшиеся калием, меньше поражаются гнилями и при хранении меньше теряют сухого вещества.
При применении калийных удобрений важно учитывать, что многие овощные культуры — томаты, огурцы, фасоль, чувствительны к ионам хлора. Под них культуры следует вносить бесхлорные калийные удобрения.
Внесение фосфорно-калийных удобрений в запас оправдано на гумусиро — ванных буферных почвах, на легких почвах запасное внесение может привести к значительным потерям элементов питания в результате вымывания. Кроме того, внесение слишком большие количества фосфора и калия в запас особенно на легких почвах может вызывать угнетение растений высокой концентрацией солей.
Важную роль в повышении урожайности и качества овощных культур играют микроэлементы. Недостаток бора наиболее часто проявляется у цветной и кочанной капусты и томатов в виде бурой пятнистости после избыточного известкования, у столовой свеклы и сельдерея — в виде гнили сердечка и сухой гнили. Недостаток бора устраняется опудриванием или путем опрыскивания растений 0,2%-ным раствором борной кислоты.
Недостаток молибдена у овощных культур наблюдается преимущественно на кислых почвах. Особенно чувствительна к дефициту Мо цветная и брюссельская капуста. При этом ранние сорта капусты более чувствительны к его недостатку. Следует отметить, что если визуальные признаки недостатка молибдена у цветной капусты уже хорошо заметны, то внесение молибдена в почву будет малоэффективным. Для устранения недостатка молибдена у вегетирующих растений их опрыскивают 0,1-0,2% водным раствором молибдата аммония или натрия из расчета 2-3 кг/га. Наиболее целесообразно внесение 15-20 г молибдата натрия или аммония и 20-30 г борной кислоты на 1 м3 компоста для рассады. В этом случае изготовленные из него рассадные горшочки служат источником микроэлементов в течение вегетации.
Недостаток марганца и железа у растений, выращиваемых на почвах Нечерноземной зоны, практически не встречается, однако на обыкновенных карбонатных черноземах и каштановых почвах проявляется довольно часто.
Для устранения дефицита марганца и железа растения периодически опрыскивают 1%-ным раствором сульфата марганца или железа. Недостаток железа возможен при избыточной щелочности почвы. Особенно страдают от дефицита железа томаты, редис, редька и огурцы. Недостаток меди устраняется путем опрыскивания раствором сульфата меди из расчета 3-5 кг/га. Удобрение марганцем, магнием и бором повышает содержание сухого вещества и витаминов в растениях.
Требовательность растений к условиям минерального питания характеризуется затратами отдельных элементов на единицу урожая, суммарным выносом их урожаем (кг/га) и биологическими особенностями потребления питательных веществ растениями, обусловленные мощностью корневой системы, интенсивностью роста и использования элементов питания растениями на отдельных этапах развития.
По отношению к уровню минерального питания овощные культуры подразделяются на три группы.
1. Очень требовательные культуры, отличающиеся слабо развитой корневой системой — лук, чеснок, огурец, морковь, перец, цветная и ранняя белокочанная капуста.
2. Требовательные растения с относительно хорошо развитой корневой системой — среднеспелые и поздние сорта белокочанной капусты, томат, свекла столовая, тыква, кабачок,
3. Менее требовательные растения могут расти при широком диапазоне содержания элементов питания и кислотности почв — щавель, редька, репа, брюква, редис.
Потребность овощных растений в отдельных элементах питания значительно варьирует в течение периода вегетации. Растения при прорастании расходуют запасные вещества семени и не нуждается в элементах питании. Однако по мере истощения запасов семени проростки переходит на гетеротрофное корневое питание. При незначительном потреблении питательных веществ в этот период молодые растения очень чувствительны к их содержанию в почве. Недостаток или чрезмерный избыток содержания какого-либо элемента питания негативно сказывается на последующем росте и развитии растений.
В весенний период из холодной почвы корни молодых растений плохо усваивают фосфор, поэтому в это время они нуждаются в высокой обеспеченности фосфором. По мере роста и развития растений, для формирования надземной вегетативных органов и корней значительно усиливается поглощение всех элементов питания. При этом особенно быстро увеличивается во время образования и активного роста листьев и стеблей потребление азота, что вызывает необходимость поддерживать требуемый уровень содержания его в почве в минеральной форме. К началу образования плодов, когда вегетативные органы в основном сформированы, потребление азота у большинства овощных культур снижается, а использование фосфора и калия возрастает. Например, томат в период формирования ассимиляционного аппарата и плодоношения наиболее требователен к питанию азотом и калием, а перед цветением и образованием плодов (завязей) значительно увеличивается потребление фосфора. Недостаток его в этот период задерживает цветение, образование и созревание плодов.
Во время формирования запасающих органов (корнеплодов, стеблеплодов, кочанов и луковиц) двулетним овощным культурам (капуста, морковь, свекла, репа, редис, редька, лук, чеснок и др.) необходимо улучшение фосфорного и калийного питания. Перед завершением вегетации у всех растений происходит перемещение питательных веществ из вегетативных органов в репродуктивные и запасающие.
На основе приведенных затрат элементов питания на создание единицы (10 т) основной (товарной) и соответствующего количества побочной продукции определяют их вынос планируемым урожаем, а после вычитания элементов питания, потребляемых растениями из почвы, можно определить дозы удобрений. С ростом урожая возрастает потребление элементов питания растениями и потребность в удобрениях.
Рост растений зависит не только от их обеспеченности продуктами фотосинтеза, но и в значительной мере от условий роста корневой системы — реакции среды, плотности, температуры, влажности, аэрации почвы, содержания в ней элементов, активности почвенной микрофлоры и т. д.
Например, при плотности суглинистых почв более 1,4 г/см3 корне — и клубнеплоды (морковь, картофель и др.) затрачивают 40-60% энергии фотосинтеза на механическую работу.
Мощность и морфологическое строение корневой системы в значительной степени обусловливают ее способность обеспечивать растения водой и элементами питания. Чем больше масса и более разветвленная корневая система растений, тем выше доступность и лучше обеспечены элементами питания и устойчивее растения к неблагоприятным внешним условиям. Поэтому у диких форм растений масса корневой системы значительно преобладает над надземной вегетативной массой. Интенсивность поглощения элементов питания корневой системой в значительной мере зависит от ее удельной поверхности. Поэтому основное количество элементов питания поступает в зоне корневых волосков (зоной поглощения) молодых растущих кончиков корня, которые значительно увеличивают поверхность за счет корневых волосков.
Поскольку поглощение элементов питания растениями связано с затратами энергии, поглотительная деятельность корней может осуществляться только при хорошем обеспечении корней кислородом. Аэрация почвы играет важную роль не только в поглотительной деятельности корней, она оказывает также большое влияние на биологические и химические процессы внутрипочвенной трансформации элементов питания.
Существенное влияние на поступление элементов питания в растения оказывает температура почвы. Установлено, что температуре ниже 12°С значительно ухудшается использование растениями фосфора и калия из почвы, а при температуре ниже 8°С заметно снижается также потребление минерального азота.
Поступление ухудшается при понижении температуры также оказывает отрицательное действие на поступление азота, фосфора и калия в растения.
В условиях оптимального минерального питания температура около 5-6°С является критической для поступления основных элементов минерального питания в растения. Скорость поглощения элементов минерального питания возрастает для различных овощных культур с повышением температуры до оптимальной.