3.7 Воздушно-газовый режим

Воздушная среда обитания растения и ее газовый состав определяют во многом рост и развитие растений. Но это не ограничивается одной фотосинтетической деятельностью листовой поверхности растения. Важное значение имеет газообмен с внешней средой как надземных частей растения, так и корневой системы; кроме углекислого газа, большую роль играют кислород и водяной пар. Скорость движения воздуха является одним из важных факторов тепличной среды наряду с температурой и ОВВ; значе­ние его раньше недооценивали, по в последнее время ему стали уделять все большее внимание. Усиление скорости ветра увеличивает интенсивность фо­тосинтеза.

При застое воздуха, когда газообмен затруднен, недостаток СО₂ ослабляет фотосинтез, а слишком медленное удаление водяного пара ограничивает транспирацию. Растения в таких условиях ухудшают рост, заболевают и становятся чувствительными к колебаниям факторов среды. Особенно часто имеет место застой воздуха в зимний период. Скорость движения воздуха снижается по мере приближения к листу, так как растения оказывают сопротивление воздушным потокам. Оптимальная скорость движения воздуха в теплицах 0,3—0,5 м/с. С целью улучшения условий движения воздуха вокруг листа в объеме теплицы можно усилить его движение над растениями до 1—1,5 м/с.

Количество водяных паров в воздухе зависит от температуры последнего. Чем теплее воздух, тем больше водяного пара он может содержать в единице объема. Так, при 15 ⁰С в 1 м³ воздуха может содержаться 13 г водяного пара, при 35 ⁰С — 40 г, а при 5 ⁰С только 6,5 г. Если воздух от 15 ⁰С нагревается до 40 °С и при этом содержит 13 г водяного пара, то ОВВ со 100% снижается до 33%. При охлаждении от 15 до 5 ⁰С при том же содержании водяного пара (13 г) ОВВ остается 100%, но 6,5 г лишнего водяного пара выделяется в виде конденсата.

Воздействовать на количество водяного пара в воздухе можно через транспирацию растения, тем же путем, как и на ОВВ.

В зимний период конденсация происходит больше на остеклении тепли­цы, в менее холодный период года — на листьях и плодах: мясистые части растений, например плоды томата, согреваются медленнее чем воздух, вслед­ствие чего водяной пар конденсируется на холодных плодах. Как уже гово­рилось выше, выпадение конденсата на растения необходимо избегать путем строгого соблюдения режима температуры при переходе от ночного режима к дневному и обратно.

В теплицах в связи с интенсивной фотосинтетической деятельностью рас­тений в солнечные дни концентрация СО₂ может падать ниже естественного содержания ее в воздухе: от 0,03 до 0,01% и даже еще ниже (рис. 3.11).

Исключением являются культиваци-онные сооружения на биологическом обогреве (весь период их эксплуатации) и теплицы, отопляемые путем прямого сжигания газа (в течение отопительно­го сезона). При культуре растений на со­ломенных тюках последние являются ис­точником СО₂, и подкормки углекисло­той в этом случае не требуются.

Углекислый газ непосредственно участвует в фотосинтезе, интенсивность которого зависит от концентрации СО₂ в окружающем воздухе (рис. 3.12).

В естественных условиях концентрация углекислого газа в воздухе находится на уровне 300—400 ррm. При ее повышении до 700—800 ррm интенсивность фото­синтеза у различных культур возрастает до определенного предела, после чего по­вышение концентрации СО₂ уже не способствует ускорению фотосинтеза. При высоком уровне потребления СО₂ для фотосинтеза целесообразно обеспечить под­ гидропонных теплицах, поскольку здесь, как правило, почвогрунт заменяет­ся минеральными и другими субстратами, не выделяющими углекислоту.

Сравнительное изучение фотосинтеза и транспирации тепличного огур­ца показало, что ОВВ играет также значительную роль в ассимиляции СО₂ в гидропонных теплицах, поскольку здесь, как правило, почвогрунт заменяет­ся минеральными и другими субстратами, не выделяющими углекислоту.

Сравнительное изучение фотосинтеза и транспирации тепличного огур­ца показало, что ОВВ играет также значительную роль в ассимиляции СО_{2 .} По данным Т. Хорне (Япония), при 90% ОВВ отмечен более интенсивный, чем при 50%, фотосинтез по мере повышения интенсивности радиации. На­рушение температурного и водного режимов при 50% ОВВ привело к умень­шению степени открытия устьиц, что при 90% ОВВ не наблюдалось. Не­согласованное регулирование концентрации СО₂ как в сторону понижения, так и в сторону повышения может дать отрицательные результаты.

В связи с повышенным потреблением углекислого газа тепличными куль­турами восполнение его недостатка проводится путем искусственного обога­щения воздуха теплиц. Подкормка СО₂ тепличных культур включена в ком­плекс афотехнических мероприятий и является одним из решающих звеньев технологии промышленного тепличного овощеводства.

Современные тепличные хозяйства имеют более перспективный источ­ник СО₂ —отходящие газы котельных (ОГК), использующих в качестве топ­лива природный газ, не содержащий серу или другие вредные примеси.

Подкормку СО₂ проводят обычно по суточному графику (расход СО₂ на 1 га составляет 60—80 кг/.ч). Обычно необходимая концентрация СО₂ в теп­лице достигается через час после начала подачи газа. В связи с этим подкор­мку СО₂ начинают за час до восхода и прекращают за час до захода солнца. При использовании более дорогостоящего источника углекислоты растения подкармливают в утренние и послеобеденные часы.

Концентрацию регулируют в зависимости от освещенности. При осве­щенности менее 2 клк подкормку не производят. При освещенности до 10 клк концентрацию повышают до 0,1%. С повышением концентрации СО₂ повышают соответственно и температуру — примерно на 2 °С по сравнению с принятым без СО₂ режимом (для изменения концентрации СО₂ применя­ют газоанализаторы типа ГОА (газоанализатор оптико-акустический) про­изводства Германии и др.

Применение подкормки СО₂ путем ненормированного сжигания газа или жидкого топлива может привести к превышениям предельно допустимой кон­центрации вредных газов (табл. 3.8)

Таблица 3,8