Способ выращивания черешни на гидропонике

Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности к гидропонным способам выращивания древесных растений, и может быть использовано для выращивания черешни в защищенном грунте. Способ включает высаживание посадочного материала черешни в контейнеры с инертным субстратом и последующее культивирование растений, включающее облучение черешни в период вегетации оптическим излучением в видимом диапазоне спектра. Черешню дополнительно облучают в фазе покоя излучением в видимом диапазоне спектра и в ближнем ИК-диапазоне, а облучение в ближнем ИК-диапазоне проводят, по меньшей мере, в фазах сокодвижения и набухания почек. Выращивание черешни проводят в условиях светокультуры, или в условиях естественного светового цикла, или в условиях досвечивания. В качестве посадочного материала используют саженцы черешни. Облучение в видимом диапазоне спектра и в ближнем ИК-диапазоне могут вести ежедневно. Причем облучение в видимом диапазоне спектра и в ближнем ИК-диапазоне с фазы сокодвижения до фазы активного роста ведут, ежедневно увеличивая время облучения, а с фазы закладки почек до фазы листопада ведут, ежедневно уменьшая время облучения. Облучение в ближнем ИК-диапазоне проводят при длине волны 0,74-2,5 мкм. Способ обеспечивает повышение эффективности культивации черешни и увеличение урожайности. 7 з.п. ф-лы.

 

Заявляемое изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к гидропонным способам выращивания древесных растений, и может быть использовано для выращивания черешни в защищенном грунте.

Известны способы выращивания растений в защищенном грунте с использованием малообъемной технологии (т.е. методом гидропоники на искусственных средах).

Известен способ выращивания взрослых растений земляники методом гидропоники, включающий высаживание земляники в растильни гидропонной установки и культивации растений, при этом рассаду земляники высаживают в возрасте 52-57 дней в горшки, размещают горшки с рассадой в крышки ближайшего к вершине установки лотка, а через 6-8 дней крышки каждого лотка или сами лотки, кроме ближнего к основанию установки, перемещают на место соседних, расположенных ближе к основанию, с горшков ближайшего к основанию лотка убирают растения или из этого лотка убирают горшки с растениями, или убирают крышку с горшками, или сам лоток с растениями. Согласно изобретению устанавливают температурный режим в течение первой половины суток и второй половины суток и интенсивность облучения искусственным светом в течение первой половины суток [патент RU 2048069 С1, приоритет 09.03.1993 г., опубликовано 20.11.1995 г.].

К недостаткам известного способа гидропонного выращивания можно отнести направленность технологии на выращивание конкретного биологического вида - земляники, то есть неприспособленность к выращиванию других культур. Данный недостаток делает применение такой технологии ограниченным.

Известен способ выращивания растений методом аэрогидропоники, в соответствии с которым ведут подготовку воды и питательных смесей, регенерацию питательных растворов, обработку воздуха в производственных помещениях, высаживание и культивирование растений в растильнях, освещение растений, при этом в питательную смесь добавляют растворы твердых, жидких и газообразных веществ, как в обычных, так и в гомеопатических концентрациях с соответствующей динамизацией растворов. Питательные смеси для стерилизации раствора и его структурной перестройки обрабатывают источниками излучения в комбинации друг с другом или индивидуально, например лазерным излучением [патент RU 2267259 С2, приоритет 05.01.2004 г., опубликовано 10.01.2006 г.].

Недостатком известного способа выращивания растений является невозможность выращивать растения с ярковыраженными фотопериодическими реакциями.

Ближайшим аналогом заявляемого способа выращивания черешни на гидропонике является способ выращивания растений в теплице на стеллажах гидропонных установок, включающий высаживание рассады в стеллажные лотки с питательным раствором, культивирование растений и облучение верхней поверхности листьев растений в течение периода вегетации потоком оптического излучения в видимом диапазоне спектра, при этом в период вегетации дополнительно облучают нижнюю поверхность листьев растений потоком оптического излучения в видимом диапазоне спектра и одновременно воздействуют на обе листовые поверхности сканирующими вдоль и поперек них потоками лазерного излучения, причем оптические оси этих потоков, падающих соответственно на верхнюю и нижнюю поверхности листьев растений, в каждой точке данных поверхностей в любой момент времени пересекаются, а суммарная интенсивность потоков лазерного излучения в точках пересечения их оптических осей постоянна [патент RU 2028769 С1, приоритет 29.07.1992 г., опубликовано 20.02.1995 г.].

Недостатком ближайшего аналога является неудовлетворительная эффективность культивации и невысокая урожайность выращиваемых растений, обусловленные неэффективным и нерациональным использованием энергии излучения осветительного оборудования, в частности ламп, а также чрезмерная сложность реализации технической части способа.

Кроме того, известные способы применяют к культивации овощных, ягодных и декоративных растений, которые в полной мере не учитывают особенности выращивания плодовых культур, в частности древесных растений, к которым и относится черешня, имеющих многолетний цикл развития и выраженную фотопериодическую реакцию.

Известно, что черешня относится к листопадным деревьям, и цикл ее сезонного развития совпадает со сроками наступления фенологической весны и осени в умеренном климате. Вместе с тем, это южная плодовая культура, и для нее характерно быстрое прохождение основных фенологических фаз весной и в начале лета. Биологической особенностью данной культуры является способность быстро уходить в состояние покоя и быстро пробуждаться и возобновлять рост.

Эти предпосылки дают основание для разработки способа управления ростом и развитием черешни в контролируемых условиях защищенного грунта.

Задачей настоящего изобретения является разработка простого и эффективного способа выращивания черешни с помощью малообъемной технологии в условиях защищенного грунта как при отсутствии естественного освещения или в закрытом помещении (в условиях светокультуры), так и в смешанном (с досвечиванием) и естественном световом циклах, позволяющего круглогодично культивировать черешню благодаря интенсификации (сокращению) вегетационного периода и улучшению фотосинтетической активности.

Технический результат, на достижение которого направлено настоящее изобретение, заключается в повышении эффективности культивации черешни и в увеличении урожайности.

Технический результат достигается тем, что способ выращивания черешни по малообъемной технологии, включающий высаживание посадочного материала черешни в контейнеры с инертным субстратом и последующее культивирование растений, включающее облучение черешни в период вегетации оптическим излучением в видимом диапазоне спектра, согласно изобретению черешню дополнительно облучают в фазе покоя излучением в видимом диапазоне спектра и в ближнем РЖ-диапазоне, а облучение в ближнем РЖ-диапазоне проводят, по меньшей мере, в фазах сокодвижения и набухания почек.

При этом согласно изобретению выращивание черешни могут проводить в условиях светокультуры.

При этом согласно изобретению выращивание черешни могут проводить в условиях естественного светового цикла.

При этом согласно изобретениювыращивание черешни могут проводить в условиях досвечивания.

При этом согласно изобретениюв качестве посадочного материала могут использовать саженцы черешни.

При этом согласно изобретению облучение в видимом диапазоне спектра и в ближнем РЖ-диапазоне могут вести ежедневно.

При этом согласно изобретению облучение в видимом диапазоне спектра и в ближнем РЖ-диапазоне с фазы сокодвижения до фазы активного роста могут вести ежедневно увеличивая время облучения, а с фазы закладки почек до фазы листопада могут вести ежедневно уменьшая время облучения.

При этом согласно изобретению облучение в ближнем РЖ-диапазоне могут проводить в диапазоне длин волн 0,74-2,5 мкм.

Заявляемый способ выращивания черешни по малообъемной технологии осуществляется следующим образом.

Выращивание черешни может проводиться в условиях светокультуры или в условиях естественного светового цикла или в смешанном цикле, т.е. в условиях досвечивания.

Для выращивания черешни в защищенном грунте подходят деревья, привитые на карликовые и суперкарликовые подвои.

Традиционные сорта и подвои черешни, применяемые в промышленном садоводстве, не подходят для культуры черешни в защищенном грунте из-за некоторых своих характеристик, выгодных в открытом грунте, но неприемлемых в условиях защищенного грунта.

Сорта должны иметь высокую генетическую урожайность, иметь раннее вступление в плодоношение и иметь полную самоплодность. Требование полной самоплодности позволяет исключить проблему подбора оптимальных комбинаций «сорт-опылитель» и устранить целый комплекс проблем, связанных с опылением в защищенном грунте, особенно в зимнее время.

Исследование приемов управления фотопериодизмом черешни при культивировании в защищенном грунте проходили на базе опытного хозяйства заявителя, расположенного в Иловлинском районе Волгоградской области в хуторе Каменский на участке, соседствующем с пойменным лесом Дона.

В хозяйстве заложен опытный сад самоплодных сортов черешни канадской селекции, привитых на карликовом подвое отечественной селекции. Деревья черешни выращивались на шпалере круглогодично в защищенном грунте (в теплице).

Черешня в теплице выращивалась по малообъемной технологии на торфяном субстрате. Система полива капельная с фертигацией питательным раствором.

Растения, находящиеся в состоянии физиологического покоя, высаживают, например, в виде саженцев, в инертный субстрат и закрепляют соответствующим образом для дальнейшего культивирования. В фенологической фазе покоя начинается полив питательным раствором.

Облучение черешни начинают в фенологической фазе покоя одновременно в видимом диапазоне спектра и в ближнем ИК-диапазоне (0,74-2,5 мкм). Облучение может проводиться ежедневно.

Исследования показали, что излучение в ближнем ИК-диапазоне имеет прямое физиологическое воздействие на самую раннюю стадию вегетации деревьев черешни в защищенном грунте - выход из состояния покоя, начало сокодвижения и набухание почек.

Растения выходят из состояния покоя. Затем продолжают одновременное облучение растений в видимом диапазоне и в ближнем ИК-диапазоне в фазах сокодвижения и набухания почек. Через некоторое время распускаются листья, и происходит цветение. Затем образуются завязи и созревают плоды. Производят сбор плодов. Облучение в ближнем ИК-диапазоне можно закончить после фазы набухания почек и далее продолжать облучать черешню до окончания периода вегетации излучением в видимом диапазоне. А в следующей фазе покоя снова проводить облучение черешни одновременно в видимом диапазоне спектра и в ближнем ИК-диапазоне.

После листопада начинается период покоя, длительность которого зависит от сортовых особенностей черешни. Проведенные исследования культивирования черешни показали, что облучение черешни начиная с фазы покоя в видимом диапазоне и в ближнем ИК-диапазоне стимулирует ускорение прохождения фенологических фаз.

Это происходит из-за быстрого нарастания суммы положительных температур и отсутствия резких температурных перепадов в дневное и ночное время суток в условиях защищенного грунта.

Путем плавного нарастания положительных температур до биологического оптимума можно быстро выводить деревья черешни из состояния глубокого покоя. В светокультуре на гидропонике сокодвижение было отмечено уже на второй день после посадки в систему, а распускание почек началось на 6-9 день после посадки. Растения с первых дней быстро набирали сумму эффективных температур, что спровоцировало ускорение протекания физиологических процессов внутри тканей почек и побегов.

При выращивании под искусственным светом наблюдается локальное воздействие температуры на органы растений. Особенно хорошо оно проявляется в период, когда деревья находятся без листьев. В это время транспирация физиологически затруднена, а, следовательно, охлаждения тканей не происходит. Это приводит к нагреванию почек, ветвей и стволов под действием энергии света и активации внутренних физиологических процессов у всех сортов черешни.

Дополнительно в частном случае осуществления изобретения можно проводить управление продолжительностью ежедневного периода облучения с целью имитации естественного солнечного цикла путем облучения черешни в видимом диапазоне спектра и в ближнем ИК-диапазоне.

Заданный цикл светового режима заключается в имитации естественного солнечного цикла, которая достигается за счет последовательного ежедневного увеличения времени облучения растений и дальнейшего последовательного сокращения времени облучения. В фазе сокодвижения и до фазы активного роста проводят облучение, ежедневно увеличивая время облучения. В дальнейшем с фазы закладки почек и до фазы листопада осуществляют последовательное ежедневное сокращение времени облучения растений. После листопада завершают освещение по заданному циклу.

Искусственное продление продолжительности освещения приводит и к ускорению роста деревьев черешни. При моделировании, например, в светокультуре условий естественного светового дня можно продлить период активного роста до 30-35 дней, что близко к открытому грунту. Продолжительность освещения напрямую связана с продуктивностью фотосинтеза, которая, в свою очередь, влияет на закладку плодовых почек. Следовательно, регулируя условия освещения, можно влиять на репродуктивную функцию деревьев. Вызревание плодовых образований и формирование генеративных тканей требует оттока продуктов ассимиляции из листьев, а это происходит в результате снижения ростовой активности.

В естественных условиях происходит постепенное снижение среднесуточных температур и укорачивание продолжительности дня летом и осенью. Данная ситуация вызывает отток продуктов синтеза органических веществ из листьев в многолетнюю древесину и почки. Листья быстро стареют и опадают, а растения погружаются в глубокий покой. Данный период продолжается 12-15 дней. Создавая данные условия можно достаточно быстро погружать деревья черешни в состояние покоя с целью сокращения периода вегетации.

Заявленный способ выращивания черешни позволяет управлять фотопериодическими реакциями черешни, сокращая цикл вегетации. В течение года данный цикл может повторяться 2-3 раза в зависимости от сортовых особенностей черешни.

Применение заявленного способа выращивания черешни в защищенном грунте позволяет получать плоды в течение всего года не только в регионах с теплыми климатическими условиями, но и в любых других климатических зонах.

1. Способ выращивания черешни по малообъемной технологии, включающий высаживание посадочного материала черешни в контейнеры с инертным субстратом и последующее культивирование растений, включающее облучение черешни в период вегетации оптическим излучением в видимом диапазоне спектра, отличающийся тем, что черешню дополнительно облучают в фазе покоя излучением в видимом диапазоне спектра и в ближнем ИК-диапазоне, а облучение в ближнем ИК-диапазоне проводят, по меньшей мере, в фазах сокодвижения и набухания почек.

2. Способ выращивания черешни по п. 1, отличающийся тем, что выращивание черешни проводят в условиях светокультуры.

3. Способ выращивания черешни по п. 1, отличающийся тем, что выращивание черешни проводят в условиях естественного светового цикла.

4. Способ выращивания черешни по п. 1, отличающийся тем, что выращивание черешни проводят в условиях досвечивания.

5. Способ выращивания черешни по п. 1, отличающийся тем, что в качестве посадочного материала используют саженцы черешни.

6. Способ выращивания черешни по п. 1, отличающийся тем, что облучение в видимом диапазоне спектра и в ближнем ИК-диапазоне ведут ежедневно.

7. Способ выращивания черешни по п. 1, отличающийся тем, что облучение в видимом диапазоне спектра и в ближнем ИК-диапазоне с фазы сокодвижения до фазы активного роста ведут, ежедневно увеличивая время облучения, а с фазы закладки почек до фазы листопада ведут, ежедневно уменьшая время облучения.

8. Способ выращивания черешни по п. 1, отличающийся тем, что облучение в ближнем ИК-диапазоне проводят в диапазоне длин волн 0,74-2,5 мкм.