КОНЦЕНТРАЦИЯ БЕЗ МИФОВ: ГДЕ ЗАКАНЧИВАЕТСЯ ПОЛЬЗА И НАЧИНАЕТСЯ СТРЕСС
Автор: Захаренко Андрей, технический консультант Гродан.
В рекомендациях для выращивания томата нужная концентрация носит декларативный характер: «концентрация должна быть такой-то». Редко объясняется, почему именно такое значение является оптимальным.
Разные источники дают близкие рекомендации по EC, но не объясняют причин и логику (таблица 1). Предприятия часто переносят цифры без привязки к свету, поливам, распределению корней и неоднородности мата. Такой перенос создаёт системные ошибки управления.
|
Таблица 1. Различные рекомендации концентрации в субстрате и на подаче для томата |
||
|
Источник |
Субстрат, мСм/см |
Подача, мСм/см |
|
6 фаз Гродан |
3,8-5,2 |
3,2-3,8 |
|
Manual nutrient solutions, (Van der Lugt, 2016) |
4 |
2,6 |
|
De Kreij, et al. 1999 |
3,7 |
2,6 |
|
Natrium Tomaat: factsheet. |
1,7-3,8 |
- |
|
Брошюра по светокультуре, Цыдендамбаев, Нестеров, 2014 |
3,5-4,5 |
3,0-1,8 |
|
Syngenta |
3,0-3,5 |
- |
Электропроводность раствора отражает суммарную концентрацию растворённых солей. Приближённо можно считать, что 1 мСм/см соответствует 10 ммоль-экв/л катионов или анионов. С появлением современных теплицах с ростом урожайности для обеспечения урожая нужно дать растениям достаточно элементов питания и росли уровни концентрации в субстрате и на подаче. Вскоре выяснили, что урожай будет расти не бесконечно и дальнейшее увеличение концентрации питательного раствора не давало прибавки урожая, а дальше – даже снижало! (рис.1) (Sonneveld, 1991).
|
Рисунк 1. Схема влияния EC на урожай |
|
|
До оптимума рост EC устраняет дефицит питания и поддерживает рост;
в зоне плато урожай ограничивают другие факторы (свет, нагрузка плодами, микроклимат);
выше оптимума включается солевой стресс, и растение теряет продуктивность.
Нижний предел EC определяется количеством элементов питания, необходимых для формирования биомассы: чем больше света, тем больше нужно питательных веществ. И чем более массивные плоды у гибрида – тем больше нужно питания. Так, для развития бифов нужно больше элементов, чем для среднеплодных, а для коктейльных - больше, чем для черри. Нижний порог концентрации можно определить, зная, сколько элементов питания нужно растениям. А это напрямую зависит от того, сколько биомассы они сформуруют (рис.2).
Так, для огромной суммы света в 40 моль/м2 в день, которая сформирует урожай под 3,9 кг/м2 в неделю и выливе в 10л/м2 в день достаточно всего 2.0 EC для удовлетворения выноса элементов минерального питания. Эти расчёты подтверждаются и химическими анализами неделя к неделе. На практике средние EC на подаче редко бывают не ниже 2,3 мСм/см не зависимо от условий и гибридов.
Верхняя граница сильно зависит от условий выращивания: прежде всего возможностью компенсировать избыточную транспирация шторами, доувлажнением; максимальным уровнем освещённости; генетическими особенностями гибрида и подвоя, количеством листа и многими другими факторами. Для обобщённых условий солевой стресс наступает при концентрации выше 4,0 мСм/см, а при освещённости выше 600 Вт/м2 до 3,5 м/см.
Снижение урожайности при повышении EC связано с развитием солевого стресса. Он возникает, когда концентрация в корневой зоне становится выше, чем в соке и клетках корня. Обычно это происходит, когда активно употребляется вода, а соли остаются. В ответ на рост концентрации в корневой среде растение повышает концентрацию в корнях. За счёт накопления сухого вещества и сахаров в корне, которые в иных условиях могли бы направляться в плоды. В результате снижается средняя масса плодов (Fanasca S. et al. 2007), увеличивается доля пятнистых томатов и вершинной гнили (Li Y. L., 2000), снижение эффективности фотосинтеза (Al-Gaadi K. A. et al., 2024) и проводимости устьиц (Zhang Y. et al., 2022). В следствие чего растения слабеют и могут терять завязи. На практике увеличение концентрации выше оптимума на 1EC приводит к снижению урожая на 5% (Li Y. L., 2000.
При этом, с ростом концентрации улучшается вкус томатов. Показано, как около 10% вкуса связано может быть улучшено за счёт увеличения концентрации с 3 до 6 мСм/см (Verkerke, 2016).Так возникает противоречие между вкусом томата и максимальной урожайностью: для максимального урожая концентрация должна быть пониже и точно не превышать 4 EC, для улучшения вкуса, наоборот, повыше, до 5-6 EC, жертвуя валовыми сборами.
Неравномерность распределения концентрации в субстрате
Исследования учитывают концентрацию в среднем по субстрату, однако нет учёта стратегии поливов, влажности субстрата и распределения концентрации по субстрату. Как и влажность, элементы питания неравномерно распределены по субстрату. В верхней части мата обычно суше, меньше корней и употребления элементов питания. Кроме того, в верхней части мата хуже обновление питательного раствора. Потому там концентрация растёт быстрее всего. В низу напротив больше корней и обновления потому там концентрация ближе всего к подаче. Есть разница и в горизонтальном распределении концентрации по мату. Чем ближе к дренажному отверстию, тем ниже концентрация и ближе к подаче.
Растения употребляют воду и теряет минеральные элементы из зоны меньшей концентрации, и наоборот, в зоне высокой концентрации теряет воду и элементы минерального питания. Этот эффект наблюдался при концентрации в 2,7 и 7,7 мСм/см для всех элементов питания, включая малоподвижный Ca, и даже при меньшей разнице для более подвижных Na и K (Sonneveld, Voogt, 1990). Так, элементы и вода вместо того, чтобы питать надземную часть – катаются по корню в разные части субстрата, что вызывает дефицит. Поэтому, важно, чтобы концентрация в субстрате была равномерно распределена по длине и высоте. Гродан уделяет особое внимание распределению EC в субстрате, выпуская продукты с выровненными характеристиками.
|
Рисунок 3. Разница в распределение EC субстрата Гродан и простой каменной ваты |
|
|
Неравномерное распределение это результата затруднённого обновление раствора, и они же затрудняют его. Зоны высокой концентрации становятся источником солей, которые наполняют промываемую часть. Потому используйте маты, в равномерном распределении влаги – они позволят избежать ошибок и решить ошибки без потери урожая.
Разница между EC на подаче и в субстрате
Стоит обратить внимание на разницу между подачей и субстратом. Концентрация сильно влияет на доступность воды. Ситуация, когда с поливом к корням попадает раствор с меньшей концентрацией приводит к росту доступности воды и к росту корневого давления. Это может приводить к разрывам стеблей и плодов, гуттации на листьях, вершинной гнили и пятнистому созреванию. Насколько сильно повысится доступность зависит от нескольких параметров:
- прежде всего от разности концентрации в субстрате и на подаче. Чем больше – тем выше скачок корневого давления,
- поливная доза. Ведь чем выше, тем больше корней будет смочено однократным поливом,
- количеством корней в субстрате. Чем больше корней – тем больше скачок давления.
- температурой в субстрате – с ростом температуры растёт и активность корней.
- равномерность распределение корней по мату. Если корни собраны внизу мата, то даже небольшой полив будет давать скачок доступности воды, когда полив будет омывать все корни растения одновременно.
- равномерностью распределения концентрации по высоте. Не только средние значения важны, но и как концентрация распределена в мате. Например, если повышенной концентрацией, то каждый полив может давать скачок давления.
На практике мы рекомендуем чтобы концентрация на капельнице не превышала концентрацию в субстрате более, чем на 1 мСм/см. Это можно понять неверно, и в ситуации, когда в субстрате 5 а на подаче 3 увеличить концентрацию на подаче до 4. Скорее всего, такое решение приведёт к большему увеличению концентрации в субстрате и солевому стрессу. Лучше – с ясной погодой увеличенными поливами дренажом обновить раствор в субстрате. И уже после снижения концентрации в субстрате снизить EC на подаче.
Принципиально, есть два метода сохранять разницу концентрацию в мате и на подаче в управляемых границах:
- при помощи высокого дренажа, за день полностью заменяя раствор в субстрате,
- точным питательным рецептом, давая растения только те элементы, что ему нужно. Для этого нужно знать вынос элементов питания и иметь на руках точный химический анализ.
Гродан выпускает маты, в которых концентрация обновляется внутри всего субстрата, что позвояет сэкономить на удобрениях, сформировать мощные корни, ограниченными поливами и дренажом и получить больший урожай.
Заключение
Оптимальная концентрация находится между обеспечением растений элементами питания и предотвращением солевого стресса. Критическое значение имеют не только средние показатели EC, но и её распределение по всему субстрата, и также разница между концентрацией на подаче и в корневой зоне. Неравномерное распределение концентрации приводит к физиологическим нарушениям, снижению эффективности использования воды и элементов питания и, к потерям урожая и качества продукции. Поэтому ключевой задачей управления является обеспечение равномерного обновления питательного раствора во всём объёме корнеобитаемой зоны.
Субстраты Гродан отличаются высоким качеством именно за счёт способности обеспечивать равномерное распределение влаги и EC по длине и высоте мата, а также эффективное обновление раствора при управляемых поливах и дренажах. Это позволяет снижать риски солевого стресса, формировать мощную и равномерно развитую корневую систему, точнее управлять питанием и, в конечном итоге, получать более высокий и стабильный урожай томата при рациональном использовании удобрений и воды.
*ВРЕЗКА
Для обеспечения питательными элементами достаточно EC 2.0 на подаче.
Солевой стресс наступает при EC 4-3,5 в субстрате.
При увеличении EC до 5-6 мСм/см растёт градус брикс и улучшается вкус томатов, но снижается валовый урожай.
Превышение EC мат EC подачи более чем на 1 нежелательно.
-
Al-Gaadi K. A. et al. Response of leaf photosynthesis, chlorophyll content and yield of hydroponic tomatoes to different water salinity levels //PLoS One. – 2024. – Т. 19. – №. 2. – С. e0293098.
-
De Kreij C., Voogt W., Baas R. Nutrient solutions and water quality for soilless cultures. – Research Station for Floriculture and Glasshouse Vegetables, Naaldwijk Office, 1999.
-
Fanasca S. et al. Effect of electrical conductivity, fruit pruning, and truss position on quality in greenhouse tomato fruit //The Journal of Horticultural Science and Biotechnology. – 2007. – Т. 82. – №. 3. – С. 488-494.
-
Flavour research on tomato: презентация / W. Verkerke; Wageningen UR Greenhouse Horticulture. — Amsterdam, 15 June 2016
-
Li Y. L. Analysis of greenhouse tomato production in relation to salinity and shoot environment. – Wageningen University and Research, 2000.
-
Natrium Tomaat: factsheet. — 10.04.2024. — Электронный ресурс. — URL: https://www.glastuinbouwwaterproof.nl/content/1Substraat/Drainwater/doc/10_KoM_factsheet__Natrium_Tomaat16042024.pdf
-
Nutrient solutions for greenhouse crops / Geerten van der Lugt (ed.). — Wageningen, 2016. — 92 p.
-
Sonneveld C., Voogt W. Response of tomatoes (Lycopersicon esculentum) to an unequal distribution of nutrients in the root environment //Plant and Soil. – 1990. – Т. 124. – №. 2. – С. 251-256.
-
Sonneveld, C. Effects of salinity on substrate grown vegetables and ornamentals in greenhouse horticulture // Acta Horticulturae. 1991. No. 294. P. 133–143.
-
Teeltinformatie — tomaat — week 6 — 2025. — Syngenta Groentezaden. —
Электронный ресурс. — URL: https://www.syngentavegetables.com/nl-nl/teeltinformatie-tomaat-week-6-2025 -
Zhang Y. et al. NaCl affects photosynthetic and stomatal dynamics by osmotic effects and reduces photosynthetic capacity by ionic effects in tomato //Journal of Experimental Botany. – 2022. – Т. 73. – №. 11. – С. 3637-3650.
-
Цыдендамбаев А. Д., Нестеров С. Ю., Семёнов С. Н. Брошюра по светокультуре / ООО «Райк Цваан Россия» ; ЗАО «Тепличный сервис». — М., 2014
