Современные технологии выращивания овощных культур

   ВВЕДЕНИЕ

   Овощеводство — одна из древнейших отраслей сельского хозяйства. Более 4000 лет возделывает человек капусту, лук, огурцы. Еще за 1000 лет до н. э. выращивали дыни, морковь, свеклу, редьку и чеснок.

   Овощи — космополиты среди культурных растений, они успешно растут и дают урожай и у экватора, и за полярным кругом. Овощных культур, произрастающих только в тропиках, практически нет. Они все могут успешно культивироваться в субтропиках и на юге умеренной зоны. В условиях субтропиков многие овощные культуры, возделываемые в умеренной зоне как двулетние, успевают дать семена через 260-280 дней после посева.

   К овощным  культурам относят одно-, двух- и многолетние травянистые растения, сочные части или плоды которых человек употребляет в пищу. Овощные культуры встречаются среди 78 ботанических семейств (19 однодольных и 59 двудольных). Общее количество видов растений, которые используют в пищу, в настоящее время около 1200. Примерно 50% из них возделывают, а остальные дикорастущие, их собирают в природных биоценозах.

   Наиболее широко известны около 120 видов, принадлежащих к 50-60 овощным культурам. Мировое производство овощных культур превысило 400 млн т в год. Первое место по праву принадлежит томату, далее — бахчевые, капустные. В то же время много локальных культур, выращиваемых только в 1-2 странах.

   Технологии  выращивания овощения делят на открытого  грунта и закрытого грунта. Большее  внимание уделяется развитию гидропонной  технологии.

   Даже  в бывшем СССР правительство уделяло  большое внимание развитию гидропонных  систем. Были построены первые тепличные  комбинаты, применяющие данную технологию выращивания в Москве и Киеве. В городе Ереван (Республика Армения) был создан Институт Гидропоники  для проведения исследований в этой области. 
     В настоящее время все больше хозяйств на территории России применяют данных метод выращивания, отказываясь от традиционного земледелия. 
     Понимая все преимущества данного метода, в процессе его развития эффективно участвуют и другие страны: Австралия, Новая Зеландия, Испания, страны Южной Африки, Израиль, Италия, Скандинавские страны . Этот список далеко не полный, но он дает некоторое представление о широте распространения этого метода. 
     С развитием технического прогресса все большее значение приобретает развитие гидропонных систем. Удешевляется производство конструкций позволяющих выращивать продукцию данным способом, соответственно снижается ее себестоимость. Применение современных питательных растворов позволяет значительно увеличивать урожайность культур и сокращать площади под их посев. Разработки в области проектирования систем выращивания позволяют выращивать растения не только компактно на одном уровне, но и заполнять объем используемых под данный процесс помещений, тем самым экономя рабочую площадь и повышая выход готовой продукции. Вероятно, в будущем большинство традиционно выращиваемых культур будут переведены на производство данным методом.

   Целью данной работы является изучение теоретических  основ овощеводства и современных  технологий выращивания овощных  культур.

   Исходя  из поставленной цели, задачами данного  исследования являются:

   - изучение  истории развития овощеводства

   - химический  состав и биологические особенности  овощей

   - овощеводство  открытого грунта

   - овощеводство  закрытого грунта 
 
 
 
 
 
 
 

   ГЛАВА I. Особенности овощных культур

   1.1. История развития  овощеводства

   Овощные растения были среди первых родоначальников  культурной флоры. Большинство овощных  растений было введено в культуру в очагах древних цивилизаций. В  средние века и позднее ассортимент  овощных растений пополнился незначительно. Первое письменное упоминание о возделывании овощей на территории нашей страны относится к V в. В дальнейшем развивается и расширяется огородничество, увеличивается число возделываемых культур и постепенно возникает специализация в овощеводстве. С развитием транспортных связей увеличивается производство овощей на вывоз и организуется их техническая переработка.

   В конце XIX - начале XX в. овощеводство в основном носило потребительский характер и лишь на небольших площадях было развито товарное производство. Небольшие размеры имело потребительское овощеводство в северных районах, на Урале, в Сибири и на дальнем Востоке. Относительно слабо была развита переработка. Основную массу перерабатываемых овощей составляли капуста и огурцы. Переработкой и хранением занимались единичные производители-огородники.

   В конце  двадцатых - начале тридцатых годов XX в образуются первые специализированные овощеводские хозяйства, расширяются площади защищенного грунта (парники и теплицы), начинают применять машинный посев и ухода за растениями на конной, а затем на тракторной тяге. В годы Великой Отечественной войны овощеводству был нанесен значительный урон. Были сильно разрушены машинно-тракторный парк, теплично-парниковое хозяйство. Сократились посевные площади. Однако послевоенные годы широко развернулось коллективное и индивидуальное огородничество. В 1953 г. Начались концентрация и специализация овощеводства - использовали высокоплодородные пойменные земли и торфяники для выращивания овощей и поставки их в районы с менее благоприятным климатом. С 1970 г. На основе голландского опыта было организовано заводское изготовление тепличных конструкций и развернуто тепличное строительство, что обеспечило значительный прирост площадей, повышения урожайности и производства овощей. Широкое применение нашли сооружения с пленочными покрытиями. Определилось несколько направлений специализации овощеводских хозяйств:

   - пригородное хозяйство

   - производство овощей на вывоз

   - производство сырья для консервной промышленности

   - семеноводство овощных культур

   В большинстве  случаев ни одно из названных направлений  не реализуется в хозяйствах в  частном виде. Хозяйства, занимающиеся производством овощей для реализации населения в свежем виде, часто  имеют цехи переработки, где консервируется часть продукции. Хозяйства, производящие сырье для переработки, часть  ранней продукции реализуют населению. Овощи для переработки местного спроса выращивают и неспециализированные хозяйства. В последние годы увеличилось  производство овощей в крестьянских хозяйствах, на приусадебных участках при резком падении производства государственном секторе. Отчасти  это связано с сокращением  площадей под овощами в сельскохозяйственных предприятиях России.

   Большое значение для становления овощеводства как научной дисциплины имели  теоретические исследования по биологии растений: работы по систематике растений К. Линнея, А. Декандоля, Э.Л. Регеля, работы по физиологии растений К.А. Тимирязева и Н.И. Железнова и других исследователей. Большое литературное наследие оставленное одним из основателей научного растениеводства А.Т. Болотовым, содержит результаты наблюдений за картофелем, овощными культурами, описание возделывания ряда овощных культур в Центральной России.

   Во  второй половине XIX и начале XX в. русскими ученными и практиками была созданы капитальные труды по практическому овощеводству. Много сделано М.В. Рытовым, основателем русского научного овощеводства. В руководствах по овощеводству открытого и защищенного грунта, огородному семеноводству им обобщены опыт огородников и результаты собственных исследований. Очень ценный анализ содержится в публикациях Н.И. Кичунова. Под руководством В.И. Эдельштейна были начаты исследования закономерностей формирования урожая овощных растений в зависимости от их видовой и сортовой принадлежности и условий внешней среды, первые результаты которых были обобщены в монографии «Новое в огородничестве». Крупный вклад в развитие теоретических основ овощеводства был внесен отделом овощных культур ВИР им. Н.И. Вавилова, На базе экологического изучения сортового многообразия овощных растений были разработаны основы классификации культур, выделен исходный материал, успешно использованный в практической селекции.

   Создание  интенсивных технологий производства овощей в открытом и защищенном грунте, селекция новых сортов и гибридов, разработка научных основ семеноводства  способствовали превращению овощеводства в крупную специализированную отрасль  промышленного производства. 

   1.2. Особенности овощеводства

   Овощеводство — это отрасль растениеводства, занимающаяся как научная дисциплина изучением биологических, особенностей овощных растений и разработкой их агротехники с целью получения высоких урожаев при наименьших затратах труда и средств на единицу продукции. Возделывание арбуза, дыни, тыквы выделяют в самостоятельную отрасль овощеводства — бахчеводство.

   Овощеводство  подразделяется на две самостоятельные  отрасли. В открытом грунте возделывают  овощные культуры на полях, в защищенном — на специально отведенной площади  или в помещениях, где искусственно создают требуемый микроклимат  для их произрастания. Выращивание  семян овощных культур входит в задачу семеноводства.  
Каждая отрасль овощеводства является специфической и требует глубоких знаний биологии растений, так как только на этой основе можно сознательно управлять их ростом и развитием.  
Овощами называют используемые человеком в пищу различные сочные органы или части органов травянистых растений: корни, клубни, стебли, цветки, листья, плоды, корневища. В наиболее совершенных видах защищенного грунта почти все факторы роста и развития растений созданы искусственно и поддаются управлению. Здесь получают очень большие урожаи – за год 250-800 тонн с 1 га. Однако овощеводство защищенного грунта требует больших капиталовложений, много труда, тепловой, электрической энергии и других затрат. Овощеводство открытого грунта занято производством овощей в поле. 
Специфическая особенность овощеводства – большой набор разнообразных культур. Значительные различия их биологических свойств, а также условий возделывания определяют многообразие технологических процессов производства овощей. 
В овощеводстве используют методы выращивания, не применяемые или редко встречающиеся в других отраслях растениеводства (рассадный способ культуры, консервация рассады, выгонка, доращивание, дозаривание). 
При рассадном способе сначала выращивают в благоприятных условиях молодые растения – рассаду, которую затем пересаживают на постоянное место. Консервация рассады заключается в следующем: рассаду готовят осенью, а затем сохраняют в защищенном грунте при задерживающем рост режиме до высадки в конце зимы на постоянное место.

   1.3. Доращивание и выгонка

   Доращивание и выгонка – получение овощей за счет использования ранее отложенных в растительном организме запасов  питательных веществ. Выгонкой является широко распространенное выращивание  зеленых листьев из луковиц лука репчатого. Доращивают цветную капусту, сельдерей, лук-порей. В этом случае поздно осенью, начавшие формировать  продуктовый орган растения, переносят  из открытого грунта в защищенный, где при ограниченном освещении, а часто и в темноте у  них завершается рост употребляемых  в пищу органов. Плоды томата и позднеспелой дыни часто снимают недозрелыми. Их созревание после этого можно ускорить разными способами, объединенными общим названием – дозаривание. Доращивание, как и выгонка, позволяет получить свежие овощи на осенне-зимний период от растений, выращенных летом на огородном участке, но не закончивших рост и формирование плодов, луковиц и листьев. 
 
При уборке посадочного материала из открытого грунта у растений сохраняют все здоровые листья и стебли, а так же ком земли с частью корневой системы. Их выкапывают в сухую погоду поздно осенью, когда температура снизится до 1-3°С - вконце сентября, начало октября. Для доращивания отбирают крупные здоровые растения без капель росы и дождя с хорошо развитой розеткой листьев, старые желтеющие, листья срезают, растения сортируют на 2-3 группы, чтобы доращивать отдельно. Сразу после уборки растения прикапывают в подвале, кладовой, сарае, в парнике, в прохладных коридорах, верандах, на балконах, в лоджиях. Для хранения прикопанных растений используют ящики, ведра, корзины, полиэтиленовые мешки, которые оставляют открытыми. 
 
Доращиваемые растения устанавливают вертикально или слегка наклонно, очень плотно одно к другому,корни засыпают грунтом на 10-14 см или торфом, влажным песком, опилками. От повреждения морозом растения укрывают пленкой, бумагой, мешковиной в несколько слоев, матами, торфом и снегом. Из под этих укрытий уборку урожая можно производить даже зимой при температуре до -5°С. При доращивании максимально сохраняют старые зеленые листья, но так как они испаряют много воды, особенно в первые 2-3 недели, необходимо держать низкую температуру и усиленно проводить вентиляцию помещения. Свет растениям не нужен, так он вызывает рост новых листьев, побегов и задерживает отток  питательных веществ из старых листьев. В течение первых 25-30 дней у доращиваемых растений интенсивно происходит разрастание, утолщение и прибавка массы урожая; затем начинается пожелтение и усыхание крайних, старых листьев. Одновременно появляются новые, молодые, слабо растущие листья в центральной части растений. Доращиваемым растениям не надо готовить специальные грунты, вносить удобрения, делать подкормки, часто поливать. При доращивании получают отбеленные головки цветной капусты, кочан салата-рамэна, ложный стебель лука порея. У петрушки и сельдерея увеличивается масса корнеплодов, листья сохраняются зелёными. Урожайность доращиваемых культур 6-8 кг/м2.

   1.4. Химический состав и пищевые достоинства овощей

   В зависимости  от возраста, массы тела, рода трудовой деятельности человеку в сутки необходимо получать с пищей от 8 тысяч до 21 тысяч кДж энергии. В овощах содержится от 65 (чеснок) до 96 (огурец) % воды, поэтому энергетический эффект от питания овощами невелик: от 600 (огурец, листовой салат) до 4600 (чеснок) кДж/кг, а от наиболее употребляемых овощей – 1-2 тысяч кДж/кг. Однако по требованиям науки о питании в суточном рационе здорового человека на долю овощей и фруктов должно приходиться 15-20 % заключающейся в пище энергии, так как они содержат необходимые для жизнедеятельности вещества, которые слабо представлены или отсутствуют в других источниках питания.В овощах имеется до 0,3 % жира, и его пищевое значение невелико. По сравнению с мясом и рыбой белков в овощах также немного (до 1-2 %). Только в зеленом горошке, бобах, овощной кукурузе, грибах и чесноке содержание сырого белка достигает 5 %. В сухом веществе овощей преобладают углеводы – сахара, клетчатка и крахмал. Клетчатка не переваривается, но она необходима как вещество, активизирующее перистальтику кишечника и препятствующее перегрузке пищи высокоэнергетическими компонентами. Клетчатка и содержащиеся в овощах пектины нужны также для поглощения и выведения из организма, вредных отходов пищеварения. Зольных элементов в овощах от 0,4 (кабачок) до 3 % (укроп, листовые петрушка и сельдерей). Основной источник большинства веществ данной группы – овощи и картофель. Особенно много в них физиологически активных солей железа (щавель, шпинат, свекла), калия (шпинат, хрен, редька, репа, сельдерей, петрушка), кальция (шпинат, капуста савойская, укроп, щавель), магния (арбуз, шпинат, горох) и фосфора (горох, капуста брюссельская, петрушка, пастернак, шампиньон). Значительная часть необходимых человеку микроэлементов поступает также с растительной пищей и прежде всего с овощами.

   В отличие  от продуктов зернового хозяйства  и животноводства минеральные вещества овощей при пищеварении образуют соединения со щелочными свойствами, что способствует поддержанию слабощелочной  реакции крови и нейтрализует вредное влияние содержащихся в  мясе, хлебе и жирах веществ  с кислыми свойствами. Включение  овощей в рацион делает его гармоничным, препятствует возникновению желудочно-кишечных заболеваний. Велико значение овощей в качестве источников витаминов. Витамин С (аскорбиновая кислота) и каротин (провитамин А) поступают в организм человека в основном из овощей и фруктов. Среднесуточная потребность в витамине С – 60-75 мг. Такое количество аскорбиновой кислоты содержится в 30-50 грамм перца, 50 грамм хрена или листьев петрушки, 120 грамм капусты, 150 грамм шпината, 170 грамм томата или редиса. Потребность в витамине А- 2 мг в сутки. Соответствующее-количество каротина имеется в 50 грамм спелых плодов овощного перца, 60 грамм моркови, 100 грамм листьев лука, шпината или укропа, 250 грамм томата. Повышенное содержание витамина В1 -в перце, щавеле, горохе, капусте савойской и пекинской, витаминов В2 и РР – в зеленом горошке, фасоли, бобах, шампиньонах. Характеризуя овощи как продукты питания, следует отметить, что сухого вещества в огурце и арбузе содержится от 4 до 6%, в корнеплодах — 11 —17%, зеленом горошке — 20%, чесноке — до 35%.  Содержание жиров в овощах незначительно и не превышает 0,5%.  Большинство овощей содержат белка около 1—2%, и только плоды бобовых культур и чеснок — 6—7%.  Основное питательное вещество в овощах — углеводы. Содержание углеводов в корнеплодах достигает 10—17%, в клубнях картофеля — 18%.  Питательная ценность овощей невелика: в 1 кг содержится 837—2093 килоджоулей. Как продукты питания они не могут удовлетворить потребность организма в белках и жирах. Значение овощей состоит в том, что в них имеется большое количество биологически активных веществ. Это прежде всего витамины В2, В3, С (аскорбиновая кислота), РР (никотиновая кислота), К, а также каротин, который в организме, человека превращается в витамин А. Для нормальной жизнедеятельности человека ежедневная потребность в витамине А составляет 3—5 мг; В2 — 2—3 мг; РР — 20 мг; С —50—70 мг. Чтобы удовлетворить организм человека в витамине С, достаточно потреблять в день 100 г брюссельской или 200 г. белокочанной капусты или 50 г перца; потребность в витамине А можно удовлетворить при включении в рацион 60 г моркови или 300 г томата.  Из других биоактивных веществ, содержащихся в овощах, важное значение для человека имеют ферменты, способствующие лучшему усвоению пищи.  В рационе питания овощи являются основным источником минеральных солей. Кальций, фосфор, железо, калий, магний и другие элементы необходимы для формирования костной ткани, крови и способствуют созданию щелочной среды в крови и лимфе.  
Большое количество фосфора содержится в листьях петрушки, в зеленом горошке и кукурузе. Калием богаты все листовые овощи, картофель, корнеплоды; железом — шпинат, салат, арбуз, свекла. Наличие в овощах большого количества органических кислот, в особенности яблочной, лимонной, винной, а также ароматических веществ способствует улучшению аппетита и хорошему усвоению пищи. Многие овощи содержат фитонциды — вещества, обладающие бактерицидными свойствами. В особенности богаты фитонцидами лук, чеснок, хрен, укроп, петрушка, редька. Все эти овощи способствуют обеззараживанию пищеварительного тракта и повышают устойчивость организма к инфекционным заболеваниям. Издавна известны целебные свойства многих овощных растений. В чесноке, луке, хрене и других овощах имеются фитонциды с резко выраженными бактерицидными и фунгицидными свойствами. При добавлении к пище ароматической овощной зелени, огурцов, редиса возбуждается аппетит, улучшается усвояемость других продуктов. 
Институтом питания Академии медицинских наук разработаны научно-обоснованные нормы потребления овощей в среднем на душу населения (в килограммах в год с колебаниями в зависимости от почвенно-климатических условий и национальных особенностей): всего 128-164, в том числе капуста кочанная – 32-50, томат – 25-32, бахчевые – 20, огурец – 10-13, лук – 6-10, морковь – 6-10, свекла – 5-10, зеленый горошек – 5-8, капуста цветная – 3-5, кабачок и баклажан – по 2-5, перец -1-2, прочие овощи – 4-7.