Руководство от эксперта по выращиванию томата на гидропонике

Промышленные теплицы уже давно работают по технологии гидропонного выращивания растений, и все больше фермерских хозяйств защищенного грунта переходят на эту технологию.

Преимущества использования гидропоники: снижение затрат на воду, удобрения, защиту растений и рабочую силу, а также повышение урожайности на 30% в сравнении с выращиванием на грунте.

Самым популярным субстратом, используемым в гидропонике, является минеральная вата.

Минеральная вата - инертный материал, который впитывает влагу и служит только основой для корней, а питательные вещества поступают с водой в легко доступной для растений форме.

Основное требование к субстратам для этой технологии - обеспечение оптимальных водно-физических условий, которые легко контролировать во время выращивания, но при этом необходимо знать определенные технологические характеристики этого процесса.

Сеянцы томата

Помидоры, как и другие мелкосеменные культуры (перец, баклажаны и др.), начинают проращивать в пробках размером 27х22 мм, и по 240 единиц помещают в кассетах.

При подготовке пробок к посеву, их насыщают питательным раствором с ЕС = 1,5-1,8 мСм, pH = 5,0-5,3 и температурой 18-20 ° C, погружением пробок в него не менее трех раз или поливом сверху. Только после того, как субстрат полностью пропитается раствором, проводят посев и присыпают семена сыпучим материалом (вермикулит, перлит или другое чистое инертное вещество).

После посева кассеты накрытые пленкой помещают в камеры для проращивания с температурой 25-26 ° C (днем и ночью) и относительной влажностью (RH) 90% до прорастания. При появлении 40-50% всходов (на 4-5 день) пленку снимают и кассеты переносят на столы для рассады, поливают и досвечивают ежедневно.

Необходимость полива оценивают по крайним растениям в кассете, так как они быстрее сохнут. Полив проводят питательным раствором с ЕС = 1,5-2,0 мСм / см и pH = 5,2-5,5, концентрация которого постепенно увеличивается (не более чем на 0,2 мСм / см при каждом поливе) для ЕС = 2,5 мСм / см ко времени пересадки в кубики.

При выращивании сеянцев ОВВ необходимо поддерживать на уровне 80%. Сухой воздух может негативно сказаться на скорости роста молодых растений, так как сеянцы чувствительны.

Готовим кубики

В заранее подготовленные кубики пикируют сеянцы. В них растения выращивают до цветения первой кисти. Равномерность роста рассады зависит от качества подготовки кубиков.

Рассадное отделение перед размещением кубиков тщательно очищают.
При отсутствии рассадных столов, нужно ровную поверхность накрыть пленкой, желательно белой, для улучшения освещения.

Расположите кубики в шахматном порядке, чтобы растения не затеняли друг друга (20-28 шт / кв.м в течение 30-35 дней, затем до 12 шт / кв.м, пока не зацветет первая кисть). Расположение зависит от уровня освещенности. Если рассада плотно стоит, она начнет вытягиваться и слабеть; при правильном количестве света растения будут невысокими и сильными.

Дренажные бороздки у кубиков должны быть направлены в одну сторону - по направлению стока дренажа.

После размещения кубиков их пропитывают питательным раствором. При наличии рассадного стола - подтоплением, затем поливом сверху. Если стола для рассады нет - просто полив сверху. Поры субстрата должны быть полностью заполнены раствором, который должен быть равномерно распределен по минеральной вате для стабилизации EC и pH.

Каждый день в течение трех дней кубики пропитывают раствором, концентрация которого на 0,2-0,3 мСм ниже (КЭ около 2,2-2,5, pH = 5,1-5,3), чем в пробках (ЭК около 2,4-2,6 мСм). Если ЕС в кубиках выше, чем в пробках, возникнут проблемы с укоренением растений.

Кубики поглощают жидкость в 10 раз больше своего веса. Другими словами, на приготовление стандартного кубика к посеву (10х10х6,5 см) уходит не менее 2-2,5 л раствора. Его объем при первом поливе равен 2-3 кубическим объемам. Второй и последний полив можно проводить меньшим объемом (объемом 1-1,5 куба). Последний полив нужно проводить непосредственно перед посевом (за 2 часа до посева).

Важно, чтобы при подготовке кубиков, их насыщение питательным раствором было равномерным. Они должны иметь пористую структуру, обладать достаточной влагоемкостью и не разваливаться. 

Выращивание рассады в кубиках

Пикировку проводят при смыкании листьев соседних растений, когда они начинают затенять друг друга. Обычно это происходит через 10-14 дней, при появлении 1-2 настоящих листьев. Перед этой операцией сеянцы не поливают 1-2 дня, чтобы снизить тургор и избежать поломов. Для посадки отбирают только сильные и однородные растения, чтобы они росли равномерно. При пикировке сеянцы загибают вдоль пробки, вкладывают в лунки кубика и засыпают вермикулитом, чтобы корни, оказавшиеся наверху, не подсыхали.

Важно постоянно следить за концентрацией питательного раствора в кубиках, рН и их весом. В период выращивания рассады ЕС раствора постепенно увеличивают (по 0,2 мСм) от 2,0-2,5 до 3-3,5, рН=5,2-5,5. В кубике ЕС должно быть около 3,5-4,5 мСм, рН = 5,5-6,5.

О необходимости полива кубиков судят по их весу. Для выравнивания концентрации первый раз можно полить при потере около 10-20% их веса. Последующие поливы – при потере 35-40% веса. Нельзя допускать пересушивания и длительного переувлажнения субстрата.

Для успешного развития корневой системы в кубиках должно содержаться минимум 15% кислорода. Поэтому важно, чтобы они хорошо дренировали и испаряли влагу. Редкие поливы приведут к застою питательного раствора и, соответственно, к увеличению рН и ЕС в них. Обладая хорошей влагоемкостью, субстрат легко дренирует, предоставляя корням свежую порцию кислорода и обеспечивая свободное обновление питательного раствора в кубиках.

Корректировку концентрации поливного раствора проводят в зависимости от условий выращивания, ЕС в кубике, а также состояния растений. Разница между поливным раствором и концентрацией в кубике не должна превышать 1-1,5 мСм.

При выращивании рассады рН в кубиках повышается за счет активного потребления растениями нитратного азота, в результате чего рН может увеличиться до 6,0-7,0 ед. Поэтому на этом этапе желательно применять высококачественные хелаты микроэлементов, стабильные в широком диапазоне рН.

Во время выращивания рассады в теплице необходима высокая влажность воздуха: не ниже 60-70%, оптимально – 80-85%. При низкой ОВВ верхний слой ваты будет быстро подсыхать, что приведет к повышению ЕС.

Температура в кубиках не должна опускаться ниже 16 0С и подниматься выше 26 0С. Недопустимо проводить поливы чистой водой и подкармливать томаты сухими удобрениями.

Все остальные условия выращивания (освещенность, температура, правила ухода за растениями) аналогичны традиционной технологии.

Постановка растений на маты

В фазе 5-8 настоящих листьев рассаду томата вывозят в теплицу и выставляют на маты рядом с отверстиями, подключают капельницы, но соединяют с матами при массовом цветении первой кисти. Срок выращивания растений в рассадном отделении зависит от условий хозяйства. Если растения начинают затенять друг друга или влажность в кубиках снижается очень быстро, что требует более частых поливов, то рассаду переносят в теплицу в более молодом возрасте.

Рассаду на матах до посадки начинают поливать через 2-3 часа после восхода при падении влажности за ночь 20% и заканчивают за 2-3 часа до заката. В зависимости от условий освещенности и задач томаты в этой фазе поливают 1-4 раза в день по 100-250 мл с выходом дренажа 10-40%. Нельзя допускать, чтобы влажность кубика падала ниже 40%.

Подготовка матов к посадке

От качества подготовки матов к посадке зависит скорость укоренения растений и здоровое формирование корней.

Перед укладкой матов теплица должна быть тщательно очищена, а поверхность выровнена. Сухие маты необходимо заранее разместить на постоянное место, так как при перемещении уже напитанных матов упаковка может повредиться. Напитывать маты в испорченной упаковке нельзя. Маты раскладывают так, чтобы обеспечить возможность для свободного стока дренажа. Если маты без отверстий для кубиков, их нарезают по трафарету под размер кубика. Капельницы вставляют в прорези для матов на 1,5-2 см вглубь.

Ни в коем случае нельзя сажать сеянцы в сухие маты. Перед посадкой следует напитывать маты питательным раствором не менее чем за 48 часов до посадки (24 часа на запитывание матов и 24 часа на насыщение). ЕС раствора должна быть на 0,2-0,5 мСм меньше, чем ЕС кубика. Насыщение матов проводят постепенно маленькими дозами в течение дня (по 100-150 мл каждые 20-30 минут) до уровня «зеркала», когда питательный раствор хотя бы на 2-3 мм выше поверхности субстрата, чтобы жидкость равномерно распределилась по всему объему каменной ваты. На один мат в зависимости от его размера требуется 12-18 л раствора (на 3-5 литров больше, чем объем мата). После напитки нужно проверить ее качество и при необходимости долить раствор из шланга вручную. 

После напитки маты должны настояться не менее 24 часов для достижения максимальной капиллярной влагоемкости. Исключением может быть слишком жаркая погода, когда для предотвращения заболевания растений корневой гнилью насыщение субстратов проводят ночью.

Дренаж прорезают в день посадки растений или перед ней. Для этого делают надрезы в матах длиной 4-5 см снизу-вверх на расстоянии 1-2 см от края мата и 4-5 см от концов мата со стороны дренажных канавок лотка под углом 45°. Дренажные отверстия нужно разместить так, чтобы в матах не происходило застаивание воды.

Количество отверстий зависит от длины мата – при 100 см достаточно 3-4 отверстий, при 120 см их может быть 6.

Расстояние между капельницей и отверстием для дренажа влияет на распределение воды в субстрате. Лучше всего оно происходит при расположении дренажного отверстия между капельницами. Недопустимо прорезать отверстия прямо под капельницей или под кубиком.

Начинать топить теплицу в холодный период следует не менее чем за 2-3 суток до посадки рассады. В это время необходимо поддерживать температуру на уровне 25-26 оС, чтобы прогреть воздух и субстраты.

Посадка рассады в маты

Оптимальная для быстрого укоренения растений температура в матах на момент посадки составляет от 18 до 28 оС. Разница между температурой субстратов и кубиков с рассадой не должна составлять более 3 оС. Слишком высокая температура субстрата или большие ее перепады могут привести к развитию корневой гнили.

С началом массового цветения первой кисти переходят на рецептуру с более высоким содержанием калия. ЕС питательного раствора увеличивают до 3,0-3,2 и корректируют в зависимости от условий выращивания и направления развития растений: стандартный рецепт с соотношением N:К=1:1,5; генеративный раствор – N:K=1:1,7-1,9; вегетативный – N:К=1:1,2-1,3. Состав также изменяют на основании агрохимических анализов вытяжки из субстрата и состояния растений. Так, например, в период массового плодоношения томата можно увеличить количество бора, чтобы предотвратить осыпание плодов и добавить хлор для улучшения вкусовых качеств продукции.

Как поливать растения?

Первые 2-3 дня (до прорастания корней в мат) томаты поливают несколько раз в день большими дозами (по 150-200 мл/раст.), чтобы задать направление корням. Когда корни полностью прорастут, объем сокращают до 60-80 мл и поливают только кубик, для того чтобы он не пересыхал. Задача фазы укоренения – наращивание корневой системы, чтобы она заполнила весь объем субстрата в поисках влаги. Усушка продолжается 10-20 дней в зависимости от времени года. Фаза укоренения заканчивается при снижении влажности мата летом до 60-65% и зимой до 50-60%. Но независимо от сроков и влажности усушку на томате необходимо закончить, когда на нем цветет уже 3-5 кисти и начинается налив плодов.

Снижение влажности должно происходить постепенно, по 1-3% в день. Во время сухого периода дренаж не нужен.

Концентрацию питательного раствора можно не повышать, поскольку она растет по мере подсыхания мата.

После сухого периода объемы поливов постепенно увеличивают и поливают растения в зависимости от прихода фотосинтетически активной радиации (ФАР), потери веса мата, фазы развития растений и направления их роста (генеративное или вегетативное).

Объем подаваемого питательного раствора должен коррелировать с транспирацией растений, которая зависит от прихода солнечной радиации, обогрева, вентиляции, активности микроклимата. В условиях высокого прихода солнечной радиации томатам необходимо больше доступной воды для транспирации, поэтому нужно проводить более частые поливы маленькими дозами. Средняя доза полива составляет 100-120 мл/кап. на каждые 100 Дж/см2. Если в хозяйстве нет возможности измерить уровень прихода ФАР, то дозы следует подбирать, опираясь на ЕС в мате и дренаже, а также на снижение веса мата. Между поливами потеря влажности (веса мата) обычно составляет 2-4% в зависимости от времени года.

При поливах большими дозами влажность субстрата уменьшается, содержание воздуха в корневой зоне возрастает, увеличивается дренаж, активнее происходит обновление питательного раствора, так как неиспользованные соли сильнее вымываются. Это предотвращает появление вершинной гнили на растениях томата. Такой режим положительно действует на развитие корневой системы, снижает вегетативный рост, плоды становятся крупнее и лучшего качества.

Частые поливы маленькими дозами приводят к увеличению влажности матов, уменьшению содержания воздуха в корневой зоне и способствуют вегетативному росту растений. 

Полив призван компенсировать потерю растениями воды при транспирации. Поэтому сначала должна начаться транспирация, а затем происходить полив. В солнечную погоду поливать начинают через 1-1,5 часа после восхода, в пасмурную – через 2-3 часа. С увеличением прихода солнечной радиации доза поливов и время между ними сокращаются, чтобы не допустить пересушивание субстрата. Концентрацию дневного раствора можно снизить на 0,2-0,3 мСм/см по сравнению с утренним и вечерним для более легкого поглощения воды и растворенных в ней элементов питания. В дневной период требуется максимальный процент дренажа.

Последний полив проводят за 1-3 часа до захода солнца. За ночь влажность субстрата должна снизиться на 10-12 %. Если этого не произойдет, стебли растений могут растрескаться.

В среднем необходимая влажность субстрата при выращивании томата составляет 65-75%. Она зависит от времени года (зимой суше, чем летом), направления развития растений (суше при генеративном направлении, влажнее при вегетативном росте), микроклимата (высокая транспирация – влажность выше, пасмурная погода – влажность ниже) и состояния корневой системы (для ее развития влажность нужно уменьшать).

Для соблюдения режима поливов в теплице устанавливают контрольные маты, по которым регулярно проверяют влажность, ЕС и рН, время появления первого дренажа и его количество. К началу сбора урожая дренаж должен составить 5-10% при пасмурной погоде и 10-15% при солнечной, во время массового плодоношения – 30-40%.

В период выращивания не допускают рН в дренаже выше 6,5 и ниже 5,0. Оптимальный уровень рН для томата находится в пределах 5,5-6,0 ед. рН более 6,0 отмечается при сильном вегетативном росте (потребляется много NO3-). В этом случае возникают проблемы с поглощением микроэлементов, образуются нерастворимые соли, забиваются капельницы. Водородный показатель опускается ниже 5,5 ед. при активном плодоношении (потребляется много К+). При этом у растений возникают трудности в поглощении Ca и Mg. Контролировать уровень рН можно путем подбора соотношения NO3- и NH4+ ионов в питательном растворе. Если NH4+ менее 10% по отношению к NO3-, то рН увеличивается со временем, а если больше 10% – уменьшается. Если надо снизить рН, то монокалийфосфат заменяют на ортофосфорную кислоту, и наоборот, если рН нужно повысить.

Перед составлением питательного раствора следует сделать химический анализ исходной воды, чтобы определить ее пригодность для гидропонного выращивания, провести водоподготовку и скорректировать рецепт. При этом не более 50% ЕС капельного полива должно относиться к поливной воде.   

ЕС мата определяется исходя из ЕС питательного раствора. Разница между ними при выращивании томата не должна превышать 1-1,5 мСм. Если это значение выше – необходимо скорректировать стратегию поливов. Но изменение ЕС капельного полива нужно осуществлять постепенно. ЕС мата в среднем (в зависимости от сроков выращивания и гибрида) не следует опускать ниже 2,5 мСм/см и поднимать выше 4,5 мСм/см. Слишком высокий ЕС сдерживает поступление воды и элементов питания, растения развиваются труднее, в результате чего общий урожай плодов может уменьшиться. Слишком низкий ЕС приводит к увеличению корневого давления, что способно привести к растрескиванию стеблей, ухудшению окраски и лежкости плодов.

Гидропонная технология позволяет легче понять потребности растений и быстрее реагировать на них. Чтобы выращивание томатов было успешным, нужно контролировать большое количество показателей, в том числе и условия корневой зоны. В качественном субстрате проще создать и поддерживать необходимый для растений водно-физический и питательный режимы, поэтому их использование значительно облегчит эту задачу. 

Агроном-консультант, кандидат с.-х. наук Александра Старцева.