Прежде чем разбираться и заглянуть в «закулисье» тепличного хозяйства, рассмотрим несколько терминов.
Агроценоз – искусственно созданное растительное сообщество, состоящее из одного или нескольких культурных видов растений.
В естественной среде, в дикой природе сообщество растений пронизано взаимосвязью с другими сообществами, где жизненный цикл каждого вида имеет определённый смысл (биоценоз). Когда человек вмешивается в биоценоз и заселяет определённый участок земли монокультурой, баланс нарушается и требуются меры для его искусственного поддержания, такие как внесение удобрений и другие способы обработки растений.
Неоспоримое преимущество агроценоза по сравнению с естественными экосистемами заключаются в неограниченных потенциальных возможностях увеличения продуктивности. Однако, реализация этой продуктивности возможна при постоянном вмешательстве человека, обогащении почв, селекции видов, борьбе с болезнями и вредителями.
В настоящее время агроценозы занимают примерно 10% (1,2 млрд га) всей поверхности суши и дают человечеству около 90% пищевой энергии.
Тепличное хозяйство составляет относительно небольшую долю в мировых сельских хозяйствах, но его значение продолжает расти из-за более эффективных методов производства продуктов питания. По мере необходимости, в среднем доля тепличного хозяйства составляет около 1–2% от общей площади сельскохозяйственных земель в мире. Однако его вклад в производство овощей, фруктов и зелени значительно больше, поскольку позволяет избежать сезонности выращивания различных культур, и преодолевать негативные климатические факторы.
Немного истории
Технология выращивания растительных культур прошла длительную эволюцию. Ещё в Древнем Риме встречаются упоминания о выращивании огурцов в телегах с насыпным грунтом, которые на ночь завозили в пещеру.
В средневековой Европе упоминание о зимних садах и теплицах можно встретить начиная с XIII века.
В России опыт выращивания овощных культур в защищенном грунте насчитывает приблизительно 500 лет. Простейшим типом защищённого грунта были различные ветрозащитные устройства из соломенных матов. Затем появились гряды с укрытием, а в последствии стал использоваться обогрев из биотоплива – подстил из перепревающего навоза.
В конце XVIII века появились первые теплицы с печным обогревом, которые круглый год поставляли овощи и фрукты, включая экзотические, преимущественно к царскому столу.
Появление светопрозрачных материалов дало новый толчок развитию тепличных технологий.
На сегодняшний день теплица – это сложный комплекс строений и технологических систем, включающих оборудование для освещения и полива, а также систему поддержания микроклимата. Как правило, эти комплексы функционируют круглогодично.
Теплицы используются для выращивания овощных и зеленых культур, некоторых видов ягод, а также цветов, грибов и рассады.
В последнее время, особенно после введения санкций, в России появились энтузиасты по выращиванию экзотических плодов. Фермеры и даже частные землевладельцы экспериментируют с выращиванием экзотики, например, сибирские фермеры выращивают мандарины в условиях сильных морозов.
Виды защищённого грунта и способы выращивания
Теплицы различаются по типу использования грунта и агротехнолгий.
Торф – самый дешёвый и доступный субстрат, его запас практически неисчерпаем. После использования в теплицах этот субстрат перерабатывается, может быть использован для улучшения плодородия сельскохозяйственных угодий. Сложность использования торфяного субстрата – управление дренажами. При обильном поливе возникают анаэробные условия, возрастает содержание азота и нитратов.
2-й по популярности материал – минеральная вата. Производится из базальтовых или сходных с ними пород. Преимущество минеральной ваты – химическая стерильность и способность обеспечивать оптимальное соотношение воздуха и воды в прикорневой зоне, благодаря её высокой пористости. Минеральная вата имеет стабильную структуру и её можно использовать многократно в нескольких циклах.
Другие субстраты – кокосовый, перлит, вермикулит, керамзит, пеностекло не обладают химической инертностью, используются редко, так как не показали свою эффективность и экономичность при долгосрочном применении.
В последнее время набирает обороты метод гидропоники – выращивание растений на искусственных средах без почвы. Корни растений помещаются в водную среду (питательный раствор), либо находятся в воздушном пространстве, где с помощью специальной установки происходит микрокапельное орошение (аэропоника). Еще один вариант – агрегатопоника – когда растения в индивидуальных контейнерах точечно помещаются на плиты с увлажнёнными минеральными субстратами (каменная вата), но не заглубляются в них. Плюсы этих методов – возможность точно дозировать питательные вещества под каждое растение, что значительно влияет на повышение урожайности, экономию минеральных удобрений, возможность визуально контролировать состояние корней и вовремя обнаруживать и предупреждать заболевания.
Из минусов гидропоники – нулевой цикл требует больших затрат: приобретение и установка специального оборудования. Но учитывая, что нет необходимости в покупке и переработке грунта после каждого цикла, эти расходы быстро окупаются.
Удобрения и подкормка
У потребителей часто возникают вопросы и претензии к тепличным культурам. Например, что в теплицах используют много химии, то есть удобрений. На самом деле применение удобрений необходимо при выращивании монокультуры на большой площади, поскольку при агроценозе (искусственной экосистеме), как мы уже говорили, почва или субстрат быстро обедняется.
Но растения болеют и плохо развиваются не только при недостатке питательных веществ, но и при их избытке.
При внесении удобрений больше, чем это необходимо растениям ухудшается структура почвы, активируется рост токсинообразующих грибов, растения могут остановиться в росте или вообще заболеть. Понятно, что такой исход совершенно невыгоден в промышленном масштабе. Более того, вносить удобрения больше нормы экономически нерентабельно.
Внесение удобрений строго регламентировано и контролируется законами о безопасности продукции, такими как технические регламенты Таможенного соглашения (ТР ТС). Например, ТР ЕАЭС 021/2011 «О безопасности пищевой продукции» и ТР ЕАЭС 039/2016 «О требованиях к минеральным удобрениям» регулируют безопасность продукции и удобрений, что актуально для защиты потребителей и окружающей среды.
Защита растений
Как уже упоминалось выше, развитие агроценоза не только истощает почву, используемую для выращивания монокультур, но и провоцирует возникновение и развитие ряда заболеваний у растений. И в связи с этим у потребителя возникает страх, что тепличные культуры в невероятном количестве заливаются всевозможной химией, ядами, инсектицидами. На самом деле это не совсем так. Использование агрессивной химии и ядов в условиях закрытого грунта наиболее проблематично, что связано с необходимостью обеспечения безопасности работающего персонала в условиях замкнутого помещения. Такие методы применяются в крайних случаях, и обработка прекращается не менее чем за месяц до сбора урожая. Законодательно эти процессы регулирует Федеральный закон № 109-ФЗ «О безопасном движении с пестицидами и агрохимикатами».
Наряду с химическими методами защиты растений распространены такие методы, как физический (ионизация, стерилизация тепличных конструкций, микроволновая и ультразвуковая обработка), микробиологический (специальные препараты на основе бактерий, уничтожающих патологическую флору на растениях) и биологический (уничтожение вредителей с помощью заселения колоний насекомых, поедающих тот или иной вид паразитов и вредителей). Учитывая этот факт, можно даже говорить о том, что продукция закрытого грунта в некоторой степени даже «чище», по сравнению с продукцией с полей, где химикаты распыляются масштабно на больших территориях.
Что касается борьбы с сорняками при помощи гербецидов, то и тут тепличное хозяйство имеет преимущество. Гербециды никогда не используются при наличии уже посаженных культур. Только в перерывах между циклами выращивания, после сбора урожая, почва обрабатывается специальными препаратами, уничтожающими корни сорняков. И после определённого периода времени, когда гербецид уже полностью разложился в почве, производится посадка растений для следующего цикла. Кроме того, именно замкнутый характер тепличного хозяйства не позволяет сорнякам проникать на места посадки в большом количестве, тем самым минимизируя мероприятия по борьбе с ними.
Контроль готовой к выходу продукции на предмет наличия вредных веществ регламентируется гостами ГОСТ 34570-2019 и ГОСТ 13496.19-2-15. Проверяется каждая реализуемая партия из каждой теплицы путём рандомного отбора образцов за 5-10 дней до сбора урожая и через 3-4 дня хранения перед отправкой в торговую сеть.
Сравнение продукции открытого и закрытого грунта
Еще одна претензия к продукции защищённого грунта – в этих плодах нет витаминов и других полезных веществ, они какие-то «пластиковые», «пустые» и пользы нам не приносят.
Но, если углубиться в тему биохимии и развития растений, можно обнаружить интересный факт. Растения накапливают витамины, минералы и другие полезные вещества вовсе не для того, чтобы накормить ими нас, людей. Как ни печально, но растения даже не подозревают о нашем существовании. Если бы в тепличных растениях ничего не было, то и их бы тоже не было, они бы просто не выросли.
Азот, например, нужен растению для синтеза белков, витаминов и нуклеиновых кислот, фосфор обеспечивает энергетическую функцию, калий необходим для накопления клетчатки и крахмалов, кальций участвует в формировании структурных компонентов клеток, железо обеспечивает функции фотосинтеза и дыхания.
Что касается витаминов – растениям, как и нам, без них не выжить. Провитамин А – каротин – спутник хлорофилла, участвует в поглощении энергии света и оберегает хлорофилл от разложения. Витамин С – защищает зеленый пигмент от окисления, способствует росту растений, выступает как антиоксидант, помогающий растениям противостоять засухе, озону и активному ультрафиолетовому излучению. Витамин В1 участвует в преобразованиях серы, эффективен для роста корней.
Да, большинство исследований подтверждает, что существует определённая разница в составе плодов, выращенных в открытом и закрытом грунте. Чаще всего это сказывается на антиоксидантных свойствах и содержании витамина С.
Однако, эта разница не столь значительна и варьируется в зависимости от региона, климатических условий и типа грунта, а также от вида выращиваемой культуры. Большое значение имеет также сорт той или иной культуры. Исследования показывают, что в зависимости от сорта томатов, содержание питательных веществ в плодах, а также их вкус, могут значительно меняться при условии выращивания в закрытом грунте, что даёт возможность корректировать качество путём селекции новых, более урожайных и питательных сортов.
В настоящее время, благодаря селекции, есть возможность совершенствовать имеющиеся сорта не только в целях устойчивости к заболеваниям и условиям роста, но также для улучшения вкусовых качеств и увеличения содержания питательных веществ.
Также исследования показывают, что урожайность и масса плодов томатов в теплице могут быть ниже, чем в открытой почве, из-за ограниченного пространства и особых условий микроклимата. При этом в закрытом грунте часто достигается равномерное распределение минералов, таких как калий и магний, что положительно влияет на вкусовые качества плодов. Эти критерии подтверждают необходимость выбора условий выращивания в зависимости от целей: для повышения содержания антиоксидантов можно использовать открытый грунт, в то время как для сохранения сахаров и устойчивости витамина C больше подходит закрытый грунт.
Одно из исследований на примере клубники, показало, что большинство параметров роста растений (общий вес растения, средний вес одного плода, объем корня и кроны) в тепличной среде были значительно выше, чем в открытом грунте. Однако такие параметры, как твердость плодов, сухое вещество плодов, фруктовый сок, завязывание плодов и срок хранения плодов при 2 °C и 22 °C, были значительно выше в открытом грунте, чем в тепличных условиях. Не обнаружено значительной разницы между процентом неликвидных плодов в условиях выращивания в теплице и открытом грунте.
Что касается вкуса плодоовощной продукции закрытого грунта, тут, возможно, есть некоторые нюансы. Например, мелкие сорта помидор, вызревают до биологической спелости быстрее, нежели крупные, поэтому их вкус кажется более насыщенным. Более крупные сорта собирают чуть раньше, в период технической спелости и впоследствии дозаривают (дозревание без куста). Дозаривание производится при помощи этилена, газа, содержащего «гормон спелости». Во время дозаривания под действием этилена плод продолжает набирать все необходимые питательные вещества. В этом методе нет никакой опасности. Этилен – естественный гормон растений, отвечающий за вызревание плодов. Он выделяется, например, бананами. Степень дозаривания может быть разной, что может повлиять на вкус и текстуру плодов. Однако, домашнее дозревание в естественных условиях уже купленных томатов может улучшить их вкус.
Из всего вышесказанного можно сделать вывод, что нет особых причин опасаться тепличных культур или не доверять им. Выращивание сельскохозяйственных культур в закрытом грунте обеспечивает бесперебойное снабжение населения свежими овощами и фруктами, независимо от времени года и региона, что позволяет придерживаться разнообразия в рационе в любой сезон. Также очень важно отметить, что содержание витаминов, минералов и других веществ в растениях – не единственная ценность для потребителя. Растительная пища богата клетчаткой, роль которой для здорового питания трудно переоценить. Клетчатка играет важную роль в процессах пищеварения и поддержания микробиома кишечника, способствует профилактике сердечно-сосудистых заболеваний, так как снижает уровень плохого холестерина.
Также любая растительная пища в составе рациона, благодаря содержанию клетчатки, помогает при снижении массы тела. Большинство растительных продуктов, как правило, низкокалорийны и могут способствовать большему насыщению, заполняя объем желудка и предотвращая избыточное потребление калорий.
На Шри Ланке запрещены любые удобрения и вкус овощей ( фруктов само собой) сильно отличается… думаю что качество тоже.
Вы знаете об этом?