В наших условиях важнейшими экологическими факторами, влияющими на выращивание цветочно-декоративных растений, являются: свет, тепло, воздух (его состав и движение); влага (влажность почвы и воздуха, осадки); почва (механический и химический состав).
Освещенность. Свет является одним из наиболее важных условий жизни растений. Под его воздействием в зеленых листьях осуществляется процесс фотосинтеза. При этом происходит ассимиляция углерода и выделение кислорода. От освещенности зависит также скорость роста растений, время наступления и степень цветения и плодоношения.
Декоративные растения, применяемые в цветоводстве, происходят из разных географических широт земного шара и приспособились к различному световому режиму. Поэтому при выращивании в теплицах, использовании в интерьерах, а также при размещении в цветниках необходимо учитывать биологические особенности каждого из них. По отношению к свету растения подразделяются на три основные группы: светолюбивые, тенелюбивые и теневыносливые.
Светолюбивые растения предпочитают открытые места, и сильное затенение действует на них угнетающе. К этой группе относится большинство цветочных растений – георгины, цинии, астры и др. Тенелюбивые растут в условиях слабой освещенности и не выносят сильного света. К ним принадлежат виды сильно затененных местообитаний. Даже при небольшой освещенности хорошо растут папоротники, самшит, функия. Теневыносливые растения имеют широкую экологическую амплитуду по отношению к свету. Они предпочитают освещенность близкую к полной, но приспосабливаются и к слабому свету. Это распространенная и очень пластичная группа цветочных растений (аквилегия, ирис, плющ, незабудка, астильба и др.).
Для нормальной жизнедеятельности растений важное значение имеет не только интенсивность света, но и продолжительность дневного освещения (фотопериодическая реакция). В этом плане различают три группы: растения короткого дня, длинного дня и нейтральные. Для растений короткого дня продолжительность дневного освещения должна быть 10–12 ч, а для растений длинного дня – 12–14 ч и более. К группе короткого дня в основном относят субтропические и тропические растения (перилла, хризантема, канна, георгины, настурция, космея, сальвия и др.). Среди растений длинного дня немало видов умеренного климатического пояса, например, астра, анютины глазки, гортензия, годеция, дельфиниум, ирис и др. Нейтральные растения зацветают при любой продолжительности дня. К ним относятся аспарагус, бархатцы, лилия, наперстянка, тюльпан, циния и др.
Тепло. Процессы жизнедеятельности (фотосинтез, транспирация, газообмен, дыхание) любого растения нормально осуществляются лишь при определенном тепловом режиме, который зависит от количества тепла и продолжительности его действия.
В разных широтах земного шара тепловые условия неодинаковы, что в значительной мере обусловливает географическое распределение растений и их отношение к фактору тепла. На протяжении сезонного роста и развития потребность цветочных растений в тепле различна: на ранней стадии, когда образуются только вегетативные органы, она незначительна, а в период цветения и созревания семян и плодов растения нуждаются в большем количестве тепла. У многих видов растений наиболее высокая интенсивность роста наблюдается при температуре воздуха от 15 до 30–35°С. Длительный избыток или недостаток тепла приводит к резкому замедлению или прекращению роста растений, а иногда и к их гибели.
Все культивируемые цветочно-декоративные растения в зависимости от их потребности к теплу делятся на растения открытого и закрытого грунта (оранжерейные, тепличные, комнатные). К первой группе относятся такие виды, которые достигают декоративной ценности при возделывании в условиях открытого грунта. Это растения, завезенные из Сибири и Канады, субтропические виды из Средиземноморья и Восточной Азии, некоторые тропические растения из Индии и Южной Америки. Цветочные растения открытого грунта условно подразделяются на холодостойкие и теплолюбивые. К холодостойким относятся однолетники, двулетники и зимующие многолетники, которые переносят в период вегетации легкие заморозки –1–2°С, а кратковременно и до –2–4°С.
Теплолюбивые растения в период вегетации не выносят даже кратковременного понижения температуры 0–1°С. Это многие ковровые и некоторые однолетники, а также растения оранжерейные, используемые летом для высадки в открытый грунт (агава, пальма, юкка, опунция). Кроме холодостойких и теплолюбивых растений, выделяется группа зимостойких. Эти виды способны переносить неблагоприятные условия зимнего периода: разрыв корней при растрескивании за-мерзшей почвы; «выпревание» под толстым слоем снега при температуре около 0°С; «вымокание», а иногда и «выпирание» (последнее вызывается неравномерным замерзанием и расширением почвенной влаги). Кроме того, в зимний период под снегом возникает истощение растений из-за большого расхода резервных веществ на дыхание, сильно ослабляют культуры и грибковые заболевания — «снежная плесень».
При выращивании цветочных растений в открытом грунте необходимо учитывать температуру воздуха и почвы, которые изменяются в течение суток и вегетационного периода. Тепловой режим открытого грунта зависит от многих факторов: солнечной радиации, географического положения, продолжительности вегетационного периода, рельефа местности, окружающей растительности, механического состава почв, уровня грунтовых вод и т.д. По этим причинам соблюдение оптимальной температуры для той или иной цветочной культуры представляет определенную трудность. Однако использование агротехнических приемов позволяет регулировать температурный режим открытого грунта. Сюда входит мульчирование (перегноем, торфом, опилками) и рыхление почвы, создание защитных насаждений, устройство пленочных укрытий и притеночных щитов.
Вода. Это важнейший экологический фактор всего живого на земном шаре. Она необходима для процессов обмена веществ растительного организма со средой, является материалом при фотосинтезе, растворителем минеральных веществ. В процессе испарения воды листьями (транспирация) регулируется температура растений, предохраняя их от перегрева. Наконец, вода – главная составная часть растительного организма (30–95%). Она поступает в растение через корневую систему и листья. Поэтому опрыскивание играет положительную роль в жизни цветочных культур. Водный баланс растений зависит не только от количества выпадающих осадков, но и от испаряющейся влаги. Многие цветочные культуры требуют в 1,5–2 раза больше влаги, чем ее поступает с атмосферными осадками. Большинство декоративных травянистых растений лучше растет при влажном субстрате. В целях создания наиболее благоприятных условий для роста цветочных культур необходимо осуществлять комплекс агротехнических мероприятий, обеспечивающих сохранение почвенной влаги. Это рыхление и мульчирование почвы, притенение, удаление сорняков, полив, опрыскивание.
Потребность растений в воде определяется их общим состоянием, мощностью корневой системы и внешними условиями: температурой и влажностью почвы, воздуха, интенсивностью освещения и т.д. По отношению к влаге растения делятся на следующие группы: гидатофиты – типично водные растения: погруженные и с плавающими листьями (кувшинка, кубышка, элодея, роголистник); гидрофиты – растения избыточно увлажненных местообитаний с погруженной в воду нижней части и верхней, находящейся в воздухе (касатик болотный, частуха, аир); гигрофиты – растения местообитаний с высокой влажностью воздуха и почвы (многие виды папоротников);мезофиты – растения, произрастающие в средних условиях увлажнения (роза, астра, гвоздика, бархатцы, петуния, цинния); ксерофиты – растения сухих местообитаний, способные переносить длительный недостаток воды в почве и сухость воздуха (эхеверия, молодило, седум).
Норма полива растений зависит и от фазы развития. В период интенсивного роста и цветения они нуждаются в обильном поливе и опрыскивании, а в период покоя – в умеренном увлажнении.
Воздух. Воздушная среда содержит 0,03% углекислого газа и 21% кислорода. Кислород нужен для дыхания, а углекислый газ – для фотосинтеза, которые нормально протекают лишь при определенных условиях освещения, влажности, тепла и минерального питания растений. В процессе фотосинтеза в растениях происходит образование органического вещества. От интенсивности его зависит рост и развитие растительного организма. Искусственное увеличение концентрации углекислого газа в воздухе до 0,3% вызывает ускоренный рост, а более высокие дозы – отравление растений.
Подкормка углекислым газом осуществляется путем внесения в почву солей угольной кислоты или неразложившихся органических удобрений, а также при поливе цветочных культур водой, насыщенной угольной кислотой. Интенсивность дыхания культур зависит от стадии их развития и времени года, освещенности, плотности, влажности почвы и ряда других факторов. Молодые быстрорастущие растения дышат гораздо активнее в сравнении с взрослыми, у которых ростовые процессы затухают. Наиболее сильно дышат прорастающие семена и всходы. В зимний период при низкой температуре все физиологические процессы в растениях, в том числе газообмен и дыхание, приближаются к минимуму. Процесс дыхания присущ как надземным органам растений, так и подземным. В рыхлой почве создаются благоприятные условия не только для дыхания корней, но и для всей полезной микрофлоры, которая обеспечивает минерализацию растительных органических остатков и повышает плодородие почвы. Длительное затопление водой участков почвы или ее систематическое переувлажнение зачастую создает крайне неблагоприятные условия для дыхания растений: наступает кислородное голодание. Это ослабляет цветочно-декоративные культуры, способствует заболеваниям, а иногда приводит к гибели. При дыхании растений выделяется значительное количество тепла. В некоторых случаях температура (в сравнении с температурой окружающего воздуха) повышается на несколько градусов. В связи с этим культивируемые растения постоянно нуждаются в притоке воздуха, богатого кислородом. Следовательно, при семенном размножении и черенковании необходимо подбирать рыхлую, воздухопроницаемую почву, систематически рыхлить ее.
Минеральное питание растений. Для успешного роста и развития растения поглощают из почвы необходимые минеральные вещества и воду, которые наряду с продуктами фотосинтеза составляют основу их жизнедеятельности. В зеленом растении в среднем содержится 45% углерода, 42 кислорода, 6,5 водорода, 1,5 азота и 5% зольных веществ (фосфор, калий, кальций, магний, железо и др.).
В состав почвы входят твердые частицы (минеральные и органические), вода с растворенными в ней веществами, воздух и живые организмы. Минеральное питание растений в основном зависит от особенности механического состава минеральных частиц, содержания органических веществ и химических свойств почвы (солевого режима, кислотности).
Естественные и применяемые в цветочных хозяйствах почвы имеют неодинаковую кислотность. А каждая культура может нормально расти и развиваться только при определенной кислотности. Последняя выражается знаком рН с соответствующей цифрой (от 0 до 14). Чем выше кислотность, тем меньше значение рН, и наоборот. Почвы с рН от 6 до 7 считаются нейтральными, более 7 – щелочными, меньше 6 – кислыми. Кислые почвы делятся на три группы: сильнокислые (рН от 4,5 и ниже), среднекислые (рН от 4,6 до 5,0) и слабокислые (рН от 5,1 до 5,5). К растениям нейтральных почв относятся астра, агератум, декоративная капуста, кохия, левкой, роза, хризантема; слабокислых – аспарагус, примула, пеларгония, колокольчик, бегония; среднекислых – папоротники, акроклиниум, фуксия; сильнокислых – гортензия, камелия, азалия, вереск.
Для почвенного питания растений большую роль играет солевой режим почвы. От него зависит не только количественное содержание солей в почве, но и их доступность для усвоения. Одних веществ в почве содержится в избытке (например, железо, алюминий), а других (азот, фосфор, калий), в которых растения больше всего нуждаются, – малые дозы. Кроме того, общее количество основных элементов питания в почве может быть и высокое, но они находятся в таких соединениях, которые не усваиваются растениями. Цветочные растения по отношению к элементам питания подразделяются на: малотребовательные – азалия, орхидея; среднетребовательные – бегония, петуния, примула; требовательные – цикламен, цинерария, калла, пеларгония, гортензия; очень требовательные – гвоздика, хризантема.
Нормальный рост, развитие и связанные с ними физиолого-биохимические процессы невозможны без минеральных солей. Для растительного организма необходимы макроэлементы – азот, фосфор, калий, кальций, сера, магний, железо. А также микроэлементы – бор, марганец, медь, цинк, иод, молибден. Многогранна роль отдельных макро- и микроэлементов. Так, например, азот, фосфор и сера принимают участие в образовании белков; магний входит в состав хлорофилла и активизирует процесс фотосинтеза; фосфор и калий способствуют оттоку углеводов из листьев в корни, кроме того, фосфор участвует в процессах дыхания и накапливается в семенах вместе с другими запасными веществами; бор повышает завязываемость семян; марганец стимулирует деятельность ряда ферментов; железо и медь связаны с нормальным кислородным дыханием. Таким образом, для нормальной жизнедеятельности растениям необходимы все питательные элементы, невозможно компенсировать недостаток одного за счет избытка другого.
На самых ранних этапах своего развития молодые растения ограничиваются минеральными веществами, содержащимися в семенах, а затем начинают поглощать их из почвы. Однако корневая система потребляет далеко не все элементы почвенного раствора, а обладает определенной избирательной способностью. В разные стадии развития растение имеет неодинаковую потребность в элементах питания. Например, в период цветения усиливается потребность в калии, молодые растения потребляют много азота, а после цветения в течение всего вегетационного периода равномерно усваивается азот и фосфор.
Недостаток или почти полное отсутствие в почве тех или иных элементов питания отрицательно сказывается на росте и развитии растений, их внешнем виде и декоративных качествах. У культур, произрастающих на почвах, бедных азотом, задерживается рост, а листья становятся мелкими и бледно-зелеными. При недостатке в почве фосфора слабо развивается надземная часть и корни растений, листья желтеют с краев и начинают опадать, задерживаются сроки цветения и созревания семян. При отсутствии или очень малом содержании в почве калия прекращается рост культуры, создается опасность грибных заболеваний. Острый дефицит кальция способен вызвать отмирание точек роста и побурение по краям листьев. Чрезмерно низкое содержание железа вызывает хлороз верхушечных листьев. Они становятся светло-желтыми или белесыми. При недостатке бора отмирают цветочные бутоны и верхушечные почки, листья краснеют, а черешки становятся ломкими.
Однако качество и объем цветочной продукции снижаются как при недостатке элементов питания, так и при их избытке. Завышенные дозы удобрений часто приводят к засолению субстрата, в котором концентрация солей становится очень высокой. Растения в таких условиях не способны нормально поглощать воду и питательные вещества, резко нарушается потребление отдельных элементов питания. Так, например, при очень высоком содержании калия и натрия растениям становится трудно поглощать магний, а на переувлажненных почвах – кальций. Избыток фосфора нарушает поглощение железа и нитратного азота. Минеральное питание декоративных растений является одной из сложнейших биологических и агротехнических проблем в цветоводстве.
Почвенное питание растений можно регулировать различнымиагроприемами, включая внесение удобрений и применение почвенных субстратов (садовых земель). В качестве основных садовых земель в цветочных хозяйствах используют: дерновую, листовую, перегнойную (навозную), компостную, торфяную, реже вересковую и хвойную земли. Из них можно составлять любые смеси для выращивания различных цветочных культур.
Дерновая земля заготавливается на лугах с дерновыми почвами, которые богаты перегноем, известью и зольными элементами питания растений. Травостой состоит из злаков и клевера. Лучшее время заготовки – июль месяц. Дернину нарезают плугом или лопатой. Толщина пласта 8–10 см, ширина 20–30 см и длина 30–50 см. Затем дернину укладывают в штабели (трава к траве) высотой до 1,5 и шириной до 1,5–2 м, длина произвольная. В верхней части штабеля делают углубление для накапливания дождевой воды и полива навозной жижей. В течение лета штабель несколько раз перемешивают и увлажняют. К концу второго года дерновая земля готова к употреблению и ее убирают в специальное хранилище или под навес. Из-за большого содержания минеральных веществ такая земля относится к тяжелым садовым. Используется она в течение 2–3 лет. Применение дерновой земли в цветочных хозяйствах разнообразно. Она является составным компонентом многих земляных смесей, а также используется для горшечных культур и некоторых однолетников.
Листовая земля состоит из перепревших листьев древесных растений. Заготавливают листья обычно осенью, реже – весной в лесах, парках и лесопарках. Наиболее пригодны для этих целей листья клена, липы, вяза, плодовых и мелколиственных (березы, осины) растений. Опавшие листья, веточки, засохшую траву сгребают граблями и укладывают в штабели шириной до 2 и высотой до 1,5 м произвольной длины. Затем поливают навозной жижей, добавляют известь и уплотняют. В течение следующего лета листовую массу 2–3 раза перелопачивают и увлажняют навозной жижей. К концу второго года перепревшие листья превращаются в легкую, рыхлую листовую землю, питательные вещества которой находятся в доступной для корней форме и быстро усваиваются растениями. Применяют листовую землю для посева растений с мелкими семенами (бегония и др.), а также в качестве основы смеси для примулы, цикламена, цинерарии, камелии.
Перегнойную землю часто называют парниковой или навозной, поскольку она образуется из перепревшего навоза, который используется в парниках как биотопливо. В конце лета перегной вынимают из парников и складируют в штабели, где периодически (1–2 раза за сезон) перемешивают и при необходимости увлажняют. Через 1–2 года земля готова к употреблению. Рыхлая, легкая и достаточно богатая питательными веществами перегнойная земля используется для горшечных культур, выращивания рассады однолетников. Она является хорошей примесью для многих земельных смесей, когда необходимо создать условия для быстрого роста растений. Компостная земля получается при компостировании в штабелях или ямах отходов животного и растительного происхождения. Практически же в хозяйствах чаще всего ее готовят из сорняков и отходов теплично-парникового производства. Заготавливаемый компостный материал известкуют, увлажняют навозной жижей и сверху присыпают торфокрошкой. В течение последующих 2–3 лет массу несколько раз перемешивают и увлажняют. Готовая компостная земля используется для посева однолетников (кроме астры, левкоя и бегонии), является заменой перегнойной земли (в смеси с дерновой и торфяной).
Торфяная земля приготовляется из торфа, который заготавливают на болотах низинного типа. В таком торфе степень разложения растительных остатков обычно составляет 25–60, зольность – 6–18%, кислотность – рН = 5–6, естественная влажность – 85–90%. Заготовленный торф складывают в штабели, известкуют, увлажняют навозной жижей или компостируют с навозом и на протяжении двух лет периодически перемешивают. В результате получается рыхлая, легкая, влагоемкая и богатая перегноем торфяная земля, применяется для различных смесей. Тяжелые дерновые земли она делает более рыхлыми, а легким песчаным придает связность и влагоемкость. В открытом грунте используется в качестве органического удобрения, для мульчирования почвы. Из нее изготавливают торфоперегнойные горшочки. Торфяная земля пригодна для посева мелких семян, а также для составления садовых земель при выращивании азалии, камелии, рододендрона, орхидеи и папоротника. Наряду с применением торфяной земли в качестве питательного субстрата в большом объеме используют сфагновый торф. Заготавливают торф на верховых болотах со степенью разложения растительных остатков от 10 до 25%. Кислотность также изменяется от 2,6 до 4,7. Сфагновый торф легко транспортируется, обладает хорошим вод-но-воздушным режимом, в нем успешно регулируется режим питания растений. Он великолепно адсорбирует макро- и микроэлементы и постепенно отдает их растениям. Эти обстоятельства позволяют относить его к лучшим влагоемким субстратам. Однако сфагновый торф имеет и некоторые недостатки: он может саморазогреваться, переувлажняться и пересыхать. Перед использованием в торфе снижают избыточную начальную кислотность путем известкования. Средние дозы известковых материалов (мел, гашеная известь, известняки) варьируют от 6 до 8 кг на 1 м3 торфа, изменяя исходную кислотность от 4,0 до 7,0. Перед посадкой цветочных растений в торф вносят минеральные удобрения.
Древесный уголь применяется в качестве небольшой добавки в земельные смеси для растений, которые плохо переносят переувлажнение. Уголь быстро адсорбирует, т.е. поглощает излишнюю влагу в земле, создавая более благоприятные условия увлажнения для растений. Толченый уголь применяется при порезах клубнелуковиц гладиолуса и корнеклубней георгин в качестве антисептика, им посыпают порезанные части растений.
Крупнозернистый речной песок используется для черенкования цветочных растений, заделки мелких семян и приготовления земляных смесей. Песок придает земле пористость и рыхлость, что существенно изменяет водно-воздушный режим почвенного субстрата, а следовательно, улучшает условия роста и развития растений.
Высушенный и измельченный сфагновый мох применяется при выращивании орхидей, выгонке ландыша, хранении черенков для прививки, при кильчивании черенков декоративных древесных растений. Его также добавляют в землю для придания ей рыхлости и равномерного увлажнения. Заготавливают мох на верховых болотах.
Все виды земель по мере их готовности пропускают через грохот и хранят в специальных хранилищах. Перед использованием (в чистом виде либо для приготовления смесей) земельные смеси дезинфицируют и обеззараживают пропариванием. Для составления смеси каждый компонент берут по объему, ссыпают в одно место и тщательно перемешивают.