©112. ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИЕ ФИТОТЕХНОЛОГИИ - ОСНОВА ИНТЕНСИВНОЙ СВЕТОКУЛЬТУРЫ РАСТЕНИЙ

Академик МАГЕН и АБОП Ильин О.В. НИ НПЦ "Олимп", ГНУ ВИЭСХ, Москва.

Значительный и непрекращающийся рост экологической напряженности в мире, где здоровье людей и выживание человечества в целом зависят от разумного управления глобальным техногенезом, в большой мере обусловливают падение средней продолжительности жизни человека.

Умение целенаправленно формировать окружающую среду позволит мировой науке разработать основы круглогодового местного производства экологически чистых и сбалансированных по составляющим элементам продуктов питания в ассортименте. К сожалению, сегодня качество и количество их напрямую зависят не столько от климатических условий, как от применения пестицидов, качества и количества минеральных удобрений, эрозии почв, их заболачивания, засоления и многих других факторов непродуманной деятельности человека.

В свою очередь, это снижает питательные, вкусовые и лечебные свойства выращиваемой продукции, увеличивает экологически зависимые заболевания человека, приводит к интоксикациям, микроэлементозам, дисгармонии жизненных функций человека.

Технологии, позволяющие вырабатывать экологически чистую продукцию, имеющую не только диетическое, но и лечебное значение, должны получать все более широкое распространение. Разработка таких технологий, их внедрение в сельскохозяйственное производство становятся остро актуальными для ученых аграрного сектора науки, тружеников сельского хозяйства.

Растения обладают огромным потенциалом продуктивности, который никогда не реализуется полностью в условиях сельскохозяйственного производства открытого или защищенного грунтов. Реализация этого потенциала зависит от множества факторов жизнедеятельности растений, изучением которых занимаются ученые всех стран. Однако, даже выяснив необходимые условия выращивания растений, их порой просто невозможно реализовать на практике или они могут быть реализованы с огромными затратами, не окупающимися приростом урожая.

В сфере сельскохозяйственного производства вегетационные сооружения защищенного грунта являются наиболее значительными потребителями тепловой и электроэнергии, т.к. они имеют ярко выраженную зависимость от климатических и хозяйственных условий.

Высокое энергопотребление тепличных комбинатов, к сожалению, сопровождается их низким КПД, что напрямую связано с урожайностью и низкой экономичностью и экологией производимой продукции. Последние, в свою очередь, кроме агротехнических причин, полностью зависят от наличия солнечной или пасмурной погоды.

В интенсивной светокультуре (ИС) условия выращивания также имеют главенствующее положение, но здесь они реализуются без какого-либо влияния неблагоприятных факторов внешней среды. Поскольку реализация ИС происходит полностью в теплоизолированных помещениях, исключаются потери тепловой энергии во внешнюю среду, как это происходит в защищенном грунте. Таким образом, ИС не является фактором потепления мирового климата.

Оптимальные сочетания качества и интенсивности освещения с актиноритмическими условиями выращивания являются теми главенствующими факторами, которые в условиях ИС позволяют полностью сбалансировать рост и развитие растений в фитоценозе, выявить их потенциальную продуктивность и реализовать ее на практике. Продуктивность фитоценозов в ИС существенно превосходит таковую в тепличных комбинатах и позволяет говорить о новой эре в развитии растениеводства.

Расходы электроэнергии на создание качественного (!) освещения необходимой интенсивности - 120 вт/м2 ФАР, сведены к минимуму - 0,25 - 0,4 квт.час/м2, что значительно ниже энергопотребления сооружений защищенного грунта.

Разработанные автором гидропонно-осветительные установки для выращивания растений - ГОУВРИ и агротехнологии выращивания на них многих сельскохозяйственных культур в условиях ИС показывают высокую экономическую эффективность, позволили на порядок снизить удельную материало и энергоемкость ИС, добиться стабильности в постоянной эксплуатации. Модули ГОУВРИ могут быть сблокированы в производственные линии любой полезной площади.

Процессы ухода в ИС просты и предельно автоматизированы, не требуют замены почвогрунтов, трудоемкой подготовки дорогих почвосмесей, их пропаривания, обеззараживания и т.д., как в тепличном производстве. Для питательных растворов применяются те же удобрения, допускаемые ГОСТами для применения в сельскохозяйственном производстве.

ИС - безотходное производство, которое не только дает диетическую продукцию, но и не загрязняет окружающую среду. Потребляемая энергия - электричество, применение угля, бензина, дизтоплива, масел и т.д. исключено, а их отсутствие не сорвет проведение посевной или уборочной кампании.

ИС имеет свою специфику: каждый прием, каждый параметр микроклимата, каждая обработка требуют своего тщательного изучения до рекомендации в производство. Аналоговое моделирование агроэкосистем или агроприемов защище6нного грунта в ИС приводит к грубым ошибкам при регулировании физических параметров выращивания различных растений. Реакция того или иного генотипа растений заложена в них определенными признаками географической широты, высоты местности над уровнем моря, климатическими характеристиками региона их происхождения и т.д. Растения отличаются друг от друга по эндогенной ритмике, длительности фаз актиноритма и многим другим показателям.

Только сознательное и целенаправленное изучение каждого вида культивируемых растений может дать результат при определении физических факторов управления средой обитания растений при разработке той или иной агротехнологии выращивания, а это сложный и долгий путь экспериментирования.

Конечно, растения могут расти в довольно широком диапазоне любых параметров, будь то температура, или влажность, или освещенность и т.д. Но "технология выращивания" - это целенаправленно отработанная методика получения наивысших урожаев при минимальных, прежде всего энергетических и физических, затратах.

Автором разработана серия энергосберегающих безотходных наукоемких агротехнологий, позволяющих круглогодично получать рекордные урожаи экологически чистой диэтической продукции, при этом были учтены биологические требования растений и их фитоценозов, подобраны оптимальные условия их выращивания, позволяющие реализовать скороспелость, урожайность, получение отличного потомства.

Отработана технология получения качественного посадочного материала (рассады, сеянцев, саженцев) томатов, перцев, баклажан, свеклы, капуст, других овощных культур, амаранта, кукурузы, подсолнечника, однолетних и декоративных культур, сеянцев плодовых и ягодных культур и т.д.

В теплицах в весенне-летнем обороте томаты из такой рассады начинают плодоносить на месяц раньше. Достоверно установлено, что у растений амаранта, кукурузы и, особенно, подсолнечника, выросших из рассады со светоустановок ГОУВРИ, увеличивается содержание и качество масла в семенах.

Установки ГОУВРИ эффективны для укоренения и подращивания любого посадочного материала, полученного путем меристемного размножения в биотехнологических лабораториях.

Анализ развития карликовых сортов и гибридов томатов позволил получить сорт "Танюшка", дающий урожай зрелых плодов уже на 47-й день от посадки на установку, позволяя получать до 8 урожаев в год при общем сборе плодов свыше 200 кг с квадратного метра, при этом энергозатраты на получение одного килограмма томатов снизились до 15 квт.часов.

Отработаны технологии круглогодового выращивания свежей витаминной зелени петрушки, сельдерея, кинзы, базилика, укропа, и т.д. при урожайности их до 6-8 кг с кв.м за месяц при постоянной конвейерной срезке продукции, выращивание редиса, салатных культур - листовых и кочанных, мангольда и т.д. до 10 кг с кв. м за месяц.

Клубни стахиса стало возможным получать 6 раз за год при урожайности 5 кг с кв.м, причем по содержанию полисахаридов в два раза больше по сравнению с клубнями из открытого грунта. Это в 60 раз превосходит урожай из открытого грунта.

Завершена отработка технологии получения зеленой массы стевии - лечебного сахарозаменителя для больных диабетом - до 4 кг с кв. м за месяц при содержании сладких гликозидов более 18% и до 1000 штук укорененных черенков, получения семян стевии и ее семенной рассады и т.д. По данным ВНИИССа (г.Рамонь, Воронежской обл.) это больше производства стевии в открытом грунте почти в 650 раз.

Технологии выращивания декоративных культур позволяют получать за год до 2500 цветков на срезку гвоздик, астр, левкоев, львиного зева, гладиолусов и т.д., что более чем в 10 раз превышает возможнгости тепличных хозяйств, причем выход цветков класса экстра до 90-95%.

Дефицит различных микроэлементов в питании человека всегда стоял весьма остро. Их недостаток или избыток в пище приводит к различным нарушениям здоровья. Возможность широкого регулирования метаболизма растений в ИС позволяет управлять преимущественным накоплением тех или иных составляющих вторичного синтеза, давая возможность направленного и значительного увеличения в определенных растениях органических форм соединений иода - для лечения заболеваний эндокринной системы, вызванных иоддефицитом, органических форм соединений двухвалентного железа - для лечения заболеваний крови, анемии, необходимого содержания различных других соединений, превращая их в высоко эффективные экологически чистые лекарственные формы натурального растительного происхождения, а сами растения - в лечебную диетическую продукцию.

Сезонность спроса и производства продукции сельского хозяйства заставили отработать технологическую линию по урожайному конвейеру в ИС. Если зимой спрос и цены постоянно высоки, то уже с весны, при начале поступления продукции из теплиц и, тем более, из открытого грунта, спрос и цены меняются. Падают цены на томаты, огурцы, перцы - увеличивается их поступление из теплиц и южных регионов. Зато резко возрастает спрос на рассаду, черенки, саженцы и т.д. Спрос на усы земляники не ослабевает все лето, а рентабельность производства зеленных культур на ИС в летнее время падает.

Семенное размножение растений зависит от сроков выхода того или иного посадочного материала, его надо произвести к сроку высадки, причем к оптимальному сроку, так как сеянцы должны пройти период акклиматизации. Переключение установок ГОУВРИ в цеху ИС в конце зимы на выращивание рассады перцев и баклажан может быть весьма выгодно, так как рано высаженная даже в пленочные теплицы уже цветущая рассада позволяет иметь массовую продукцию перцев и баклажан уже в июне месяце, когда цена на неё достаточно высока.

При резких колебаниях температуры в открытом грунте, заморозках, градобоях и т.д. когда у растениеводов высаженные посадки гибнут, производство рассады за весну может быть повторено 4-5 раз и дать весомую прибыль производителю.

Следующим оборотом на установках ИС может быть производство рассады земляники, причем при падении спроса на нее в конце лета, они могут быть оставлены для получения ягод в зимний период, что также рентабельно.

Производство стевии или цветов также может быть направлено на разные цели в зависимости от спроса и сезонности.

Заслуживает особого внимания экологическая чистота растений, выращиваемых в условиях ИС. Содержание нитритов и нитратов в продукции никогда не превышает нормы. В продукции неоткуда взяться солям тяжелых металлов, радионуклидам. Отсутствие сорняков и вредителей в цеху ИС не требует применения пестицидов, в продукции отсутствуют растительные аллергены.

Многочисленные анализы, проводимые при разработке параметров агротехнологий, однозначно доказывают, что по своим биохимическим параметрам продукция ИС - диетическая и может быть рекомендована для детского и диетического питания. Более того, в этой продукции повышается содержание сухого вещества, витаминов, сахаров, эфирных масел и других полезных человеку составляющих, снижается общая кислотность, Увеличиваются сроки хранения продукции без снижения ее качества, ее транспортабельность.

Все это обусловило высокую экономическую эффективность ИС, гораздо более высокую, чем тепличное производство. Поэтому именно производственная ИС обладает неограниченным фактором стабильности и перспективности для человеческого выживания и прогресса, чего так не хватает имеющемуся сельскохозяйственному производству.

Выводы:

1. Широкое внедрение ИС в практику сельскохозяйственного производства позволит полностью избавиться от климатической зависимости в производстве многих видов растениеводческой продукции, создать постоянно действующие поточные линии выращивания, перевести отрасль сельского хозяйства на стабильную производственно-индустриальную основу.

2. Дальнейшее развитие ИС имеет исключительную социальную значимость для населения всех стран.

3. ИС - реальный путь сохранения человеческой цивилизации, оздоровления среды обитания человека, повышения качества его жизни.