Выращивание перца в открытом грунте ⋆

Основная страница: Перец

При выращивании культуры перца на поле у фермера есть много вариантов, и ему приходится выбирать между прямым посевом и пересадкой, полагаться на осадки или орошение, ручной или машинной уборкой и т.д.

Существует долгая история знаний, основанных на исследованиях, которые помогают принимать решения относительно систем возделывания перца в полевых условиях. Как и в случае с любой другой культурой, конкретные рекомендации должны соответствовать местным условиям. Исследования продолжают уточнять рекомендации, а новые технологии продолжают развиваться. Три области текущей исследовательской деятельности, которые, вероятно, приведут к прорыву в ближайшем будущем: жизнеспособные и экономичные альтернативы неразлагаемым пластикам для мульчирования; новые регуляторы роста растений или новое применение существующих материалов; и новые специализированные системы возделывания культур, ориентированные на сокращение обработки почвы для сохранения почвы и воды.

[toc]

Климатические требования

Перец — это культура теплого сезона, которая требует условий выращивания, схожих с теми, которые необходимы томатам и баклажанам. Лучше всего перец удается в длинный безморозный сезон, когда можно получить качественный и высокий урожай. Растения очень восприимчивы к заморозкам и плохо растут при температуре 5-15 °C. Оптимальная температура для роста и развития перца выше, чем для томата. Быстрая всхожесть и появление всходов важны для обеспечения хорошего стояния и достаточного урожая. Семена перца прорастают медленно, если вообще прорастают, в холодных почвах, но появление всходов ускоряется в почвах с температурой 24-30 °C. Если семена высажены слишком рано, когда температура почвы слишком низкая, их прорастание замедляется, а последующее появление и рост рассады может быть плохим. Замедленный рост может продлить воздействие на рассаду насекомых, болезней, соли или почвенной корки, любая из которых может погубить всю рассаду. Более высокие урожаи получаются при дневной температуре воздуха от 18 до 32 °C во время завязывания плодов. Базовая температура вегетационных дней составляет 18 °C, при более низких температурах рост незначительный (Sanders et al., 1980).

Несколько химических продуктов были представлены на рынке как недорогие и эффективные средства для предотвращения повреждения урожая от заморозков или заморозков. Перри и др. (1992) оценили два таких коммерчески доступных материала, FrostFree и VaproGard, для защиты перца от заморозков и заморозков в полевых условиях. Хотя защиты не наблюдалось, когда минимальная температура воздуха достигала -3,5 и -1,0 °C в отдельных случаях, ни один из криопротекторов не повредил листву в отсутствие холода.

Тип почвы

Как и для большинства других культур, идеальная почва для выращивания перца описывается как глубокая, хорошо дренированная, среднезернистая супесчаная или суглинистая почва, удерживающая влагу и содержащая некоторое количество органических веществ. Большинство перцев выращивается на почвах с показателями pH от 7,0 до 8,5.

При подготовке земли к посадке анализ почвы — pH, электропроводность (EC), содержание азота, фосфора, микроэлементов, солей и органических веществ — может помочь максимизировать производство перца и обеспечить научную основу для регулирования доступных питательных веществ для растений. Такой тест, проведенный перед посадкой, может стать важным инструментом управления не только при разработке эффективной программы повышения плодородия почвы, но и при мониторинге поля на предмет потенциальных проблем с почвой и водным режимом. Результаты могут дать рекомендации по видам и количеству вносимых удобрений и оптимальному управлению почвой для выращивания перца. Для получения удовлетворительных отчетов о почве чрезвычайно важен правильный отбор проб почвы, причем наиболее полезен составной образец, точно представляющий тестируемое поле. Обычно достаточно одного образца почвы на каждые 2,0-2,5 га.

Когда почва проверяется на уровень питательных веществ и pH, самое время проверить ее на наличие нематод. Нематоды могут сильно повредить корни перца и снизить урожайность. Хотя образцы почвы для анализа на нематоды можно собирать практически так же, как и для определения потребности в удобрениях, их следует брать, когда почва теплая, защищать от высыхания (поместив образцы в пластиковый пакет), держать в прохладе и как можно скорее отправлять в аналитический отдел. Те же учреждения, которые проводят общее тестирование почвы, обычно проводят и анализ на нематоды.

Соленость почвы также является важным фактором при определении того, насколько хорошо будут расти перцы. Высокая засоленность почвы часто приводит к плохому укоренению растений, снижению их роста и урожайности перца. Перцы теряют 50% урожая при ЕС 5,8 дСм/м и еще на 12,6% снижают урожай при каждом дополнительном увеличении ЕС на 1 дСм/м. Существенные различия в реакции 102 генотипов перца на засоление наблюдались в тепличном эксперименте на основе тяжести симптомов на листьях, вызванных стрессом NaCl при 100 мМ (Aktas et al., 2006). Chartzoulakis и Klapaki (2000) сообщили, что урожайность двух гибридов перца, ‘Lamuyo’ и ‘Sonar’, значительно снизилась под воздействием засоления, причем ‘Lamuyo’ был более чувствителен к засолению, чем ‘Sonar’.

В полевом исследовании Niu et al. (2010) оценили реакцию сортов C. annuum, C. chinense и C. frutescens на три уровня засоления (0,82 дСм/м (контроль, водопроводная вода), 2,5 дСм/м и 4,1 дСм/м) и обнаружили, что процент выживания растений варьировался от 28% до 100%. По сравнению с контролем, конечный сухой вес побегов и свежий вес плодов уменьшились при орошении растений солевым раствором при 4,1 дСм/м. «Интродукция растений» (PI) из Министерства сельского хозяйства США и «Ранний Халапеньо» были относительно устойчивы к засолению, но показали высокий уровень накопления Na⁺ и Cl^— в листьях.

Sanogo (2004) показал, что заражение растений Phytophthora capsici усиливается при уровне засоления, который может встречаться на полях перца, и что засоление способствует развитию болезни у растений перца, восприимчивых к P. capsici, но не у растений, устойчивых к P. capsici.

Лунин и др. (1963) продемонстрировали, что возраст растений влияет на восприимчивость перца к засолению. При засолении на ранней стадии прорастания резко снижалось производство листьев, в то время как позднее применение соленой воды приводило лишь к незначительному снижению урожая. Также наблюдалось заметное снижение эвапотранспирации при увеличении солености воды. Cornillon и Palloix (1997) обнаружили, что NaCl также влияет на минеральный состав корней и листьев перца.

Когда Грабер и др. (2010) обработали выращенные в горшках растения перца древесным биочаром, они наблюдали значительное улучшение развития растений: увеличилась площадь листьев, сухой вес полога, количество узлов, урожай бутонов, цветов и плодов (по сравнению со значениями, зарегистрированными для необработанных контрольных растений). В ризосфере обработанных биочаром растений перца также значительно увеличилось количество культивируемых микробов, принадлежащих к известным группам, связанным с почвой, включая 16, связанных с ранее описанными агентами, способствующими росту растений и/или биоконтролю. Положительное воздействие биоугля не было результатом прямого или косвенного влияния на питание растений, поскольку не было выявлено различий между контрольными и обработанными растениями по содержанию питательных веществ в листьях. Биочар также не повлиял на полевую емкость беспочвенного компоста, использованного в горшках. В экстрактах биоугля органическими растворителями было обнаружено несколько органических соединений, относящихся к различным химическим классам, включая н-алкановые кислоты, гидрокси- и ацетоксикислоты, бензойные кислоты, диолы, триолы и фенолы. Грабер и др. (2010) предположили, что улучшение характеристик растений, наблюдаемое при обработке биочаром, является либо результатом сдвигов в микрофлоре компоста (в сторону полезных ризобактерий или грибов, способствующих росту растений), вызванных химическими или физическими свойствами биочара; либо результатом того, что химические вещества биочара, многие из которых являются фитотоксичными или биоцидными в высоких концентрациях, стимулируют рост растений в низких дозах (т.е. гормезис).

Подготовка почвы

Севооборот — это эффективный способ снижения проблем с болезнями и сорняками на полях перца. В идеале, перец не следует высаживать на одном и том же поле чаще, чем раз в 3-4 года, а в промежуточные годы на поле должны выращиваться культуры, не относящиеся к пасленовым, такие как пшеница, капуста, кукуруза, люцерна и бобовые.

Большинство перцев выращивается на почве, сильно подготовленной в результате обработки. Когда Моррисон и др. (1973) исследовали использование культуры «без обработки почвы», они обнаружили, что перцы имели более низкую выживаемость на участках без обработки почвы, чем табак или томаты. Культурные факторы были признаны более важными в низкой выживаемости, чем физическая, механическая операция по пересадке. Без обработки почвы остатки мертвой дернины и остатки предыдущих культур являются потенциальными источниками вредителей растений и болезнетворных организмов, которые могут атаковать вновь пересаженные растения перца до того, как они укоренятся. Тем не менее, перец без обработки почвы возможен, если борьба с вредителями и болезнями ведется на должном уровне.

При стандартном методе обработки почвы подготовка почвы включает вспашку, глубокое чизелевание, дискование, выравнивание и лущение. Важная новая техника, лазерное нивелирование, которая использует лазер для определения положения поля, может быть выгодна при выращивании крупноплодной продукции. Лазерное выравнивание поля с уклоном всего 0,01-0,03% в одном или обоих направлениях помогает осушить поле от лишней воды, что, в свою очередь, снижает риск развития корневых заболеваний.

Перец можно выращивать на ровном поле или на приподнятых грядках. Приподнятые грядки используются в одних районах для облегчения полива по бороздам, в других — для обеспечения дренажа. Гарсия (1908) продемонстрировал, что перцы, выращенные на высокой гряде, реже поражались корневой гнилью Phytophthom, чем растения, выращенные на ровной земле. Для культур прямого посева приподнятые грядки позволяют лучше контролировать поверхностную влагу, тем самым снижая вероятность заражения почвенными организмами. Приподнятые грядки также защищают от затопления корней, позволяя корневой зоне осушаться после сильных дождей. Грядки формируются самым простым способом — путем перечисления почвы в виде гребней. Гряды поддерживаются во влажном состоянии, либо с помощью полива, либо дождя, для создания поля. Один из вариантов формирования грядок — орошение поля перед посадкой. Семена высаживают во влажную почву и не поливают до тех пор, пока они не прорастут. Другой вариант — превратить две грядки нормальной ширины в одну широкую грядку, называемую в США «грядкой для канталупы». Поскольку в этом случае средняя борозда исключается, поле не остается таким влажным после дождя или полива, что часто позволяет фермеру иметь больше возможностей для работы на поле.

В более холодном климате почву можно прогреть, ориентируя грядки в направлении восток-запад, затем наклонив почвенное ложе на 30-35° к югу (в северном полушарии) или северу (в южном полушарии), чтобы максимально использовать солнечное тепло. Таким образом, средняя температура почвы будет на 1-3 °C выше, чем на традиционной плоской грядке, а в результате лучшие растения и более ранний урожай компенсируют увеличение затрат на обработку почвы.

Грядки как культурная практика

Многие исследования с перцами, особенно со сладким (болгарским), касались растений, выращенных на приподнятых грядках. Тем не менее, было проведено относительно мало исследований, посвященных аспектам грядки. VanDerwerken и Wilcox-Lee (1988) не обнаружили различий в производстве болгарского перца, выращенного на приподнятых грядках по сравнению с теми, которые выращивались на ровной земле. Кларк и Мейнард (1992) сравнили производство перца на мульчированных черным полиэтиленом грядках шириной 41, 61 и 81 см с капельным орошением и фертигацией на песчаной почве во Флориде. Ширина грядки не повлияла на урожайность перца и средний вес плодов.

McCullough et al. (1995) сравнили четыре способа обработки грядок для производства сушеного перца типа чили и паприки в Оклахоме. Обработка подстилки была следующей:

без грядки;
без грядки с присыпанием 5 см почвы к основаниям растений;
грядка была заложена до посадки, но грядке позволили размыться в течение вегетационного периода;
грядка была заложена до посадки, и грядка была сохранена в течение вегетационного периода.

Обработка подстилки не оказала последовательного влияния на урожайность плодов. Однако, как правило, требовалось больше усилий для выкорчевывания растений, когда перцы высаживались без грядок и с холмиками или когда они высаживались на грядки, которые поддерживались, по сравнению с теми, которые высаживались на ровной земле или на грядках, которые не поддерживались. Если эти не сочные перцы предназначены для сбора урожая с помощью стрипперной машины, рекомендуется использовать подстилку, так как она улучшает фиксацию растений.

В двухлетнем исследовании Каверо и др. (1996) в Испании сравнивался прямой посев перца под прозрачную полиэтиленовую мульчу с использованием приподнятых грядок или ровной земли. Приподнятые грядки увеличивали риск чрезмерно высоких температур. Однако в оба года урожайность на приподнятых грядках была выше, чем на плоской земле. Руссо (2001) пришел к выводу, что ориентация грядок (восток-запад или север-юг) на поле не была важным фактором при полосном посеве болгарского перца с огурцами (Cucumis sativus L.) и бататом (Zea mays var. rugosa Bonaf.) в Оклахоме. Использование приподнятых грядок является распространенной культурной практикой при выращивании перца, но это не всегда необходимо. При принятии решения об использовании приподнятых грядок необходимо учитывать такие факторы, как тип почвы, засоленность почвы, методы выращивания, тип орошения и дренаж.

Посадка

Перец может быть высажен в поле прямым посевом, посадкой рассады, выращенной в многоячеистых лотках в теплицах, или посадкой рассады с оголенными корнями, выращенной в других местах. Каждый метод имеет свои преимущества, и каждый подходит для определенных производственных систем. Например, пересадка может привести к раннему производству и равномерной посадке. Однако, поскольку поле перца засаживается под завязку и нет дополнительных растений, риск уничтожения растения вредителями может стать проблемой. Прямой посев требует меньше труда и является менее дорогостоящим, но, поскольку семена новых гибридных сортов стоят в 10-20 раз дороже, чем семена открыто опыляемых сортов, пересадка может быть единственным разумным вариантом.

Прямой посев может привести к медленному, изменчивому и сниженному росту растений из-за колебаний температуры почвы, водного стресса, вредителей, сорняков и болезней (Leskovar and Cantliffe, 1993). При прямом посеве в поле необходимо следить за тем, чтобы семена не заделывались слишком глубоко, для контроля расстояния между семенами и глубины посева используется специализированное посадочное оборудование, почва должна быть однородной и ровной, сроки сбора урожая будут на 3-4 недели позже, чем при пересадке, а при температуре почвы 15, 20 и 25 °C семенам перца требуется 25, 13 и 8 дней, соответственно, для появления всходов (Kelly and Boyhan, 2009). При укоренении растений из семян (Leskovar et al., 1990) рост корней будет более изменчивым, чем при укоренении из рассады. Растения, выращенные из рассады, дают больший урожай и собираются раньше, чем растения, выращенные из семян (Leskovar and Cantliffe, 1993).

В 2008 году в США использовалось более 22 000 га под болгарским перцем и 10 000 га под перцем чили. Однако статистических данных о количестве гектаров, занятых прямым посевом и пересадкой, не существует (NASS, 2009). В Италии ежегодно производится более 6 миллиардов пересадок овощей (Gianquinto и Magnifico, 2003), при этом площадь производства перца составляет 13 300 га (NASS, 2009).

Высевать перец непосредственно в поле не рекомендуется из-за стоимости гибридных семян и условий окружающей среды, необходимых для адекватного прорастания посеянных растений. Хотя прямой посев перца производится во многих регионах мира, в большинстве случаев коммерческое производство осуществляется с помощью пересадки. В основном перец пересаживается в поле из растений, выращенных в теплицах.

Прямой посев

Прямой посев на протяжении столетий был стандартной системой выращивания перца в регионах с длинным вегетационным периодом. В значительной степени это связано с использованием сортов перца, выведенных путем открытого опыления, которые стоят гораздо дешевле, чем семена гибридов Fj. Кроме того, прямой посев является рекомендуемым методом для крупномасштабного производства перца, который собирают машинным способом для переработки, например, перца чили в Нью-Мексико (Bevacqua and VanEeeuwen, 2003) и сорта паприки в Оклахоме (Cooksey et al., 1994). Прямой посев может обеспечить большую плотность посадки, как это было отмечено для перца пимьенто в Испании (Gil Ortega et al., 2004).

Стоимость посадки качественных семян может составлять всего 1-2% от общих производственных затрат на выращивание перца. Качественный посевной материал представляет собой основной строительный блок для хорошего производства перца. Независимо от того, используется ли семенной материал для непосредственного посева на поле или для выращивания в теплице, чтобы начать пересадку для выращивания, следует высаживать только высококачественный семенной материал. Семена являются основой для получения высококачественного урожая перца, а некачественные семена могут привести к снижению урожая и ухудшению качества стручков.

При покупке семян перца важно обратить внимание на некоторые элементы. Самым очевидным является сорт, который планируется выращивать. Поскольку существует множество сортов, относящихся к каждому типу стручков, важно выбрать лучший сорт для зоны выращивания. Опыт выращивания перца в прошлом или совет из надежного источника, такого как университет или служба распространения знаний, являются хорошими способами выбрать лучший сорт для посадки. Добросовестные поставщики семян также будут иметь на своих семенах перца полезную информацию, которая поможет сделать выбор.
Чистота, то есть процент семян в партии, представленных требуемой культурой, должна быть как можно ближе к 100%. Семена других культур» обычно указываются в процентах от общего веса партии и обычно составляют 0% в коммерческих партиях семян перца. Процент веса товарной партии, представленный «инертным веществом» — нежизнеспособным материалом, таким как мякина, почва, дробленные семена, палки и т.д., семена сорняков, также должны быть указаны.

Толерантность к нежелательным и вредоносным сорнякам обычно равна нулю. Процент всхожести — это процент семян, которые дадут нормальные растения при посадке в благоприятных условиях. Можно определить уровень (%) «живых» семян интересующей культуры в партии семян, умножив процент чистоты на процент всхожести и разделив на 100. Например, если партия семян имеет чистоту 95,5% и всхожесть 93,0%, около 88,8% семян в партии должны быть жизнеспособными семенами интересующей культуры. Ценность партии семян частично определяется процентом «чистых живых» семян, которые содержит партия. Некоторые семенные компании в настоящее время продают свои семена по так называемым «всхожим единицам», при этом цена семян уже отражает уровень содержания «чистых живых» семян в партии.

Уровни посева

Быстрая и равномерная закладка густоты растений при прямом посеве перца важна по нескольким причинам:

всходы появляются быстрее и с меньшей вероятностью будут повреждены почвенной коркой;
меньше вероятность того, что почвенные болезни и насекомые могут нанести катастрофический ущерб;
быстрый рост корней и побегов снижает вероятность иссушения в ветреные дни;
урожай созревает равномерно.

Равномерное созревание особенно важно при использовании механических комбайнов.

Расстояние между растениями может оказать значительное влияние на развитие, рост и товарный урожай. Перцы, высаженные прямым посевом, могут потребовать некоторого прореживания, поскольку конкуренция со стороны более чем двух или трех растений на куст приведет к уменьшению размера плодов.

Сундстром и др. (1984) сообщили об увеличении урожайности перца Табаско, собранного механическим способом, в расчете на одно растение, при уменьшении междурядий с 81 см (8200 растений на га) до 10 см (65 000 растений на га) Урожайность товарного болгарского перца с полей с 27, 000 растений га была значительно ниже, чем с полей с 40 000 или 60 000 растений га, но увеличение урожая от использования более узких междурядий происходило только при двухрядной схеме посадки, а не при трехрядной (Batal and Smittle, 1981). Во Флориде междурядье в 25 см с двумя растениями на холм (что дает 81 109 растений на гектар) привело к оптимальному количеству растений для получения товарного урожая перца (Stofella and Bryan, 1988). Немного большее междурядье — 30 см — было признано лучшим в Техасе (Dainello and Heineman, 1986), в то время как самое близкое расстояние между растениями, протестированное Mostenbocker (1996), всего 7,5 см, дало самый высокий общий урожай и количество плодов.

На архитектуру растений можно влиять, изменяя плотность популяций растений. Например, высота растений, как правило, увеличивается при более высокой плотности посадки. Стофелла и Брайан (1988) обнаружили, однако, что количество первичных или вторичных ветвей в целом не зависит от плотности растений, а ведь именно эти ветви считаются местом расположения начальных плодовых почек и основой развития новых плодовых почек у болгарского перца. Было обнаружено, что количество первичных и вторичных ветвей значительно коррелирует между собой, как во время предзимья, так и при окончательном сборе урожая. Относительно высокое количество плодов на растение, наблюдаемое при низкой плотности посадки, объясняется не появлением большего количества первичных или вторичных ветвей на каждом растении, а развитием большего количества плодов на каждой ветви. Кроме того, Стофелла и Брайан (1988) также обнаружили, что при более высокой плотности растений первичные ветви берут начало в более высокой точке главного стебля, чем у растений, растущих при более низкой плотности. Поскольку высокие первичные ветви приводят к развитию плодов высоко на растении, а диаметр стебля обычно уменьшается по мере увеличения плотности растений, полегание может быть проблемой при высокой плотности растений, особенно в районах, подверженных ветреной и влажной погоде. Хотя показатели количества и веса товарных плодов на одно растение обычно снижаются по мере роста плотности посадки перца, соответствующие показатели на гектар увеличиваются. Используя междурядья 30 см и двухрядные грядки, Портер и Этцель (1982) не обнаружили существенной разницы в размере плодов перца при выращивании одного или двух растений на холм (что дало 43 036 и 86 072 растения на гектар). Однако выращивание только одного растения на холм на однорядных грядках (что дало 21 518 растений на гектар) дало значительно более крупные плоды.

Одной из проблем, связанных с высокой плотностью посадки, является пожелтение плодов во время первого сбора урожая, что снижает оптимальное качество плодов (Stofella and Bryan, 1988). Кроме того, Лопес и Сильвас (1979) сообщили о более частых случаях солнечного ожога и заражения Phytophthora capsici (но, очевидно, о меньших проблемах с вирусами) при увеличении плотности посадки перца с 11 000 до 89 000 растений на гектаре.

Из 1 кг 100% «чистых живых» семян можно вырастить около 1 миллиона сеянцев перца. Пересев — обычное дело, а посев в 2,2-4,4 кг/га обычно дает густую поросль. На юго-западе США высокие уровни посева используются как средство борьбы с болезнью курчавой верхушки, которая вызывается вирусом, передаваемым ранней весной мигрирующими кузнечиками. В результате пересева и последующего прореживания путем выкорчевывания сеянцев, зараженных вирусом, на поле можно получить здоровые растения. Садоводы также могут высаживать семена на подставку, собирая три-пять семян в холмики через каждые 15-25 см вдоль ряда.

Механизированный способ высадки рассады

Рассадный способ упрощает создание однородной плотности растений, уменьшает количество семян, исключает прореживание, а также сокращает культивацию и полив, необходимые для прорастания и появления всходов. Перец можно высевать в открытый грунт или в теплицы для получения рассады. На момент пересадки рассада может иметь от четырех до пяти настоящих листьев (Берке и др., 2005).

Пересадка может осуществляться вручную или машинным способом. Ручная пересадка рассады практична в рыночных садах, небольших фермерских хозяйствах или там, где рабочей силы много и она дешевая. В крупных коммерческих хозяйствах ручная пересадка часто приводит к неравномерному пространственному распределению растений (Parish, 2005).

Пересадка с использованием механических пересадочных машин может облегчить эти проблемы. Существует несколько моделей пересадочных машин, многие из которых имеют схожие характеристики (рис.). Для перца пересадочная машина должна иметь компоненты для:

удерживания рассады в лотках или горшках;
создания посадочной борозды или лунки нужной глубины;
отмеривания рассады для получения правильного расстояния между растениями в ряду;
вертикального размещения саженцев в борозде или лунке;
присыпания достаточное количество почвы вокруг растений;
уплотнения почвы вокруг растения.

Иногда к устройству присоединяется бак, чтобы можно было подавать воду или растворимое стартовое удобрение для дополнительного увлажнения почвы и/или питательных веществ для пересаживаемых растений во время посадки.

Виды пересадочных машин и рассадопосадочных машин

Пересадочные машины могут быть полуавтоматическими или полностью автоматическими. В полуавтоматических машинах саженцы вручную переносятся из лотка для пересадки в дозирующее устройство.
Затем саженцы помещаются в борозду или лунку дозирующим устройством. В машине есть места для рабочих, чтобы загружать отдельные дозаторы трансплантатом. В полностью автоматических пересадочных машинах предусмотрен механизм для захвата пересаженных растений из лотка для пересадки и размещения их в борозде, что значительно сокращает трудозатраты на подачу пересаженных растений. В полностью автоматических пересадочных машинах используются саженцы с прилипшей к корням почвой, выращенные в многоячеечных лотках для пересадки (Choon, 1999). В полуавтоматических пересадочных машинах используются как саженцы с оголенными корнями, так и саженцы в ячейках.

Существуют и другие типы пересадочных машин, а именно: пересадочная машина с перфоратором, пересадочная машина с дибблингом и пересадочная машина с водяным колесом (Kumar and Raheman, 2008). Перфораторы пересаживают растения через пластиковую мульчу, прокалывая мульчу и устанавливая растение в отверстие. Пересаживающая машина dibbling делает лунки на хорошо подготовленной почве и высаживает растения в лунки. Сажалка с водяным колесом похожа на сажалку с перфоратором, но с добавлением большого бака, заполненного водой или раствором удобрений. По мере формирования лунки для пересадки часть раствора вливается в лунку для пересадки. Саженцы вручную устанавливаются в политую лунку операторами, сидящими близко к земле. Когда саженец высаживается вручную, грязь со дна поднимается по бокам и покрывает корни и нижнюю часть стебля растения, завершая операцию пересадки.

Полностью автоматические пересадочные машины могут быть шагающими или ездовыми. В машинах с шагающим задним ходом оператор управляет сажалкой, стоя позади машины. В машинах ездового типа оператор сидит на машине и маневрирует ею в поле. Полностью автоматические пересадочные машины типа «шагающий сзади» — это самоходные машины для пересадки максимум четырех рядов. Автоматические пересадочные машины верхового типа могут быть как самоходными (до четырех рядов), так и притягиваться трактором (до восьми рядов).

Полуавтоматические пересадочные машины — это машины только для езды. Двухрядные или трехрядные полуавтоматические пересадочные машины навесного или прицепного типа. Высокопроизводительные машины с большим количеством рядов обычно тянут трактор.

Классификация саженцев

Пересадочные машины сконструированы с учетом типа используемых сеянцев. Три типа сеянцев используются с пересадочными машинами: саженцы с оголенными корнями, саженцы в розетках и саженцы в горшках.

Саженцы с оголенными корнями берутся непосредственно из питомника и не имеют почвы или среды вокруг корней. Саженцы производятся в многоячеистых гибких пластиковых или сверхпрочных литых поддонах, обычно называемых плошками. Плошки доступны в широком диапазоне размеров и глубины ячеек, от 50 до 800 ячеек в одном лотке (Грир и Адам, 2005). Расположение ячеек в плошках с 128, 200 или 288 ячейками составляет 8×16, 10×20 и 12×24 ячейки, соответственно (Tsuga, 2000). Для раннеспелых перцев обычно используются 72- или 128-клеточные лотки с объемом ячеек 43 или 35 см³ , тогда как для позднеспелых перцев в некоторых регионах рекомендуются 200-клеточные лотки с объемом ячеек 11 см3 (Bodnar and Garton, 2008). Однако для поздней посадки также использовались 128-ячеечные плошки (Russo, 1996). Растительная смесь на основе торфа используется в ячейках, которые образуют почвенный блок вокруг корней рассады.

Оптимальный возраст пересадки для ранних сортов перца составляет 8-9 недель, в то время как для средних и поздних сортов перца приемлемым является возраст 7-8 недель.

Еще один метод пересадки — горшок, обычно изготовленный из переработанной бумаги (бумажный горшок) или канадского торфяного мха сфагнума и древесной массы (торфяной горшок Jiffy). Бумажные горшки изготавливаются путем складывания переработанной бумаги в горшки кубической или цилиндрической формы (Ueno et al., 2002; Furuki et al., 2003). Торфяные горшочки Jiffy поставляются уже сформированными и готовыми к посеву. Рассаду в горшках выращивают, помещая в них смесь для выращивания, увлажняя ее и высевая семена. Бумажные горшки и горшки Jiffy позволяют корням растений естественным образом подрезать воздух, когда они пробиваются сквозь стенки горшка. Горшки обеспечивают большую площадь, чем посадочные лотки, для прорастания семян и развития растений. Всего 128 бумажных горшков объемом 23 см³ или 200 бумажных горшков объемом 12 см³ можно разместить на подносе в формате 8х8 или 10х10 (Tsuga, 2000). Усовершенствованным типом бумажных горшков является связанный бумажный горшок, или цепочка горшков (Suggs et al., 1987; Nambu and Tanimura, 1992; Yonetani et al., 1999; Tsuga, 2000). Связанные горшки, или цепочки, изготавливаются путем соединения ряда бумажных горшков с помощью водостойкого клея. Связанные бумажные горшки не требуют поддона для хранения саженцев, но нуждаются в механизме для разделения цепочки горшков на отдельные особи перед подачей их в посадочный аппарат. Связанные бумажные горшочки используются только в полностью автоматических пересадочных машинах.

Механические детали пересадочных машин для перца

Машины для пересадки перца состоят из ящика для рассады или лотка, разрыхлителя борозд, посадочного аппарата, устройства для укрытия почвы, устройства для уплотнения почвы и привода к посадочному аппарату. Полуавтоматическая пересадочная машина имеет сиденья для рабочих, которые подают рассаду в посадочный аппарат, а автоматическая пересадочная машина имеет устройство для захвата рассады для механического перемещения рассады из лотка в посадочный аппарат. Принадлежности включают устройства для резки мусора, грунтозацепы, бак для воды, бак для хранения питательных веществ и/или пестицидов и трубопроводы.

Ящик для рассады или держатель лотка

На полуавтоматических пересадочных машинах предусмотрен ящик для рассады, в котором хранятся саженцы с оголенными корнями. Если используются саженцы в виде пробок, то для хранения четырех-шести лотков с саженцами в виде пробок предусмотрены держатели лотков (Rotary One, Holland Transplanter, 1997; Model 5000, 5000W, 5000WD, 4000 и 6000 Mechanical Transplanter Co., Holland, Mich., 1999). В автоматических пересадочных машинах лоток хранится с ориентацией, подходящей для устройства захвата для извлечения саженцев из лотков. Также имеется механизм для продвижения лотков вперед по мере удаления саженцев из лотка.

Устройства для нарезки, бороздоразрыхлители, устройства для заделки и уплотнения почвы

Дисковые сошники дополнительно используются для срезания мусора перед бороздоразрыхлителем, чтобы избежать забивания бороздоразрыхлителя сорным мусором или растительными остатками. В целом, на хорошо подготовленных, сухих почвенных пластах чаще всего используется бороздоразрыхлитель типа «двойной башмак» (прямой бегунок). Однако в пересадочных машинах, используемых на приподнятых грядках, где почва влажная, используется бороздоразрыхлитель лопатного типа. Наиболее распространенным типом почвоукрывающего устройства, используемого на пересадочных машинах, является двойной диск. Имеется возможность регулировки желаемого расстояния между рядами. Глубина работы бороздоразрыхлителя регулируется с помощью поплавкового или манометрического колеса. Он также приводит в действие посадочный аппарат (модели 1000, 1000B-3, 1000 2, 5000, 5000W, 5000WD, 4000 и 6000; механические пересадочные машины). В некоторых многорядных автоматических пересадочных машинах имеется гидравлическая регулировка высоты гребня и глубины посадки саженцев (Tsuga, 2000). Пара прижимных колес, наклоненных в нижней части внутрь, является наиболее часто используемым устройством для укладки почвы по обе стороны от саженца (Srivastava et al., 2006). Сажалки с перфоратором, сажалки с водяным колесом и пересадочные машины с дибблингом не создают борозду. Вместо этого они оснащены пробивным колесом (полуавтоматические пересадочные машины для грядок, Kennco Manufacturing, Ruskin, Fla., 2008; пересадочная машина с водяным колесом, Robert Marvel Plastic Mulch, Annville, Penn., 2002) или другим устройством для пробивания отверстия в пластиковой мульче или почве.

Высаживающее устройство

Посадочный агрегат отмеряет саженцы на основе желаемого расстояния между растениями в ряду и переносит саженцы в борозду с заданным интервалом. Саженец ориентируется вертикально, и вокруг него засыпается почва. Для дозирования саженцев используется привод на посадочный аппарат от вала почвоуплотняющего колеса, или поплавкового колеса, или любого другого колеса, соприкасающегося с землей. Чаще всего высаживающий аппарат непосредственно соответствует скорости движения почвы с помощью этого привода. На пересадочных машинах используются различные типы высаживающих аппаратов.

Посадочный аппарат карманного типа. Посадочный аппарат карманного типа имеет от 6 до 12 подпружиненных посадочных карманов, расположенных через равные промежутки на диске или барабане. При вращении диска, по мере приближения к вершине, открывается посадочный карман, в него попадает рассада, зажимает рассаду, переносит ее вниз и укладывает в борозду. Этот тип посадочного устройства наиболее распространен в полуавтоматических пересадочных машинах, используемых для посадки саженцев с оголенными корнями (ICAR, 2008), но он также может работать с растениями, извлеченными из лотков. Механические трансплантеры серии 1000 и Holland Transplanter серий 1500 и 1600 имеют этот тип посадочного аппарата. Holland Transplanter разработал держатели для саженцев в розетках и горшках, чтобы удовлетворить потребности в саженцах различных типов и размеров. Норма высадки зависит от способности человека подавать рассаду в посадочные карманы. Она колеблется в диапазоне от 35 до 45 саженцев в минуту. Для каждого посадочного агрегата обычно требуется два человека для размещения саженцев в карманах, по одному человеку с каждой стороны посадочного агрегата. Снижение скорости работы и высокий процент недостающих саженцев может произойти, если посадочный аппарат обслуживается одним человеком (Craciun and Balan, 2005; ICAR, 2008).

Ротационный посадочный аппарат чашечного типа. Этот тип агрегата имеет вал, вращающийся в горизонтальной плоскости, к которому по кругу прикреплены шесть-восемь чашек. При вращении вала в стаканчики подается рассада; дно стаканчика открывается, и рассада опускается в борозду. Это устройство наиболее подходит для высадки рассады в полуавтоматическую пересадочную машину. Модели 4000, 5000 и 6000 серий машин Mechanical Transplanter, Rotary One of Holland Transplanter и RTME-1100 компании Renaldo Sales and Services, North Collins, NY (2002) имеют этот тип посадочного аппарата. Ротационный посадочный аппарат чашечного типа позволяет оператору быстро разместить несколько саженцев, а затем иметь короткое время для распутывания или удаления саженцев из ячеек, вместо того, чтобы соблюдать точное время для размещения каждого саженца (Parish, 2005). Пересадочный аппарат такого типа может высаживать 50-80 саженцев в минуту в зависимости от расстояния между рядами (Craciun and Balan, 2005; ICAR, 2006). Для каждой посадочной установки обычно требуется один человек, чтобы поместить саженцы в стаканчики.

Вертикально опускающаяся чашка или посадочный аппарат ковшового типа. В этом высаживающем аппарате коническая чашка расположена на диске, который приводится в движение с помощью поплавкового колеса. Чашка сохраняет вертикальную ориентацию во время вращения, так что подаваемый в нее саженец переносится вертикально к лунке, сделанной в посевном ложе. Саженцы падают под действием силы тяжести в лунку при опускании стаканчика (Kim et al., 2001). В полуавтоматической перфорационной сеялке Renaldo Sales and Services вращающийся высаживающий аппарат чашечного типа подает саженец к вертикально опускающемуся высаживающему аппарату чашечного типа (рис.). Горелка располагается впереди вертикально опускающегося инжекторного стакана, чтобы прожечь отверстие в пластиковой мульче перед размещением саженцев. И горелка, и инжекторная чашка движутся по циклоидальной траектории, чтобы прожечь отверстие в пластиковой мульче и высадить саженец. Полностью автоматический дибблинг-трансплантатор (рис.), разработанный Мунилой и Шоу (1987), имеет шесть ковшей, барабан которых вращается. Ковш принимает саженец во время его вертикального спуска, делает отверстие в почве и открывается, чтобы выпустить саженец в отверстие. При подъеме ведро снова закрывается, чтобы принять следующий саженец. Лоуренс и др. (2007) использовали пневматический цилиндр для приведения в действие механизма прокалывания сажалки дибблинг.

Посадочный аппарат конвейерного типа. В конструкции полуавтоматической пересадочной машины, основанной на высаживающем аппарате конвейерного типа, саженцы подаются партиями вручную на горизонтальный конвейер толкающего типа с несколькими пролетами или перегородками (Марголин и др., 1986). Конвейер подает саженец в вертикальные нисходящие разъемные конусные стаканы в мульчирующей сеялке проникающего типа или в открытую борозду через трубку в обычной пересадочной машине, устанавливая его в вертикальное положение. В автоматических машинах партии саженцев подаются на посадочный конвейер с помощью горизонтального пластинчатого транспортера через определенные интервалы (Kumar and Raheman, 2008). Посадочный аппарат конвейерного типа подходит для горшечной рассады. Хотя этот посадочный аппарат прост в эксплуатации и надежен в дозировании рассады, размер растений, как сообщается, является критическим параметром для хорошей работы в поле (Margolin et al., 1986). Он может пересаживать 84-90 саженцев в минуту .

Устройство для захвата сеянцев

Подборщик является важным компонентом полностью автоматической пересадочной машины и используется для извлечения саженцев из лотка и выгрузки их в посадочный аппарат или непосредственно в борозду. Устройство для подбора саженцев синхронизируется для подачи в посадочный аппарат необходимого количества саженцев в нужное время. Подборщик обычно приводится в движение от вала высаживающего аппарата или колеса, которое приводит в движение вал высаживающего аппарата. Существуют различные типы узлов подбора рассады для использования в полностью автоматических пересадочных машинах.

Устройство для подбора саженцев штыревого типа. Штыревой тип агрегата имеет пару штырей (когтей), которые по одному вытягивают росток из лотка и выгружают его в посадочный аппарат или борозду. Для перемещения пальцев подборщика от точки захвата саженца к точке выгрузки и обратно к втягиванию требуются определенные механизмы. В пересадочной машине Yanmar для захвата корневой части саженца из лотка и выгрузки его в вертикальный нисходящий посадочный аппарат чашечного типа используется ползунковый и фиксированный пазовый механизм (Kim et al., 2001). Choi et al. (2002) использовали пятизвенный механизм, состоящий из неподвижного паза, ведущего звена, ведомого звена, соединительного звена и ползуна для получения одинакового выходного движения к наконечнику ведомого звена, к которому прикреплены подбирающие штифты. В пересадочной машине Kubota используется механизм, состоящий из кулачка и ползуна (Choi et al., 2002). Скорость подачи подбирающих штифтов составляет около 30 в минуту.

В другой конструкции вертикальный плунжер действует через дренажное отверстие камеры, выталкивая отдельные саженцы вверх, где они могут быть захвачены механическими захватами перед транспортировкой в землю (Shaw, 1999).

Для подготовки горшечной рассады и пересадки в теплицы используется другой механизм (патент США 5215550,1993). В этом механизме две квадратные пластины устанавливаются одна над другой с заранее определенным расстоянием между ними. Верхняя пластина больше нижней. На обеих пластинах по четырем углам имеются отверстия для штифтов. Четыре штифта для пересадки проходят через отверстия верхней и нижней пластин таким образом, что когда верхняя пластина приближается к нижней пластине с помощью пневматической механической связи, штифты сходятся и удерживают пробку для рассады. К нижней пластине подсоединен пневматический привод, который поднимает подборщик с пробкой саженца. Механическая тяга приводится в действие для перемещения верхней пластины от нижней пластины, так что штифты расходятся и сбрасывают проросток.

Устройство для подбора рассады стержневого типа. В устройстве этого типа стержни входят в дно ячеек и толкают корневой шар проростков к маленьким стержням, которые переносят проростки в борозду (Suggs et al., 1992). В другой конструкции лоток держится вертикально, а горизонтальный плунжер работает через дренажное отверстие ячейки, чтобы подтолкнуть растения и насадить их на стержни (Shaw, 1999). Несмотря на то, что лоток может прокормить 180 саженцев в минуту, было отмечено, что в процессе посадки теряется часть корневой почвы, что приводит к падению саженцев при пикировке (Suggs et al., 1992).

Пневматический пикировщик саженцев. В роботизированной пересадочной машине Ryu et al. (2001) использовали пневматический захват. Сначала пальцы поворачиваются в соответствии с направлением листьев саженца. Конечный рычаг, на котором закреплены пальцы, опускается, пальцы проникают в среду роста, захватывают корневую часть саженца и вытаскивают его из лотка. Проникновение и втягивание пальцев осуществляется с помощью воздушных цилиндров. Скорость подачи этого типа пикировщика, как сообщается, составляет 40 саженцев в минуту.

Устройство для подбора рассады с индексирующим барабаном. Этот тип устройства используется для сбора саженцев из лотка, направляя лоток в такое положение, чтобы саженцы можно было достать с помощью устройства для сбора. Он состоит из специального лотка, индексирующего барабана и загрузочной рамы (патент США 5644999,1997). Специальный лоток имеет ряд индексирующих пазов и поперечный выравнивающий паз. Индексирующий барабан состоит из индексирующих стержней, опорных колец и установленного внутри узла выталкивателя плунжеров. Индексирующие канавки и поперечная выравнивающая канавка лотка входят в зацепление с индексирующими стержнями и опорными кольцами индексирующего барабана. Индексирующий барабан установлен рядом с загрузочной рамой для направления посадочных лотков в положение для захвата саженцев выталкивателем плунжеров. Выталкиватель плунжеров перемещается относительно индексирующего барабана в каждом из нескольких последовательных положений индексирования барабана для удаления саженцев из посадочного лотка. Индексирующие канавки и поперечная выравнивающая канавка на лотке для растений обеспечивают базовые поверхности для точного позиционирования узла выталкивателя плунжеров относительно саженцев в лотке для растений.

Устройства для подбора рассады для цепочки бумажных горшков. Цепь бумажных горшков требует механизма для продвижения цепи, отрыва одного горшка за раз от цепи и переноса горшка в борозду. Саггс и др. (1987) описали пересадочный аппарат с колесом обозрения, в котором установленные на колесе захваты захватывают каждый горшок цепи, отрывают его и переносят к точке выпуска. Они также описали пересадочную машину с валковой подачей, в которой пара подающих валиков перемещает цепь к паре высокоскоростных ускоряющих валиков, которые по отдельности отрывают горшки и сбрасывают их в желоб. Намбу и Танимура (1992) описали ротационный пальцевый подборщик, в котором вращающиеся пальцы продвигали цепь горшков, отделяли отдельные горшки и высаживали их. Цуга (2000) использовал похожие на лезвия когти с выдавливающим рычагом для отделения отдельных горшков и выгрузки их в почву.

Последние достижения в разработке пересадочных машин

Помимо основных компонентов, необходимых для эффективной посадки рассады перца, пересадочные машины предназначены для обеспечения точности, аккуратности и эффективности посадки рассады при минимальном вмешательстве человека. В США (Parish, 2005), Италии, Японии, Австралии и Англии (Labowsky, 2001) были проведены многочисленные разработки в области создания автоматических пересадочных машин. Также были разработаны роботизированные пересадочные машины (Sakaue, 1992; Brewer, 1994; Tai et al., 1994; Kim et al., 1995; Ryu et al., 2001; Ishak et al., 2008), позволяющие учитывать вариации типа, стадии роста, положения и ориентации саженцев, а также размера и конфигурации лотка для высадки. Система машинного зрения стала неотъемлемой частью современных полностью автоматических пересадочных машин, чтобы гарантировать, что только качественные саженцы попадают в дозатор. CCD (прибор с зарядовой связью) камера, которая идентифицирует пустые ячейки в лотках с пробками высокой плотности, передает информацию на компьютер, который передает ее манипулятору. Манипулятор приводит в действие концевой аффектор для отбора из лотков только качественных саженцев. Труд и время, связанные с отбраковкой некачественных саженцев, исключены. Камера, подключенная к компьютеру, передает информацию о направлении листьев саженцев, и манипулятор ориентирует концевой манипулятор для захвата саженцев без повреждения листьев. В лотке, используемом для пересадки, будет 100% саженцев хорошего качества без вмешательства человека. Разработан механизм, позволяющий компенсировать удаление бракованных саженцев путем кратковременного увеличения скорости подачи саженцев из лотка (патент США 6080951, 2000). В системе от Lannen Plant Systems (Lannen Plant Systems, Сакила, Финляндия, 2009) фотоэлементы используются для обнаружения пробелов и замены их новыми саженцами.

Желаемое расстояние между растениями на поле может быть введено в компьютер, а кодирующие устройства обеспечивают считывание пройденного по земле расстояния и посадку саженцев с точностью до 1 мм. Глубина посадки рассады может контролироваться электроникой. Давление, оказываемое устройством для уплотнения почвы, можно регулировать в зависимости от типа почвы и ее состояния. Высадка рассады может осуществляться автоматически со скоростью 2 саженца в секунду с помощью модели G4 от Williames Hi-tech International, Виктория, Австралия (2000). Машина может перевозить 35 лотков с 260 саженцами в каждом. Была разработана пересадочная машина с возможностью регулировки узла захвата рассады в зависимости от размера и конфигурации лотков (патент США 7036440, 2006).

Производительность пересадочных машин

Пересадка качественной рассады перца в нужное время, при соблюдении рекомендуемых междурядий и расстояний между растениями в рядах, а также на должную глубину в почве, важна для создания хорошего урожая и повышения урожайности. Хорошо сконструированная и правильно отрегулированная пересадочная машина может выполнить операцию пересадки быстро и с большей эффективностью и результативностью, чем человек (Kumar and Raheman, 2008). Саженцы получают физиологические повреждения, когда корни подвергаются воздействию воздуха в процессе пересадки. Перец медленно преодолевает шок от пересадки и восстанавливает нормальный рост в поле (Schrader, 2000; Vavrina, 2008). Такой шок рассады можно предотвратить, выращивая рассаду в бумажных, торфяных или других биоразлагаемых контейнерах, которые можно высаживать вместе с рассадой (горшечная рассада). Для массового производства рассады в биоразлагаемых контейнерах необходимо разработать подходящие механизированные методы производства (Kumar and Raheman, 2008).

Производительность пересадочных машин в полевых условиях зависит от скорости подачи семяприемника (для автоматических пересадочных машин), скорости посадки семяприемника, расстояния между семенами в ряду, междурядья и достижимой оптимальной скорости работы для минимизации пропусков растений, а также от полевых условий, размера и состояния растений и других рабочих параметров. Подходящая скорость движения вперед для пересадки перца с расстоянием между растениями 45 см с минимальным количеством пропущенных растений находится в диапазоне от 0,8 до 1,1 км/ч для полуавтоматических машин с посадочным аппаратом карманного типа (Singh, 2008). Увеличение скорости может увеличить процент пропущенных посадок и потребовать двух рабочих для подкормки одного ряда для поддержания процента пропущенных посадок в приемлемых пределах (менее 5%). Пересадочные машины Holland моделей 1500, FWD 1500 и 1600 и механические пересадочные машины моделей 1000, 1000B-3, 1000 2, 1980 nursery transplanter, 2000 и 22C предусматривают наличие двух рабочих для посадки одного ряда. Операторы не должны быть настолько увлечены размещением растений в машине, чтобы не следить за появлением ошибок. Ротационный высаживающий аппарат чашечного типа на полуавтоматическом пересадочном аппарате обеспечивает более высокую скорость движения, чем высаживающий аппарат карманного типа (Labowsky, 2001). Было установлено, что средняя скорость движения 1,4 км/ч подходит для посадки перца с помощью трехрядной полуавтоматической пересадочной машины с роторным чашечным посадочным аппаратом (ICAR, 2006). Для приемлемой производительности поля (посадочная площадь поля в час) скорость посадки пересадочной машины должна составлять не менее 100 саженцев в минуту, что может быть достигнуто при использовании полностью автоматической пересадочной машины (Srivastava et al., 2006).

При разумном междурядье скорость посадки четко ограничивает максимально допустимую скорость движения пересадочной машины. Важным критерием производительности пересадочных машин является то, что саженцы должны быть правильно ориентированы и иметь хороший контакт с почвой. Успешная посадка была определена как посадка саженцев с наклоном менее 30° от вертикали (Мунилла и Шоу, 1987).
В целом, производительность полуавтоматических пересадочных машин (площадь посадки в час) ниже, чем у автоматических пересадочных машин. Это может быть связано с более низкой скоростью работы полуавтоматических пересадочных машин по сравнению с полностью автоматическими машинами. Несмотря на то, что полуавтоматические пересадочные машины требуют значительного ручного труда для подкормки саженцев, они более популярны среди растениеводов, чем полностью автоматические пересадочные машины. В полуавтоматических машинах можно использовать выращенную в поле рассаду с голыми корнями или выращенную в теплице рассаду, в то время как для полностью автоматических машин требуется исключительно выращенная в лотках рассада. Саженцы с оголенными корнями, как правило, дешевле, чем саженцы со штекерными семенами, но имеют более высокий уровень смертности в поле после пересадки (Parish, 2005). Первоначальная стоимость полностью автоматической пересадочной машины высока, а механизм, используемый для извлечения рассады из ячеек лотка, сложен. Для производства перца в мелких хозяйствах и на небольших участках (наиболее распространенных в Азии и Индии) необходимо оценить целесообразность пересадки с помощью ручного трактора мощностью 3-9 кВт (трактор типа «шагающий задний ход») или самоходной пересадочной машины. Пересадочная машина, управляемая ручным трактором, должна быть автоматической, и для нее требуются высококачественные и однородные саженцы (Labowsky, 2001). Первоначальные инвестиции в горшки или лотки стоят дорого, по сравнению с рассадой, выращенной в биоразлагаемых бумажных горшках (Ueno et al., 2002; Furuki et al., 2003). Однако необходимо оценить подходящие методы производства саженцев в бумажных горшках, обладающих достаточной прочностью и долговечностью, чтобы соответствовать требованиям автоматизированной пересадки. Вместо того чтобы использовать сложный механизм подбора отдельных саженцев, массив саженцев можно подавать через соответствующие интервалы на посадочный аппарат конвейерного типа, который будет высаживать саженцы в борозды с желаемым междурядьем. Ручной трактор с недорогим автоматическим пересадочным устройством для саженцев в бумажных горшочках может быть лучшим вариантом для механизации операций по пересадке в небольших хозяйствах. Это также удовлетворит потребности в пересадке в хозяйствах других размеров, где небольшая часть земельной площади отведена под производство перца. Садоводы, инженеры и производители лотков должны сотрудничать, чтобы сделать автоматизированную механическую пересадку общепринятой практикой (Parish, 2005).

Требования к пересадке перца и механические пересадочные машины

Пересадка перца осуществляется либо на приподнятых грядках, либо на хорошо замульчированной почве в рядах на поле. Пересадка на приподнятые грядки часто используется в умеренном климате, где часто идут весенние дожди. Приподнятые грядки обычно имеют высоту 20-30 см и ширину 0,8-1,8 м для посадки одного или двух рядов на каждой грядке (Smith et al., 1998). Посадка на приподнятых грядках улучшает аэрацию корней и минимизирует потери от болезней корней и затопления (Берке и др., 2005). Пересадочные машины с насадкой для формирования грядок позволяют подготовить приподнятые грядки и одновременно выполнять операции по пересадке (Singh, 2008). Для пересадки на хорошо подготовленных полях насадку для формирования грядок можно снять.
Для стимулирования раннего роста растений и плодоношения иногда используют черную пластиковую или светоотражающую мульчу и капельный полив (Motes et al., 1999). Глубина пересадки перца обычно составляет до корневой шейки или верхушки корневого клубня. Иногда пересадки заглубляют до котиледонов или первых настоящих листьев (Berke et al., 2005).

При одинаковых других методах выращивания использование полуавтоматической пересадочной машины для перца снижает трудозатраты и стоимость посадки на 84% и 24% соответственно по сравнению с ручной пересадкой (Singh, 2008). Было отмечено увеличение урожайности на 7,7% благодаря использованию пересадочных машин. Пересадочные машины предпочтительны для производства перца из-за сокращения трудозатрат, времени на посадку, себестоимости продукции, равномерности укоренения растений, вариантов обработки поля, равномерности роста растений, равномерности расстояния между растениями и повышения урожайности.

Улучшение укоренения культур

Неблагоприятные условия окружающей среды при прямом посеве или пересадке рассады могут привести к плохому укоренению растений.

Прямой посев

Целью прямого посева является полное, равномерное и быстрое укоренение растений при любых условиях. Перепады температуры могут вызвать плохое прорастание семян перца, что приведет к низкой и неравномерной плотности растений. Высокая концентрация растворимых солей в почве также может повредить или убить прорастающие семена и задержать появление всходов. Сухие почвенные условия могут препятствовать появлению всходов, а образование почвенной корки, обычно вызванное проливными дождями, может задержать, сократить и/или растянуть период появления всходов.

Технологии улучшения качества семян, такие как покрытие семян (гранулирование, инкрустация и покрытие пленкой), гидратационная обработка (грунтование при низком водном потенциале) или гелевые смеси с веществами, способствующими росту, такими как гибберелловая кислота, были рекомендованы для улучшения скорости и синхронности появления всходов, а также энергии проростков на открытых полях (Яклих и Орзолек, 1977; Сакс и др, 1980; Orzolek, 1983; Watkins and Cantliffe, 1983; Rivas et al., 1984; Cantliffe et al., 1988; Sundstrom and Edwards, 1989; Bradford et al., 1990; Halmer, 2008). Несмотря на эти усовершенствования, некоторые ранее испытанные методы, такие как покрытие глиной, ингибировали прорастание семян болгарского перца из-за ограничения доступности O2 в семенах (Sachs et al., 1981). Грунтование семян не всегда приводит к улучшению всходов в полевых условиях, так как реакция варьируется между сортами и партиями семян, как было показано в полевых исследованиях в условиях Калифорнии (Bradford et al., 1990). В других исследованиях сообщалось, что грунтованные семена дают более плотные начальные всходы, чем необработанные семена (Khan et al., 1992), или такие же или более низкие всходы, как у паприки (Cooksey et al., 1994) и перца табаско (C. frutescens L.) (Sundstrom et al., 1987). По результатам полевого исследования распределения корней у растений болгарского перца, выращенных прямым посевом грунтованных или контрольных (необработанных) семян, развитие корней у растений с грунтованными семенами может быть более чувствительным к стрессовым условиям, чем у контрольных растений, выращенных из необработанных семян (Leskovar et al., 1990).

При выборе средств предварительной обработки семян следует учитывать несколько процедур. Увлажнение семян доводит содержание влаги в семенах до 10-25%. Затем семена обрабатываются как сухие семена и высаживаются обычными методами. Этот метод используется для того, чтобы избежать повреждений, которые иногда возникают из-за быстрого поглощения воды.

При предварительном проращивании семена доводятся до влажности от 30% до 50%, суспендируются в геле, а затем выдавливаются за бороздооткрывателем сеялки. С пророщенными семенами следует обращаться очень осторожно и не допускать их высыхания. Исследования показывают, что предварительно пророщенные семена перца, посаженные методом жидкостного бурения, всходят на 3-4 дня раньше, чем сухие семена, но для жидкостного бурения требуется специальное посадочное оборудование. С этим методом связаны некоторые проблемы. Корневые радикулы (корешки) к моменту посадки уже выходят из семенной оболочки и, если их длина превышает 4 мм, могут быть легко повреждены при посадке.

Жидкая посадка предварительно пророщенных семян обычно приводит к более раннему и равномерному появлению всходов, лучшему залеганию растений и более высоким показателям всходов, чем при сухом посеве, особенно при низких температурах. Однако высокие температуры во время посадки могут отрицательно повлиять на качество последующих растений. При другом методе прямого посева, известном как посев в смеси, сухие или предварительно пророщенные семена перемешиваются в увлажненной среде, содержащей торф, вермикулит, удобрения и известь (Schultheis et al., 1988a). Посевы перца трудно высаживать методом пробкового посева в периоды высокой температуры и сухой погоды; пробковая смесь быстро высыхает и высушивает появляющиеся всходы, если их немедленно не полить. Проливные дожди также вымывают семена из питательной среды. Шультхайс и др. (1988a, b) объединили системы жидкой посадки и высева с использованием тампонажной смеси в метод, который они назвали «высевом с гелевой смесью». Эта комбинация имела преимущества каждой системы: использование предварительно пророщенных семян; антикоррозийные свойства; уменьшение микросреды патогенов; дополнительные питательные вещества; высокая водоудерживающая способность; и поддержание высокой влажности среды. Шультхайс и др. (1988a) пришли к выводу, что использование смеси из 1,25-1 раствора геля (содержащего 1% Liqua-gel) на литр смеси для пробок привело к ранней, равномерной и полной посадке растений в различных условиях.

Менее сложным методом является грунтование семян, при котором семена замачиваются на 3-7 дней в солевом растворе или растворе полиэтиленгликоля (ПЭГ). Семя начинает процесс прорастания, пока оно замачивается в растворе грунтовки, но грунтовка прекращается непосредственно перед появлением радикулы из семенной оболочки. Затем семена высушиваются до первоначального содержания влаги и высеваются как сухие семена.

Грунтованные семена прорастают быстрее и равномернее, чем негрунтованные, особенно на прохладных почвах. Семена следует хранить в оптимальных условиях, иначе эффективность грунтования семян может быть сведена на нет. Некоторые семенные компании продают грунтованные семена, если заказ размещен достаточно заблаговременно, чтобы они успели обработать семена. Одним из недостатков грунтования семян является то, что колебания температуры почвы на полях делают результаты непредсказуемыми от года к году. Тем не менее, грунтование семян становится все более популярным в трансплантационной промышленности, где равномерное прорастание в теплице имеет решающее значение.

При выращивании перца с поливом по бороздам используется метод «накрывания» семян. При этом семена помещают во влажную почву, а затем сверху на семена надевают почвенный колпачок высотой от 7 до 10 см, чтобы уменьшить испарение воды. Когда семена начинают прорастать (достигают стадии «корешка»), колпачок снимается с помощью волочильной бороны. Оборудование для удаления почвы тщательно настраивается таким образом, чтобы после волочения проростки были покрыты рыхлым 0,5-сантиметровым слоем почвы. Это позволяет избежать повреждения рассады и способствует быстрому появлению всходов.

Семена можно высаживать как в центре, так и по краю сформированной грядки, в зависимости от содержания соли в почве. Сеянцы перца восприимчивы к соли, пока они не достигнут высоты 5-8 см и не начнут быстро расти. Если в почве высокое остаточное содержание соли, или поливная вода соленая, лучше всего высаживать растения с одной стороны грядки, чтобы снизить концентрацию соли вблизи рассады. После посадки на стороне, во время культивации следует перемещать почву с соседней грядки, продолжая перемещать почву до тех пор, пока ряд растений в конечном итоге не будет расположен по центру и на высоком гребне. При использовании метода «канталупа-грядка» семена высаживаются на каждом краю широкой грядки. Вода в борозде смачивает оба края рядов, а соль накапливается в центре грядки, вдали от обоих засеянных рядов.

После посева перец необходимо проредить. Это следует делать, когда растения перца достигнут высоты 5-10 см, с тремя или четырьмя настоящими листьями, и в идеале, когда минует вероятность естественных повреждений, которые могут погубить растения, таких как вирус курчавой верхушки, отсыревание и солевые повреждения. Исследования показали, что хороший урожай можно получить с одиночных растений или кустов, состоящих не более чем из трех растений, равномерно расположенных в ряду на расстоянии 25-30 см друг от друга. В зависимости от расстояния между растениями в ряду, на 1 га обычно приходится от 32 000 до 100 000 растений.

На юго-западе США наиболее распространенная ширина междурядий 0,8-1,0 м является пережитком более ранних времен выращивания хлопка. Сельхозпроизводители часто выбирают ширину междурядий в соответствии с требованиями других сельскохозяйственных культур. Узкое междурядье, например, 80 см, может привести к более высокой урожайности, особенно при втором сборе зеленой массы или позднем сборе красной, но может также увеличить опасность заболеваний, например, заражения P. capsici.

Корка почвы под дождем может стать проблемой, если перцы посеяны прямым посевом и еще не взошли. Частое орошение до появления всходов является одним из средств защиты, но это приводит к ненужному увеличению потребления воды и производственных затрат. Антикрустанты, если они эффективны, могут снизить некоторые издержки. McGrady и Cotter (1984) обнаружили, что антикрустанты уменьшают стресс гипокотиля у проростков, но не оказывают существенного влияния на укоренение, рост и урожайность перца.

Хотя семена перца можно высевать непосредственно в поле, многие производители пересаживают молодую рассаду. Термин «пересадка» означает перемещение растения из одной почвы или культурной среды в другую. Пересадка перца является разумным вариантом, поскольку для появления всходов семян перца может потребоваться до 3 недель. Пересадка перца готова через 6-8 недель от всхода семян, и ее использование позволяет максимально использовать поля для производства.

Пересадка помогает гарантировать хорошо распределенное расположение растений, снижает затраты на семена и прореживание, а также требует меньших затрат на культивацию и орошение. Как правило, культура может быть создана с помощью одного полива, по сравнению с тремя поливами при прямом посеве. Такая экономия помогает компенсировать затраты на пересадку и закладку полей.

Растения перца, выращенные при пересадке, более однородны, могут переносить ранние абиотические и биотические стрессы или избегать их, и могут достигать более ранней зрелости, чем растения, высеянные прямым посевом. Выбор системы посадки зависит от экономики укоренения и производительности растений и, самое главное, от ценности последующего урожая. Пересадка может также способствовать получению раннего урожая или обеспечивать более поздние, чем обычно, сроки посадки. Они также дают возможность увеличить ежегодное количество урожаев, тем самым повышая урожайность на единицу площади.

Несмотря на очевидные преимущества пересадки, при принятии решения о прямом посеве или пересадке перца следует учитывать несколько факторов. Температура почвы и воздуха, а также цена семян обычно являются наиболее важными факторами. Другие факторы, такие как использование мульчи и капельного полива, могут сделать использование пересадки более привлекательным. Однако ожидаемые преимущества ранней и более высокой урожайности при пересадке не являются постоянными, и садоводы должны учитывать другие факторы (например, количество семян, затраты на прореживание, количество воды и возможности поздней посадки), чтобы принять решение о пересадке. Цена семян по сравнению с ценой пересадки, доступность и стоимость рабочей силы, а также доступность и стоимость автоматизированного оборудования обычно должны учитываться при сравнении общих затрат. Также следует учитывать количество воды, необходимое для каждой системы.

Во многих производственных регионах пересадка начинается в теплицах, парниках или, в умеренном климате, на открытых грядках примерно за 6-8 недель до посадки в поле. Обычно в поле их высаживают при высоте 15-20 см. Диаметр стебля очень важен для приживаемости при пересадке и коррелирует с ней. Внесение в почву стартового раствора с высоким содержанием фосфора во время пересадки способствует укоренению. Перед посадкой в поле пересаженные растения следует закалить, но не слишком сильно; чрезмерная закалка может существенно замедлить рост растений.

Отличительной чертой растений, высаженных прямым посевом, от пересаженных растений перца является морфология корней. Растения, высаженные прямым посевом, имеют сильные стержневые корни, в то время как у пересаженных растений, из-за раннего помещения в контейнер, стержневые корни теряются и образуются обширные боковые корни. Хотя общий рост корней у пересаженных растений меньше, чем у прямого посева, они дают более ранние и высокие урожаи плодов (Leskovar and Cantliffe, 1993). Пересаженные растения короче непосредственно посеянных и имеют больше ветвей; такая привычка роста может быть вредной, когда длинные плоды соприкасаются с почвой, увеличивая вероятность гниения стручков.

Рассада

Укоренение рассады хорошо описано для различных овощных культур. Опыт и научные исследования привели к появлению множества методов, позволяющих уменьшить воздействие таких стрессов на растения, высаженные прямым посевом или пересаженные. Несколько методов, направленных на изменение морфологии и физиологии пересаженных растений, использовались в овощных питомниках для «закаливания» рассады и смягчения стресса после пересадки в полевых условиях. В данном обзоре будут рассмотрены методы, используемые для улучшения характеристик рассады перца, и получены дополнительные знания о том, как основные экологические стрессы могут ограничивать укоренение культуры. Также будет представлен прогресс в понимании влияния физиологических, химических и биологических агентов на ключевые морфологические и физиологические адаптивные механизмы, которые виды перца используют для борьбы с абиотическим стрессом. Сравнение методов прямого посева и пересадки сладкого и острого перца будет описано на основе роста корней и побегов и урожайности.

Выращивание перца в поле с помощью пересадки с оголенными корнями было общепринятой практикой в течение десятилетий (Loomis, 1925). С появлением технологии контейнерных пересадок или пробок (Styer and Koranski, 1997) нарушение корневой системы и болезни рассады были сведены к минимуму по сравнению с посадками, проводившимися с оголенными корнями. Использование контейнерных пересадок или пересадочных модулей (далее пересадки) стало широко применяться в США и во всем мире с 1970-х годов (Cantliffe, 2009).

Для болгарского перца пересадка является стандартным методом укоренения, особенно в связи с использованием дорогих гибридных семян. В ранней классификации (Loomis, 1925) пересаженные растения перца считались умеренными по способности переносить пересадку. Это объяснялось более высокой скоростью суберизации и более медленным ростом корней и побегов по сравнению с другими видами, такими как томат (Lycopersicon esculentum Milk), салат (Lactuca sativa L.) или капуста (Brassica oleracea L. Capitata group). Пересадка особенно важна для получения раннего урожая и приурочивания сбора урожая к определенным рынкам. Пересадка также позволяет продлить сезон позднеспелых культур, таких как перец хабанеро. Поскольку семена перца прорастают медленно, а скорость роста рассады ниже, чем у других видов, таких как томат и огурец (Cucumis sativus L.) (Wien, 1997), при пересадке можно улучшить борьбу с сорняками без дополнительных затрат на прореживание, как это требуется при прямом посеве. Кроме того, для укоренения пересаженной культуры требуется значительно меньше оросительной воды по сравнению с прямым посевом, что очень важно при выращивании перца в условиях ограничения воды, которое обычно наблюдается во многих полузасушливых регионах мира. Всесторонний обзор истории и методов технологии пересадки овощных культур недавно опубликовал Cantliffe (2009).

Как и в случае с семенами, в поле следует использовать рассаду высокого качества. Несколько методов, направленных на изменение морфологии и физиологии пересадки, использовались в питомнике с двумя не взаимоисключающими целями:

подавление роста растений и повышение компактности растений;
кондиционирование или «закалка» пересаженных растений перца, чтобы они лучше переносили стресс после пересадки.

Многие из этих методов оказывают благоприятное воздействие на ранний вегетативный рост после пересадки, но лишь немногие обеспечивают долгосрочный эффект, влияющий на репродуктивное развитие и потенциал урожайности. Было изучено несколько переменных, влияющих на рост и развитие рассады перца в питомнике, включая дневные и ночные температуры (Si и Heins, 1996), флуоресцентный свет (Graham и Decoteau, 1995), управление азотом и фосфором (Bar-Tai и др., 1990a; Aloni и др., 1991b; Dufault and Schultheis, 1994), дополнительный углекислый газ и свет (Fierro et al., 1994), механическое кондиционирование (Latimer, 1994), управление и системы орошения (Leskovar and Heineman, 1994), объем клеток пробки (Bar-Tai et al., 1990b), возраст пересадки (Weston, 1988) и обрезка перед отправкой (Jaworski and Webb, 1971). Кроме того, кондиционирование рассады болгарского перца путем сжатия среды выращивания для изменения насыпной плотности, пористости и доступности воды не привело к увеличению раннего урожая или ранней урожайности (de Grazia et al., 2002).

В случае неудачного укоренения перца производители иногда могут пересаживать растения. Однако, в трехлетнем исследовании с пересадкой болгарского перца в Луизиане, недостаток древостоя до 30% и пересадка до 100% окончательного древостоя через 2-3 недели после пересадки не повлияли на общую и товарную урожайность (Bracy, 1997).

Привика

Прививку обычно делают в азиатских странах (Китай, Корея, Япония, Тайвань) и странах Средиземноморского региона (Испания, Италия, Израиль, Тунис и Турция). Однако спрос на привитые трансплантаты будет продолжать расти во всем мире из-за потери метилбромида, применяемого в качестве дезинфицирующего средства для почвы перед укоренением подвоя. Привитые перцы были введены в коммерческий оборот в последнее десятилетие: в 2002 году было зарегистрировано около 6 миллионов растений (Lee and Oda, 2003).

Высокоценные растения перца, используемые для защищенного выращивания, производятся в виде привитых растений (Lee and Oda, 2003). Основной причиной для прививки перца является повышение жизнеспособности, однородности и устойчивости к болезням. Основные почвенные патогены, испытанные на коммерческих корневищах перца, — Phytopthora capsid, Verticillium dahliae, Pusarium oxysporum и Meloidogyne spp. (Oka et al., 2004; Santos and Goto, 2004; Saccardo et al., 2006). Кроме того, привитые растения могут иметь более высокую устойчивость к абиотическим стрессам, таким как засоление, гипоксия корней и экстремальные температуры.

Японское исследование показало, что оптимальная температура для заживления привоя/корневища привитого сладкого перца составляет 22,5°C (Shirai and Hagimori, 2004). В отличие от томата и яичного растения (Solanum melongena L.), привои перца демонстрируют наибольшую совместимость при прививке на корневище того же рода (Miguel et al., 2007). На Тайване было выделено несколько линий/сортов Capsicum для использования в качестве подвоев для выращивания сладкого перца в жаркий влажный (лето) и жаркий сухой (осень) сезоны (Palada и Wu, 2008). К ним относятся C. baccatum, C. frutescens и C. chacoense. Эти исследователи также отметили, что некоторые признаки (диаметр стебля корневища, количество корней длиной >15 см и высота растений) отрицательно коррелировали с заболеваемостью. В исследовании, проведенном в Италии с двумя гибридными сортами болгарского перца (привои), привитыми на пять коммерческих корневищ, было отмечено усиление роста и увеличение урожая на >24% по сравнению с непривитыми растениями (Colla et al., 2008). В этом исследовании не было отмечено изменений в компонентах качества плодов. Мало что известно о том, могут ли черты корнесобственных подвоев передаваться привою. Однако в исследовании по перцу в Японии сообщалось, что некоторые характеристики оригинальных корневищ (например, форма верхушки плода, жгучесть) проявились в потомстве, полученном из самоплодных семян привоя (Taller et al., 1998).

Полевые условия и стрессы окружающей среды

Отложение и образование корки. Сеялки точного высева требуют правильной подготовки почвы, чтобы обеспечить размещение семян перца на небольшой глубине. Приподнятые грядки (высотой 10-20 см) должны быть ровными, очищенными от комков, мусора и сорняков.

На механическую устойчивость грядки к появлению всходов влияют несколько факторов, включая температуру почвы, влажность почвы (полив и осадки), уровень остатков, глубину заделки семян и органическое вещество. Образование корки и уплотнение почвы могут серьезно повлиять на раннее развитие корней и побегов рассады перца и увеличить вероятность развития болезней отсыревания (Hendrix and Campbell, 1973). В исследовании в Нью-Мексико, где перец чили высевался прямым посевом в песчаную глинисто-суглинистую почву, McGrady и Cotter (1984) пришли к выводу, что антикоррозийные препараты (например, H₃PO₄), внесенные в посевной слой перед первым поливом, уменьшили деформацию гипокотиля (набухание, скручивание) до появления всходов, что оказало долгосрочное влияние на рост, но не на урожай. В исследовании с прямым посевом C. frutescens уплотнение почвы было смягчено высокой влажностью почвы на суглинистой песчаной почве с высоким содержанием питательных веществ и органического вещества, что повысило всходы и энергичность по сравнению с сухой и бедной песчаной почвой (Fawusi, 1978).

Температура. Температура воздуха — самый сложный параметр для контроля в открытом грунте. Диапазон температур для оптимального появления перца составляет 25-31 °C (Bierhuizen и др., 1978; O’Sullivan и Bouw, 1984; Coons и др., 1989). Для получения плодов высшего качества посадки обычно проводятся при температурах, которые либо ниже (зимой или ранней весной), либо выше (летом), чем оптимальные для роста. Максимальный диапазон температур прорастания семян перца, в зависимости от типа и сорта, составляет 30-35 °C (Harrington, 1963). Например, при 35 °C всхожесть семян снижается до 48% у халапеньо и до <25% у кайенского перца (Carter and Vavrina, 2001). Оптимальная температура для развития рассады болгарского перца составляет 25 °C (Perl and Feder, 1981). Скорость прорастания семян перца и других культур теплого сезона снижается при температуре ниже 14,5 °C (Wilcox and Pfeiffer, 1990).

В Израиле пересадку в поле производят летом, когда дневная температура обычно выше 35 °C (Aloni et al., 1992). Растения, высаженные в теплых районах, таких как южная Флорида, следует сажать относительно глубоко на грядку, чтобы корни могли расти в более прохладной среде с менее выраженными колебаниями температуры (Vavrina et al., 1994). Эти авторы обнаружили, что в двух из четырех опытов пересадка на глубину котиледонов или первого настоящего листа показала более интенсивный рост побегов и более высокую урожайность, чем пересадка на верхушку корнеплода. Аналогичные результаты были получены для пересаженного перца в условиях Массачусетса (Mangan et al., 2000).

Было высказано предположение, что корни перца более чувствительны к тепловому стрессу, чем побеги, поскольку первые имеют более низкую активность кислой инвертазы (Aloni et al., 1991c) и, по-видимому, менее способны синтезировать белки, связанные с теплом (Aloni et al., 1992). В результате эти авторы рекомендовали использовать крупные растения с более крупной корневой системой, ожидая, что корни будут иметь большее количество редуцирующих сахаров, которые могут компенсировать ингибирование корневых кислых инвертаз. Однако из-за более низкой стоимости в коммерческих целях обычно используются пересадки малого и среднего размера, например, с объемом ячеек 15 и 35 см³ (Bar-Tai et al., 1990b).

В короткие и прохладные сезоны выращивания, как на северо-востоке США и Канады, ранний урожай высококачественного болгарского перца часто желателен, поскольку местные рынки сильны, а цена и спрос обычно высоки (Waterer, 1992; Hutton and Handley, 2007). Поэтому прямой посев обычно производится при неоптимальной температуре почвы, что приводит к задержке всходов и снижению однородности рассады. При выращивании болгарского перца в прохладное время года предпочтительнее использовать более высокие, чем обычно, нормы высева (Hartz et al., 2008). Грунтование в 3% растворе KNO₃ в течение 6 дней при 25 °C в темноте с включением 5-аминолевуленовой кислоты (>25 мг/л), предшественника биосинтеза порфиринов, таких как хлорофилл, гема и фитохром (Wang et al., 2003), улучшило прорастание и появление семян перца при 15 °C (Korkmaz and Korkmaz, 2009). Каверо и др. (1996) использовали прозрачную пластиковую мульчу для улучшения всходов перца на почве, где температура на глубине 2-4 см составляла в среднем 10-20 °C во время посадки. Мульча из прозрачного пластика повысила среднюю температуру почвы выше 15 °C в апреле. Эти авторы предупредили, что мульча из прозрачного пластика привела к супероптимальным температурам почвы в конце сезона. При ранней посадке Ghate и Phatak (1982) заметили, что для появления всходов, которые появились на 7,5 дней раньше, чем сырые семена, предварительно пророщенным семенам колокольчикового перца требовалось меньше единиц тепла.

Засуха. Перец часто выращивают в засушливых и полузасушливых регионах, где доступность качественной воды для орошения ограничена. Растения часто сталкиваются с переходными периодами обезвоживания после пересадки в открытый грунт, даже в хорошо поливаемых условиях. Это частично объясняется высокой потребностью в эвапотранспирации, неспособностью корней компенсировать потери воды листьями и низкой способностью растений к регенерации новых корней.

Управление орошением в питомнике может быть использовано для манипулирования морфологией и физиологией пересаженных растений, а также для подготовки растений к стрессу после пересадки (Leskovar, 1998; Liptay et al., 1998). Частичный дефицит воды может ограничить вегетативный рост молодых растений перца (Wien, 1997).

Виды и сорта перца могут демонстрировать различную выживаемость после пересадки из-за шока (Leskovar and Boales, 1995). В эксперименте в горшке Исмаил и Дэвис (1997) предположили, что осмотическая адаптация к водному стрессу у C. frutescens выше, чем у C. annuum. Их выводы были основаны на измерениях осмотического потенциала и потенциала давления, а не на фактической внутриклеточной концентрации растворителей. Аналогично, в другом исследовании в контролируемых условиях Исмаил и др. (2002) отметили различия в физиологических реакциях (водный статус листьев, стоматитная проводимость, рост листьев и концентрация ABA в соке ксилемы) между двумя сортами перца. Засуха вызывает изменения в основных физиологических процессах (низкая скорость фотосинтеза, закрытие стоматитов, потеря тургора), перенос и распределение С-ассимилятов, а также увеличение роста корней и побегов (Berkowitz and Rabin, 1988; Aloni et al., 1991a). Влажность почвы во время или сразу после пересадки должна быть достаточной для поддержания адекватной гидратации растений и предотвращения шока при пересадке во время укоренения. Исключение может быть сделано в более холодном климате, где растения могут переносить более длительные периоды между поливами. В исследовании болгарского перца, пересаженного во влажную почву с черной пластиковой мульчей в Мичигане, Ngouajio и др. (2008) предположили, что, воздерживаясь от полива в течение нескольких недель после пересадки, садоводы могут сэкономить до 31% оросительной воды.

Питание. Уровень питательных веществ во время пересадки может сильно повлиять на распределение ассимилятов и развитие рассады перца. Большинство исследований питательных веществ и солей на рассаде перца проводились в контролируемых условиях или в теплицах. В исследовании болгарского перца в горшках в Израиле, Алони и др. (1991b) определили, что 100 мг/л азота, внесенного в рассаду перца за 14 дней до пересадки, необходимо для улучшения восстановления после пересадки. Кроме того, они предположили, что при азотном стрессе корни являются более сильными конкурентными поглотителями, чем молодые листья, и что сахароза быстро гидролизуется для роста корней. В исследовании роста рассады с использованием растворов N и K, увеличение содержания K при высоких нормах N (350 мг/л) привело к появлению более сочных проростков перца (Tremblay и Senecal, 1988). Бар-Тай и др. (1990a) показали, что при использовании культуры растворов для выращивания рассады перца, N и P больше влияли на рост побегов, чем на рост корней. В полевых исследованиях по накоплению питательных веществ для болгарского перца, самая высокая скорость накопления N, P, K, Ca и Mg наблюдалась через 28-42 дня после пересадки (Miller et al., 1979). В исследовании по питательному кондиционированию перед пересадкой (PNC), в котором растения болгарского перца выращивались в теплице с N (50, 100 и 200 мг/л) и P (15, 30 и 60 мг/л) и пересаживались в поле в двух местах Южной Каролины, PNC не повлияло на восстановление растений после шока при пересадке, а также на урожайность и общий урожай (Dufault и Schultheis, 1994).

Солевая нагрузка. Сильный солевой стресс может сильно повлиять на появление всходов и укоренение перца. Негативное влияние засоления на осмотический баланс, поглощение воды, транспирацию листьев и урожайность хорошо документировано (Bernstein, 1975). Болгарский перец обладает умеренной чувствительностью к засолению, и урожайность начинает снижаться при пороговом значении электропроводности (EC) 1,5 дСм/м (Maas, 1990). В тепличном исследовании с рассадой болгарского перца, подвергшейся воздействию соленой воды до 4,5 дСм/м, всходы снизились до 17% при >3,5 дСм/м, причем корни пострадали сильнее, чем побеги (Morales-Garcia et al., 2008). Они сообщили о большем влиянии солености на стоматитную проводимость и транспирацию, чем на фотосинтез, когда растения получали 2,5 дСм/м. Напротив, когда Zapata и др. (2007) подвергали проростки перца воздействию 100 мМ NaCl в течение 6 дней, они сообщили, что рост побегов был подавлен сильнее, чем корней (62 против 50%), и показали 8,5-кратное увеличение концентрации 1-аминоциклопропан-1-карбоксилата (АЦК, предшественника этилена) в побегах по сравнению с 1,6-кратным в корнях.

Для перца, выращиваемого в засоленных районах среднего бассейна Рио-Гранде и западного Техаса, гибель рассады является распространенной проблемой (Miyamoto et al., 1986). Они сообщили, что растворимые соли на глубине <0,5 см почвы могут накапливаться до EC 35 дСм/м за 3 недели при поливе водой с EC 3,9 дСм/м. Плохое появление всходов перца было связано с гибелью гипокотиля, вызванной солями, накопленными на этой глубине (Miyamoto et al., 1985). В этом исследовании окончательное прорастание семян перца не зависело от солености до 23 дСм/м, в то время как оно было полностью подавлено при 32 дСм/м. Они предположили, что низкая всхожесть семян при высокой засоленности в значительной степени контролируется событиями после прорастания.

Шок при пересадке

Полевой шок при пересадке — это реакция, обычно вызванная дисбалансом между поглощением воды корнями и транспирационной потерей воды листьями (транспирация > поглощение воды). Хорошо известно, что растения могут синтезировать абсцизовую кислоту (ABA) в ответ на стресс засухи, влияющую на поведение стоматитов, рост побегов и корней (Creelman et al., 1990). Абсцизовую кислоту можно считать биологическим антитранспирантом благодаря ее активной роли в закрытии стоматитов при дефиците почвенной воды (Davies and Zhang, 1991).

Химические агенты и ABA для снижения шока при пересадке. Несколько химических агентов и регуляторов роста растений были оценены на предмет их потенциала для снижения шока при пересадке и улучшения укоренения растений для различных садовых культур (McKee, 1981b). Природные и синтетические агенты, действующие как ингибиторы роста, использовались для остановки роста побегов при пересадке перца, выращенного в питомнике, с целью получения компактного, однородного и более коренастого растения, которое сможет избежать шока при пересадке. Одним из таких агентов является паклобутразол (1-(4-хлорфенил)-4,4-диме-тил-2(1,2,4-триазол-ил) пентан-3-ол), известный как мощное средство подавления роста путем ингибирования синтеза гиббереллина. У рассады сладкого перца, выращенной в лотках с объемом ячеек 100 мл, паклобутразол снижал рост побегов и увеличивал рост корней при однократном внекорневом опрыскивании в низкой концентрации (0,51,0 мг/л) через 30 дней после посева (Aloni and Pashkar, 1987). В исследовании болгарского перца растения, обработанные парафиновой эмульсией (Folicote 5%) с поверхностно-активным веществом (Biofilm 0,5%), поддерживали более высокий водный потенциал листьев, чем необработанные контрольные растения в течение первой недели после пересадки (Nitzsche et al., 1991). Этот состав был рекомендован как эффективный антитранспирант для пересадки перца.

Экзогенный ABA был использован для контроля роста рассады и повышения устойчивости к стрессу в полевых условиях. ABA (смешанный изомер, Sigma, Сент-Луис, МО), применяемый в концентрации ImM в виде окунания перед пересадкой болгарского перца, уменьшал шок при пересадке и увеличивал урожай на участках, которые орошались через 1 день после пересадки, но не на участках, орошаемых сразу после посадки (Berkowitz and Rabin, 1988). Когда ABA применялся к рассаде болгарского перца во время развития в качестве замены стресса от засухи для остановки роста, наблюдалось преходящее торможение роста листьев, но не роста корней, без влияния на конечную урожайность в поле (Leskovar and Cantliffe, 1992).

Совсем недавно ABA (Valent BioSciences Co., Libertyville, IL) и регулятор роста растений аминоэтоксивинилглицин сравнивались с пленкообразующими физическими антитран- спирантами по их способности модулировать рост и физиологические реакции трансплантатов перца чили поблано или анчо, подвергнутых преходящим 4-дневным циклам засухи в тепличных условиях (Goreta et al., 2007). Фолиарный ABA был единственным агентом, который обеспечивал засухоустойчивость проростков перца, улучшая водные отношения при пересадке и повышая стабильность клеточных мембран. Они пришли к выводу, что ABA может защитить рассаду от десикационных повреждений, связанных с шоком при пересадке. Последующее исследование на болгарском перце показало, что повторное применение низких доз ABA может вызвать морфологические изменения (уменьшение длины стебля) и анатомические изменения (количество стоматов), но эффект зависит от концентрации и времени (Leskovar et al., 2008). Концентрация ABA, частота и время применения для замедления роста рассады перца в питомнике и улучшения устойчивости к стрессу в полевых условиях после пересадки в настоящее время изучаются (Leskovar, неопубликованное).

Биологические агенты для повышения засухоустойчивости. Некоторые биологические агенты, такие как бактерии и грибы, оказались полезными для снижения стресса от засухи. Одним из примеров является бактерия Achromobacter piechaudii ARV8, встречающаяся в естественных условиях в засушливой и соленой среде региона Арава на юге Израиля. В исследовании с использованием этой бактерии, нанесенной в виде суспензии на молодые саженцы, Маяк и др. (2004) отметили увеличение свежего и сухого веса саженцев томатов и перца через 5-7 недель после прорастания при воздействии коротких периодов стресса засухи. Achromobacter piechaudii, по-видимому, снижает скорость выработки этилена проростками, находящимися в стрессовой ситуации, благодаря присутствию в бактерии АСС-деаминазы — фермента, который контролирует выработку вредных уровней этилена, когда растения подвергаются стрессу (Glick et al., 1998). Исследования in vitro по инокуляции эндофитных бактерий штаммами Arthrobacter sp. и Bacillus sp., выделенными из растений перца, показали повышенное производство индолуксусной кислоты, что в свою очередь способствовало росту (Sziderics et al., 2007).

Было также установлено, что арбускулярные микоризные грибы (AMF) улучшают засухоустойчивость перца (Davies et al., 1992). Отобранные местные АМФ могут быть важным компонентом для улучшения водного статуса растений при пересадке перца Чили Анко в полузасушливой Мексике (Davies et al., 2002). Авторы заявили, что АМС могут быть включены в среду для пересадки с целью усиления поглощения P и повышения засухоустойчивости. В недавнем исследовании в ростовой камере растения перца, инокулированные Glomus mosseae и выращенные при различных уровнях гербицида глифосата (Roundup; N-фосфонометилглицин), показали увеличение площади корней и количества боковых корней по сравнению с неинокулированными растениями (Ronco et al., 2008).

Другие агенты роста растений были протестированы на рассаде и растениях перца с неоднозначными или противоречивыми результатами. Например, бактерия Burkholderia sp. способствовала росту корней сладкого перца, когда инокуляция проводилась в виде корневого окунания рассады, но не при замачивании семян (Nowak et al., 2004). Однако урожайность не повысилась. Применение гарпина, элиситора защитной реакции растений, вырабатываемого бактерией Erwinia amylovora, повысило товарную урожайность болгарского перца при внесении до пересадки, но урожайность снизилась при комбинированном внесении до и после пересадки (Diaz-Perez, 2008).

Сравнение прямого посева против пересадки

Морфология корней и распределение биомассы. Сравнение развития корней перца, высеянного прямым посевом и пересаженного, было впервые описано Уивером и Брунером (1927). Они обнаружили, что семена перца развивают неограниченную корневую систему с сильным стержневым корнем, а при пересадке развиваются «боковые» корни из верхней части стержневого корня и базальной части стебля. Однако более поздние морфологические исследования корней у растений перца, выращенных прямым посевом или пересадкой, определили эти «боковые» корни как базальные корни, происходящие из переходной зоны между базальным гипокотилем и верхним отростком (Stoffella et al., 1988; Leskovar et al., 1989). По сравнению с растениями, высаженными прямым посевом, при пересадке перца развивается характерная корневая система, обусловленная модификацией стержневого корня (Leskovar et al., 1990; Stoffella et al., 1992) и связанных с ним боковых и базальных корней (Leskovar and Cantliffe, 1993). В своем обзоре эти авторы далее описали важность характеристик корней рассады для полевой производительности в стрессовых условиях (Leskovar and Stoffella, 1995).

Методы орошения, используемые при пересадке в теплице, могут изменить удлинение корней и морфологические характеристики перца. Когда пересаженные растения перца халапеньо орошались с помощью верхней и флотационной систем орошения, соотношение побегов к корням уменьшилось при использовании флотационной системы, что, в свою очередь, может улучшить способность противостоять стрессу после пересадки (Leskovar and Heineman, 1994). Аналогичным образом, размер контейнера (ограничение корней) может влиять на репродуктивное развитие. В исследовании, проведенном в горшках, сообщалось о раннем цветении и более быстром росте плодов у растений колокольчика, выращенных в маленьких горшках, по сравнению с растениями с большим объемом корней (NeSmith et al., 1992).

Растения колокольчика, высаженные в поле прямым посевом, имеют дифференцированное распределение сухого вещества между корнями и побегами по сравнению с пересаженными растениями (Leskovar and Cantliffe, 1993). У растений, высаженных прямым посевом, распределение сухого вещества между корнями, стеблями, листьями и плодами было более сбалансированным, чем у пересаженных растений. Что касается морфологических компонентов корней, то при пересадке перца на базальные, боковые и отводящие корни приходилось 81%, 15% и 4%, а при прямой посадке — 25%, 57% и 18% от общего сухого веса, соответственно.

Скороспелость и урожайность плодов. Влияние способа укоренения на раннюю спелость и конечную урожайность плодов зависит от типа перца, плотности растений, даты посадки и полевых условий. В исследовании, проведенном во Флориде, цветение болгарского перца, выращенного из рассады, сравнивалось с цветением растений, выращенных прямым посевом с использованием шести способов обработки предварительно пророщенных семян, включая семена, посаженные в гель акриламида крахмала калия, гель глины силиката магния и смесь для пробок (Schultheis et al., 1988). В этом исследовании пересаженные растения зацвели, по крайней мере, на 16 дней раньше, чем растения, выращенные прямым посевом в сентябрьских и октябрьских посадках.

В нескольких полевых исследованиях сообщалось о более высокой урожайности сладкого и острого перца при пересадке по сравнению с прямым посевом. В трехлетнем эксперименте во Флориде растения, выращенные прямым посевом с использованием грунтованных или необработанных семян, сравнивались с пересадками, полученными в теплице с помощью верхнего или флотационного полива (Leskovar and Cantliffe, 1993). На трех посадках пересаженные растения показали значительно более высокие оценки Fancy и No. 1 и общую товарную урожайность, чем растения, выращенные прямым посевом. В полевом эксперименте с длинным кайенским перцем в Техасе пересадка дала 4,5-кратное увеличение общего урожая плодов, при этом количество плодов было больше, но они были меньшего размера, чем при прямом посеве (Leskovar et al., 1992). Аналогичным образом, в другом полевом эксперименте с двумя сортами перца халапеньо было отмечено 3,1-кратное увеличение общей урожайности плодов при пересадке по сравнению с прямым посевом (Leskovar and Boales, 1995). В исследовании с перцем табаско общая урожайность плодов увеличилась при использовании пересадки или посеве предварительно пророщенных семян по сравнению с необработанными, обработанными GA₃ или KNO₃ семенами (Sundstrom et al., 1987).

Прогресс и перспективы

Методы и физиологические процессы, лежащие в основе пересадки овощных культур, обсуждались в предыдущих обзорах McKee (1981a, b). Многие из описанных там принципов и процессов по-прежнему применимы к современным системам выращивания перца. Первые исследователи отметили важность сохранения или замещения корней при восстановлении пересаженных растений с голыми корнями (Loomis, 1925). С 1970-х годов контейнерные пересадки стали важным компонентом многих интенсивных систем выращивания перца в полевых условиях, поскольку они минимизируют нарушение корней при пересадке. Это позволяет пересадкам (саженцам) иметь большую способность к регенерации новых корней и быстрее возвращаться в функциональное водное состояние для быстрого укоренения в поле.

По мере продвижения к специализированным устойчивым системам производства, контейнерная пересадка будет оставаться основным методом выращивания сладкого и острого перца, предназначенного для свежих рынков. Однако климатические изменения, такие как засухи в засушливых и полузасушливых регионах и переход от плодородных земель к маргинальным, создают дополнительные проблемы для укоренения перца. Разработка современных сортов перца с улучшенной корневой системой и большей способностью переносить засуху, засоление и высокотемпературные стрессы будет иметь жизненно важное значение в ближайшие два десятилетия. Параллельно с генетическими улучшениями существуют новые возможности для тепличных и полевых исследований методов, способных изменить морфологию пересадки и улучшить физиологические реакции растений при пересадке. Возможные области включают использование регуляторов роста растений и биологических агентов, направленных на снижение транспирации, улучшение роста корней, подготовку саженцев к преходящему стрессу дефицита воды и, в конечном счете, получение пересадки высшего качества, которая будет экономически эффективной. Для новых сортов Capsicum необходимы долгосрочные полевые исследования, оценивающие обработку перед пересадкой и их влияние на рост и физиологию растений. Перевод преимуществ, достигнутых в контролируемых экспериментах в ростовых камерах и теплицах, в улучшение укоренения растений и конечных показателей урожая в поле будет оставаться постоянной задачей для садоводов.

Расстояние между растениями

Было опубликовано много исследований о плотности растений для различных видов перца. Низкая плотность растений (например, ряды >1 м друг от друга и растения на расстоянии 30-46 см друг от друга в рядах, как рекомендовано для перца типа паприка Янг и Тру (1913)), когда-то была необходима для облегчения мотыжения и ручной уборки, но инновации, такие как гербициды и механические комбайны, теперь позволяют увеличить численность растений.

Существующее оборудование для обработки почвы и борьбы с вредителями часто ограничивает возможность изменения междурядий. Во многих районах междурядье около 0,9-1 м является стандартным. Поэтому изменение популяции растений, скорее всего, будет достигнуто за счет изменения междурядий (WRS). Перец показал относительно последовательную морфологическую реакцию на изменение WRS. Изменения при уменьшении WRS включали снижение сухого веса побегов и корней на растение, а также уменьшение диаметра стебля (Stoffella and Bryan, 1988; Gaye et al., 1992; Decoteau and Graham, 1994; Motsenbocker, 1996; Kahn et al., 1997a). Sundstrom et al. (1984) не обнаружили влияния WRS на высоту растений перца, в то время как об увеличении высоты при снижении WRS сообщали Marshall (1984), Stoffella and Bryan (1988), Decoteau and Graham (1994) и Motsenbocker (1996). Морфологические изменения, связанные с изменением WRS, могут быть важны при формировании растений перца для эффективного механического сбора урожая (Wolf and Alper, 1984; Kahn et al., 1997a).

Количество и вес плодов уменьшались на растение, но увеличивались на квадратный метр по мере уменьшения WRS до 5 см у многих сортов перца (Stoffella and Bryan, 1988; Gaye et al., 1992; Decoteau and Graham, 1994; Locascio and Stall, 1994; Motsenbocker, 1996; Kahn et al., 1997a). Сорта халапеньо показали противоречивую реакцию урожайности на различные WRS (Leskovar and Boales, 1995; Motsenbocker et al., 1997; Russo, 2008). У кайенского перца при снижении WRS с 30 до 10 см количество плодов на растении уменьшилось, а длина плода увеличилась, но на урожайность с гектара это не повлияло (Leskovar et al., 1992). Гейе и др. (1992) сообщили, что реакция товарного урожая болгарского перца на численность растений была линейной и квадратичной для численности от 1,4 до 11,1 растений на м². Однако максимальный урожай плодов с квадратного метра они получили при максимальной плотности (11,1 растений на м²). Каверо и др. (2001) исследовали верхние пределы плотности популяции растений для перца типа паприка в Испании, при этом максимальная плотность популяции превышала 500 000 растений на га. Урожайность имела тенденцию к плато около 200 000 растений на гектар, а содержание пигмента в плодах линейно снижалось по мере увеличения плотности растений. Поэтому оптимальной считается плотность посадки от 150 000 до 200 000 растений на гектаре.

Гил Ортега и др. (2004) непосредственно высевали сорт ‘Piquillo’ на приподнятых грядках двойными рядами на расстоянии 0,35 м друг от друга, а затем прореживали в рядах для создания плотности от 13 333 до 186 667 растений на га. Товарная урожайность перца увеличивалась по мере увеличения плотности посадки до 100 000 растений на гектар, но затем наступило плато. Плотность посадки повлияла на урожайность перца только в первую дату сбора урожая. Количество плодов и вес плода на растение уменьшались с увеличением плотности растений. Вес одного плода немного снижался при плотности выше 100 000 растений на га. Увеличение урожайности с гектара, наблюдаемое при увеличении плотности растений, было в основном результатом увеличения количества плодов на гектар. Фотосинтетически активная радиация (ФАР), перехваченная пологом перца, увеличивалась с ростом плотности растений примерно до 100 000 растений на га, и именно это увеличение перехвата ФАР, вероятно, привело к увеличению урожайности с гектара.

Миллер и др. (1979) наблюдали, что болгарский перец, выращенный при плотности 48 000 растений на 1 га, имел относительно низкие показатели площади листьев (рассчитанные путем деления площади листьев на площадь почвы) через 98 дней после пересадки. Они предположили, что эффективность болгарского перца повышается с увеличением плотности растений. Мотсенбокер (1996) обнаружил аналогичные результаты с перцем пеперончини. В целом, растения, выращенные с самым узким расстоянием между растениями, дали самые маленькие растения и биомассу листьев и стеблей, но такое расстояние между растениями привело к более вертикальным растениям и дало самые высокие урожаи плодов и количество плодов на гектар, но самые низкие урожаи плодов на растение. Таким образом, более высокая плотность растений, достигнутая при более узких междурядьях, более чем компенсировала более низкий урожай с растения (на ширину и размер плодов это не повлияло) и привела к увеличению урожая с площади. Коттер (1980) изучал расстояние между растениями для новомексиканского типа стручков и обнаружил, что растения, расположенные на расстоянии 35-46 см в ряду и 1 м между рядами, дают оптимальную урожайность.

Плотность растений состоит не только из количества растений, но и из их расположения (Willey and Heath, 1969). Расположение растений (т.е. геометрическая комбинация междурядий и расстояний между растениями) относительно мало изучено у пасленовых и особенно у перца. Теоретически, равноудаленное расположение растений в ряду и между рядами (т.е. расположение, приближенное к квадрату) должно максимизировать урожай с одного растения за счет оптимизации светового воздействия навеса и обеспечения более равномерной площади для поглощения воды и минералов корнями по сравнению со стандартной прямоугольной посадкой (Sayre, 1959). Батал и Смиттл (1981) сравнили две схемы посадки болгарского перца при фиксированной численности 40 000 растений на гектаре: либо растения на расстоянии 28 см друг от друга в два ряда на расстоянии 90 см, либо растения на расстоянии 41 см друг от друга в три ряда на расстоянии 45 см. Обе схемы привели к одинаковой товарной урожайности с гектара. Кан и Лесковар (2006) сравнили однорядное и двухрядное размещение растений болгарского перца с фиксированной численностью (одно растение на каждые 0,285 м2). Однорядная посадка дала больший общий товарный вес плодов за весь сезон, чем двухрядная в трех опытах из четырех, в основном за счет увеличения веса плодов сорта US No. 1 при однорядной посадке. Очевидно, что более квадратная схема посадки, достигнутая при использовании двойных рядов, фактически уменьшила чистое расстояние между растениями и привела к усилению конкуренции между растениями.

Конкретные рекомендации по оптимальной плотности посадки растений зависят от сорта перца и конкретной местности. К ним относятся: наличие орошения и (если есть) тип используемой системы орошения; зависит ли междурядное расстояние от использования грядок; и способность сорта перца к механической уборке.

Междурядья/низкие туннели

Существует большое количество литературы по использованию междурядных укрытий, либо безопорных, либо с опорами для создания низких тоннелей, для выращивания перца. Основные принципы использования междурядных укрытий были рассмотрены Холом и Бесемером (1972) и Уэллсом и Лоем (1985).

Одно из первых сообщений об использовании полиэтиленовых «труб» на перцах было сделано Холлом (1963) в Калифорнии. Другое раннее сообщение было получено из Израиля, где Rylski и Kempler (1972) получили хорошие результаты при использовании перфорированных полиэтиленовых и поливинилхлоридных пленок, поддерживаемых проволочными дугами высотой 50 см; однако для сравнения не было контролей без междурядий. Wells и Loy (1985) отметили, что высокие температуры под междурядьями могут быть губительны для плодоношения перца и последующего урожая.

Дайнелло и Хайнеман (1987) использовали систему посадки в закрытые траншеи для прямого посева болгарского перца, посаженного на приподнятых грядках. Использование прозрачных полиэтиленовых крышек с прорезями повысило как ранний, так и общий урожай перца по сравнению с растениями, выращенными на контрольных, не покрытых грядках. Гербер и др. (1988) сравнили четыре варианта обработки перца, выращенного с черной пластиковой мульчей: без укрытия или в туннелях высотой 38 см из прозрачного щелевого пластика, белого щелевого пластика или спан-бондированного полипропилена. Урожайность повысилась при использовании всех материалов туннелей по сравнению с отсутствием укрытия. Они также разработали систему тепловых единиц для регулирования времени удаления туннелей, чтобы избежать чрезмерно высоких температур на перцах (Gerber et al., 1989). Оптимальное накопление тепловых единиц внутри туннелей, которое могло бы вызвать удаление, составляло 650, при базовой температуре 10°C.
Браун и др. (1989) не получили положительного влияния на урожайность перца, добавив плавающие междурядья к культурной системе с черной пластиковой мульчей. Уотерер (1992) в Канаде сравнил три варианта обработки перца, выращенного с черной пластиковой мульчей: без укрытия или с туннелями высотой 50 см из перфорированного прозрачного полиэтилена или из сплетенного полиэстера. Туннели из полиэстера обеспечили несколько степеней защиты от заморозков, ускорили созревание растений и увеличили общую урожайность плодов по сравнению с отсутствием укрытия. В отличие от них, туннели из полиэтилена дали неодинаковые результаты, по-видимому, отчасти из-за слишком высоких температур.

В другом исследовании чистая прибыль была выше, когда перцы, мульчированные черным полиэтиленом, выращивались под прозрачными полиэтиленовыми туннелями с прорезями в течение 7-8 недель после пересадки, чем без укрытия (Gaye et al., 1992). Авилла и др. (1997) обнаружили, что перец, выращенный под плавающими полипропиленовыми укрытиями в ряду, установленными сразу после пересадки, дал более высокий общий урожай, чем перец, выращенный без укрытий. Однако высокая температура под чехлами снизила ранний урожай по сравнению с растениями без чехлов.

Александр и Клаф (1998) выращивали черноплодный мульчированный перец с туннелями высотой около 45 см из полипропилена со спанлейсом или без них в восточном Орегоне. Использование туннелей привело к увеличению раннего и общего товарного урожая, а также к снижению случаев гниения кончиков цветков и солнечного ожога по сравнению с растениями без туннелей.

В данной главе не рассматриваются вопросы использования высоких тоннелей или производства в теплицах. Тем не менее, Waterer (2003) опубликовал актуальное сравнение урожайности и экономической эффективности высоких и низких тоннелей для выращивания теплолюбивых культур, включая перец, в холодном климате (Канада).

Мульчирование

Перцы часто выращивают с каким-либо видом мульчирования. Наиболее распространенным искусственным мульчирующим материалом является пластиковая (обычно полиэтиленовая) пленка, которая в посадках перца стала использоваться с начала 1960-х годов. Многие из первых исследований с пластиковой мульчей были опубликованы в местных газетах и бюллетенях сельскохозяйственных экспериментальных станций штата (Waggoner et al., 1960). Перцы не были обычным объектом этих первых исследований, хотя Даунс и др. (1959) сообщили об отсутствии ранней реакции урожая перцев на пластиковое мульчирование в Мичигане.

Преимущества пластиковой (полиэтиленовой) мульчи заключаются в повышении ранней урожайности, лучшем удержании влаги, подавлении сорняков, снижении вымывания удобрений, уменьшении уплотнения почвы, защите плодов от почвенных отложений и почвенных микроорганизмов, а также облегчении фумигации. Большинство пластиковых мульч прозрачные, черные или «покрытые»; последние могут быть окрашены или тонированы практически в любой цвет (Maynard and Hochmuth, 1997).

По мере накопления опыта появились другие искусственные мульчи, помимо черного и прозрачного полиэтилена. Джерард и Чамберс (1967) обнаружили, что отражающие покрытия почвы из нефтяной смолы увеличивают укоренение перца, посеянного в теплых условиях, что повышает урожайность по сравнению с голой землей. Другие типы отражающей мульчи, изученные на перцах, включают белую пластиковую мульчу, белую на черной пластиковой мульче и мульчу с алюминиевым покрытием (Dufault и Chambers (1967)). (Dufault and Wiggans, 1981; Porter and Etzel, 1982; Greenough et al., 1990; Vos and Sumarni, 1997; Hutton and Handley, 2007). Эти отражающие мульчи предназначались в первую очередь для борьбы с насекомыми, но также доказали свое благотворное влияние на урожайность, особенно в тех местах, где прогревание почвы было нежелательным или ненужным. Также были разработаны мульчи, пропускающие инфракрасное излучение, которые обеспечивают лучшую борьбу с сорняками, чем прозрачный пластик, но при этом согревают почву, и они с некоторым успехом использовались на перцах (Waterer et al., 2008).

В ряде исследований было доказано, что пластиковая мульча является полезным инструментом для выращивания перца. Черная пластиковая мульча обычно повышает урожайность перца по сравнению с голой почвой (Monette and Stewart, 1987; VanDerwerken and Wilcox-Lee, 1988; Brown et al., 1989; Brown and Channell-Butcher, 2001), хотя при высоких температурах окружающей среды может наблюдаться отрицательный эффект (Roberts and Anderson, 1994). Прозрачная пластиковая мульча дала более изменчивые результаты, зависящие в основном от эффективности борьбы с сорняками под мульчей и от температуры окружающей среды в течение вегетационного периода (Goyal и др., 1984; Waterer, 2000; Waterer и др., 2008).

Пластиковая мульча часто используется в сочетании с капельным орошением при пересадке растений. Было доказано, что они повышают температуру почвы, ускоряют созревание, увеличивают урожайность, повышают качество продукции и помогают бороться с насекомыми и болезнями. Пластиковая мульча служит барьером для уплотняющего действия проливных дождей, а также уменьшает склонность рабочих ходить по буровой. Мульча является отличным почвенным покровом и может повысить эффективность фумигации почвы, уменьшая выход газообразных фумигантов и способствуя их более равномерному распределению. Сообщалось о повышении урожайности болгарского перца при использовании пластиковой мульчи, часто в сочетании с фумигацией почвы и струйным орошением. Первоначальные затраты на использование пластиковой мульчи высоки, поскольку необходимо специальное оборудование для укладки пластика и капельных линий. Эти первоначальные затраты компенсируются более высокой урожайностью, сокращением борьбы с сорняками и повышением эффективности использования воды. Однако утилизация пластика в конце сезона может стать проблемой для окружающей среды.

Одним из основных принципов использования пластиковой мульчи является повышение температуры почвы в корневой зоне. Благоприятная температура способствует лучшему росту корней, что, в свою очередь, способствует лучшему росту листвы и плодоношению. Наиболее часто используется мульча черного цвета. Хотя под прозрачным пластиком возможна более высокая температура почвы, рост сорняков под таким пластиком часто является серьезной проблемой. Прозрачный пластик пропускает большой процент световой энергии, которая, в свою очередь, преобразуется в тепло в верхнем слое почвы. В случае черного пластика, который непрозрачен и почти не пропускает световые лучи, световые лучи преобразуются в тепловую энергию в самой пластиковой пленке. Затем тепло из пластика либо поглощается почвой, либо выделяется в воздух. Наиболее эффективное перемещение тепла в почву происходит, когда пластик находится в контакте с почвой.

Пластиковая мульча может влиять на микроклимат, изменять рост и развитие растений перца. Цвет поверхности мульчи влияет на рост и развитие растений болгарского перца. В районах, где возможна посадка поздним летом или осенью, а прогревание почвы не выгодно, часто используют мульчу с белой поверхностью. Было установлено, что растения перца, выращенные на красной мульче, были выше и тяжелее, чем растения, выращенные на черной или желтой мульче, хотя цвет мульчи не влиял на площадь листьев на растение (Decoteau et al., 1990). По сравнению с желтой и белой мульчей, более темные, красные и черные мульчи отражали меньше общего света и больше дальнего красного и красного света, а также сильнее нагревали почву (Decoteau et al., 1990).

Белые мульчи могут изменять уровни лучистой энергии, попадающей под лиственный полог, за счет увеличения отражательной способности поверхности почвы. Джерард и Чамберс (1967) сообщили, что на участках болгарского перца отражающие покрытия увеличили урожайность (по сравнению с урожайностью на орошаемых участках с голой землей). Дюфо и Вигганс (1981) сообщили, что растения, выращенные на белой мульче, были короче, плодоносили раньше и давали более высокий общий урожай, чем растения без мульчи. Отражающие мульчи увеличили ранние сроки созревания и урожайность, но солнечные отражатели, установленные в поле, практически не изменили рост и урожайность перца.

Decoteau et al. (1990) изучали развитие растений болгарского перца под черной, белой, красной и желтой пластиковой мульчей. Они сообщили о различном влиянии на температуру почвы и рост перца, но не обсуждали влияние на урожайность перца. Об относительно уникальном дополнении к использованию грядок с пластиковой мульчей сообщили Roe и др. (1993) и Ozores- Hampton и др. (2001). Они использовали компост, приготовленный из твердых бытовых отходов, для борьбы с сорняками в аллеях между мульчированными пластиком грядками, на которых выращивался болгарский перец. Борьба с сорняками была достигнута, но об урожайности перца в обоих исследованиях не сообщалось.

Diaz-Perez (2010), используя восемь различных цветных пластиковых мульч, определил, что пластиковые пленочные мульчи влияют на микросреду, физиологические и урожайные реакции растений болгарского перца. Мульчи из полимерной пленки различались по своей способности согревать почву, причем весной и осенью температура почвы в корневой зоне была самой высокой под черной мульчей и самой низкой под серебристой мульчей. И наоборот, процент отраженного от мульчи PAR был самым высоким у серебряной мульчи и самым низким у черной мульчи, при этом средняя температура корневой зоны под пластиковой мульчей снижалась с увеличением процента отраженного PAR. Цвет мульчи не оказал видимого влияния на количество трипсов на цветок, частоту заражения вирусом пятнистого увядания томатов среди зрелых растений или состояние почвенной воды. Ни содержание воды в почве, ни водный потенциал почвы не были связаны с температурой в прикорневой зоне. В осенний сезон, в первые 28 дней после пересадки, показатели роста растений перца были относительно высокими при использовании серебряной мульчи и самыми низкими при использовании черной мульчи. На газообмен и накопление минеральных питательных веществ в листьях и плодах пластиковые мульчи существенно не повлияли. Хотя товарный и общий урожай осенью был высоким на серебряной мульче и самым низким на черной мульче, весной он был высоким на серебряной мульче с черной полосой и самым низким на белой и полностью серебряной мульче. Снижение роста растений и урожайности плодов, наблюдаемое на черной мульче осенью, вероятно, было результатом относительно высокой температуры корневой зоны и накопления тепла, связанного с этой мульчей, что привело к тому, что растения испытывали больший тепловой стресс, чем растения на мульче более светлого цвета. Урожайность плодов снижалась, когда средняя сезонная температура в корнеобитаемом слое превышала 27,5 °C. Поэтому оптимальная температура в корневой зоне для болгарского перца с точки зрения урожайности плодов, по оценкам, не должна превышать 25-27,5 °C.

Некоторые работники использовали измельченные растительные материалы в качестве мульчи для выращивания перца. Мульча из соломы пшеницы (Triticum aestivum L.) не повлияла на товарное производство перца по сравнению с голой почвой в Оклахоме (Roberts and Anderson, 1994). Мульча из соломы риса (Oryza sativa L.) оказывала переменное и непоследовательное воздействие на здоровье урожая перца (Vos и др., 1995) и не влияла на производство перца (Vos и Sumarni, 1997) в тропиках. Абдул-Баки и др. (1999) сравнили систему безотвальной обработки почвы с использованием мульчи из вики волосистой (Vicia villosa L.) с обработанными грядками, мульчированными черным полиэтиленом, для выращивания перца. Система с волосистой викой задержала созревание культуры и дала общий урожай, который был сопоставим с урожаем от черного полиэтилена на одном участке, но ниже, чем от черного полиэтилена на втором участке. Хатчинсон и МакГиффен (2000) обнаружили, что мульча из убитого коровьего гороха (Cigna unguiculata (L.) Walp.) обеспечивает борьбу с сорняками в течение всего сезона без применения гербицидов и поддерживает урожайность перца, сравнимую с урожайностью на голой земле, а то и выше. Пулларо и др. (2006) сравнили мульчу из ржи (Secale cereole L.) и белой вики (Vicia sativa L.) с черным пластиком для выращивания перца в Южной Каролине. Общая урожайность была одинаковой, но мульча из ржи и вики задерживала созревание урожая, поддерживала более высокую численность огненных муравьев (Solenopsis invicta Buren) и увеличивала ущерб, наносимый червями (личинками Agrostis sp.), по сравнению с черным пластиком. Стерлинг и Иден (2008) обнаружили, что мульчирование остатками убитого сорго (Sorghum vulgare Pers.) уменьшило корневую гниль питиума на перцах, но также снизило урожайность перцев и увеличило повреждение червями по сравнению с мульчированием черной пластиковой мульчей, окрашенной в белый цвет. Таким образом, мульчирование убитыми растительными материалами, хотя иногда и приносит пользу, обычно задерживает созревание перца; может давать урожай, сравнимый или более низкий, чем урожай от растений, выращенных в голой почве или мульчированной пластиком почве; и может увеличить проблемы с насекомыми-вредителями.

Альтернативой является выращивание перца с живыми почвопокровными растениями (живая мульча). Робертс и Андерсон (1994) обнаружили, что живая мульча из ржи отрицательно влияет на перцы. Roe и др. (1994) сообщили, что растения перца, выращенные с белой полиэтиленовой мульчей, были крупнее и давали более высокий урожай, чем те, которые выращивались с органической мульчей или с тремя видами живой мульчи. Biazzo и Masiunas (2000) обнаружили, что белый клевер (Trifolium repens L.), красный клевер (Trifolium pratense L.), многолетний райграс (Lolium perenne L.) и канола (Brassica napus L.), используемые в качестве живой мульчи, снижают урожайность острого перца по сравнению с обычной обработкой почвы. Об одном исключении из отрицательных результатов использования живой мульчи сообщили Рафи и др. (1999). Они использовали кормовой арахис (Arachis pintoi Krapov. & W.C. Greg.) в качестве живой мульчи для пересаженного болгарского перца в Гондурасе. Урожайность перца увеличилась, а процент растений с симптомами вируса уменьшился, когда растения выращивались в мульче, а не без нее. Видимо, давление вируса было настолько велико, что снижение заболеваемости было более значительным, чем любые негативные последствия конкуренции между почвопокровными и перцами.

Ингибирование роста сорняков достигается при использовании непрозрачной пластиковой пленки в качестве мульчи. Прозрачная мульча может усилить проблему сорняков в прохладных районах. Гербициды, зарегистрированные для выращивания перца, будут контролировать сорняки в немульчированной средней борозде. На грядках, замульчированных пластиком, происходит очень незначительное вымывание удобрений из осадков, и корни перца будут находиться почти исключительно в зоне под мульчей. Внося все удобрения в почву под мульчей, можно сократить общее использование удобрений за сезон. Плоды высокого качества, с низким процентом «некачественных» стручков, обычно достигаются при правильном управлении культурой с пластиковой мульчей.

Было также показано, что мульча снижает заражение тлей и одновременный ущерб, связанный с передачей тлей вирусов. На перцах Портер и Этцель (1982) отметили увеличение урожая при использовании мульчи, особенно отражающей мульчи, а потенциал мульчи в снижении заболеваемости перцев вирусными болезнями был продемонстрирован Блэком и Ролстоном (1972). Болгарский перец, выращенный на серебристой, отражающей, пластиковой мульче (окрашенной алюминием), дал больший урожай, чем растения, выращенные на черном пластике или на голой земле. Это увеличение было обнаружено даже тогда, когда вирусы, переносимые тлей, не были очевидной проблемой. Повышение урожайности объяснялось повышенным отражением света (PAR) серебристым полиэтиленом. В течение первых 3 недель после посадки количество тлей, пойманных на участках с серебряной мульчей, составляло <10% от количества тлей, пойманных на аналогичных участках с черным полиэтиленом или без мульчи. В течение следующих 5 недель разница в численности тли была меньше, однако количество тли на участках с серебряной мульчей постепенно увеличивалось до половины от соответствующего количества, собранного на других участках. При первом сборе урожая только 10% растений, выращенных на серебряной мульче, имели симптомы мозаики, по сравнению с 85% растений на черном пластике и 96% растений на участках без мульчи. Растения на участках с серебряной мульчей дали на 58% больше плодов, чем растения на черном полиэтилене, и на 85% больше, чем растения на участках без мульчи. Блэк и Ролстон (1972) также исследовали растения перца сорта Табаско и обнаружили, что процент растений, погибших от вируса табачного увядания (TEV), был значительно ниже на участках с серебряным мульчированием (42%), чем на участках с черным мульчированием (96%) или без мульчирования (98%).

При использовании пластиковой мульчи с капельным орошением общий объем воды, необходимый для полива перца, может быть сокращен на 50% по сравнению с поливом из верхних дождевальных установок. К сожалению, использование и внедрение отражающих мульчей ограничено некоторыми недостатками: отражающие мульчи относительно дороги по сравнению с черными пластиковыми мульчами, и они приводят к снижению температуры почвы, что может сильно снизить их потенциальную полезность при выращивании перца ранней весной.

При использовании пластиковой мульчи при выращивании перца необходимо тщательно выбирать поля. Такой мульчи следует избегать на полях, заросших сорняками, если только не планируется фумигация. Перед укладкой пластика следует внести «полносезонное» количество фосфора, калия и других питательных веществ, а также 30-50% сезонного азота. После укладки мульчи очень трудно вносить малорастворимые питательные вещества в течение вегетационного периода. Однако большинство азотных удобрений легко растворяются в воде, и их можно вносить через капельную систему.

Мульчу следует укладывать, когда почва посадочных грядок хорошо разрыхлена и влажная, чтобы облегчить управление водой и тепловой энергией и повысить эффективность. Чтобы обеспечить максимальный контакт пластика с почвой, пластик необходимо укладывать так, чтобы он плотно прилегал к гладкой, ровной поверхности. После укладки пластик должен иметь «j-образную» подтяжку с каждой стороны, чтобы уменьшить вероятность того, что ветер сорвет пластик с грядки. Поливную ленту следует закапывать на глубину около 2,5 см, при этом отверстия эмиттеров должны быть направлены вверх. Наилучшие результаты достигаются, если лента укладывается во время создания грядки. Когда капельная лента укладывается поверх грядки, а не закапывается, она имеет тенденцию скручиваться и сползать под пластик в течение первых нескольких дней нагревания и охлаждения после укладки пластика, что делает равномерный полив грядок практически невозможным.
Перед высадкой рассады перца необходимо подключить и проверить систему полива. Кратковременный полив может потребоваться еще до высадки рассады перца. Влажность почвы под мульчей следует проверять ежедневно. Определение времени и количества полива будет одним из самых сложных и важных решений в управлении производством. Как только грядка полностью высохнет, ее будет очень трудно увлажнить снова.

При пересадке через мульчу отверстие в пластике, сделанное для каждого растения, должно быть как можно меньше. При слишком большом отверстии будут расти сорняки. Распространенный и эффективный метод создания аккуратных отверстий в пластиковой мульче — это использование небольшого ручного пропанового резака для прожигания отверстий.
Когда рисовую солому и пластиковую мульчу испытывали и сравнивали в тропических низменностях Индонезии, они влияли на температуру почвы, отражение света и концентрацию питательных веществ в почве после сбора последнего урожая (Vos and Sumarni, 1997). Хотя мульча из рисовой соломы снижала температуру почвы, вызывала более быстрый рост растений, ускоряла время середины плодоношения и приводила к более высокому содержанию калия в листьях, она не оказывала влияния на урожайность. Пластиковые мульчи работали гораздо лучше. Они повышали температуру почвы, вызывали более быстрый рост растений и более раннее плодоношение, снижали концентрацию фосфора (и повышали концентрацию азота) в листьях и плодах, увеличивали урожайность и средний вес здоровых плодов, а также сокращали время сбора урожая. Связанное с этим улучшение показателей урожая и производства, повышение эффективности удобрений, а также лучший контроль над испарением, выщелачиванием и эрозией почвы, в совокупности делают пластиковую мульчу хорошим выбором для перца.
Во Флориде Ванг и др. (2010) обнаружили, что обработка участка органической мульчей, покрытой пластиковой мульчей, увеличила общий товарный урожай свежего болгарского перца в 1,5-3,2 раза, общий урожай особо крупных плодов в 2,0-5,7 раза и общий урожай крупных плодов в 1,4-2,6 раза. По мнению этих авторов, применение пластиковой мульчи поверх органической мульчи, вероятно, привело к улучшению плодородия почвы и, как следствие, к повышению урожайности (особенно ранних зимних урожаев свежих рыночных фруктов), и является методом, имеющим значительный потенциал в развитии устойчивого сельского хозяйства.

Перцу необходима относительно высокая температура почвы (25-31 °C) для оптимального прорастания и появления всходов. Прямой посев в поле весной может означать плохую всхожесть на прохладных почвах, но покрытие засеянных участков прозрачной полиэтиленовой мульчей может улучшить всхожесть и появление всходов за счет повышения температуры почвы и уменьшения образования почвенной корки. Каверо и др. (1996) обнаружили, что при прямом посеве растений в рядах улучшилось положение растений с 0%, наблюдавшихся на участках без мульчи, до 60% на участках, покрытых после посева прозрачным полиэтиленом. После появления всходов полиэтилен убирают с поля, пока температура почвы не стала слишком высокой для хорошего роста всходов.

Было обнаружено, что перец имеет максимальный сухой вес побегов и максимальную площадь листьев, когда температура в прикорневой зоне составляет 24 и 30 °C, соответственно (Gosselin and Trudel, 1986). В этих исследованиях соотношение площади листьев не зависело от температуры в прикорневой зоне, но вес плодов достигал максимума при температуре в прикорневой зоне 30 °C. Пластиковые мульчи могут быть особенно полезны там, где низкие температуры почвы наблюдаются в начале сезона.

Альбрегтс и Ховард (1973) исследовали реакцию перцев на использование бумажной мульчи, покрытой тонким слоем полиэтилена. В отличие от мульчи из чистого полиэтилена, такая бумажная мульча является биоразлагаемой и распадается после внесения в почву. Одним из основных преимуществ мульчирования на песчаных почвах является снижение вымывания удобрений. Полосное мульчирование — использование узкой полосы мульчи, уложенной поверх удобрений, — показало перспективность в снижении вымывания. Используя свою бумажную мульчу на посевах перца, как на всей грядке, так и на полосах, Альбрегтс и Ховард (1973) смогли улучшить ранний рост и увеличить как сезонный товарный урожай, так и размер и количество плодов. По мере увеличения площади грядки, покрытой мульчей, увеличивалось содержание азота и калия в почве.

Джерард и Чамберс (1967) указали, что прямое опрыскивание почвенных грядок светоотражающей краской может помочь снизить температуру корневой зоны и тем самым облегчить прорастание семян перца в тех местах, где температура почвы в противном случае слишком высока (т.е. > 43 °C). Они распылили полосу шириной 15 см из белой кремовой эмульсии нефтяной смолы над грядкой, засеянной семенами перца. Покрытие оказалось эффективным не только для поддержания температуры в корневой зоне ниже 43 °C, но и для подавления испарения почвенной влаги, что создало благоприятные условия для прорастания семян перца.

Озабоченность экологическими проблемами, связанными с неразлагаемой мульчей, и негативные эффекты от мульчирования растительными материалами вызвали интерес к другим альтернативам обычному полиэтилену. Ранняя технология, использующая тонкий слой полиэтилена для покрытия разлагаемой мульчи из черной бумаги, была протестирована на перцах Альбрегтсом и Ховардом (1973). В их исследовании урожайность мульчированного перца была выше, чем у перца, выращенного на голой почве. Olsen и Gounder (2001) сравнили несколько биоразлагаемых альтернативных мульчей с белой на черной полиэтиленовой пленкой для выращивания перца в Австралии. Наиболее перспективными альтернативами были бумажная пленка и черная биоразлагаемая полимерная пленка; однако первую было трудно укладывать, а вторая стоила дорого. Варник и др. (2006) обнаружили, что «гидромульча», экспериментальная биоразлагаемая мульча, уступает полиэтиленовой мульче при выращивании болгарского перца во Флориде. Шогрен и Дэвид (2006) сравнили биоразлагаемую мульчу из бумаги/затвердевшего растительного масла с мульчей из газеты/соломы и голой почвой для выращивания перца. Мульча из бумаги и растительного масла обеспечила хорошую борьбу с сорняками и сократила потребность в ручном труде по сравнению с двумя другими вариантами, не оказывая негативного влияния на урожайность перца. Однако мульча из бумаги/затвердевшего масла была дороже полиэтиленовой мульчи и поэтому рекомендовалась для использования в относительно дорогостоящих областях. По мере совершенствования технологий разлагаемые пленки или мульчи на основе бумаги могут стать лучшей надеждой на создание жизнеспособных альтернатив традиционным полиэтиленовым мульчам.

Соляризация почвы

На полях перца прозрачная пластиковая мульча используется для соляризации почвы: использование солнца для нагрева почвы во время периода покоя и создания температуры, достаточной для борьбы со многими однолетними сорняками и почвенными патогенными грибами. Соляризация полезна в районах с жаркими засушливыми периодами. Ее использование увеличило товарный урожай болгарского перца, выращенного осенью, на 20% в Техасе (Hartz et al., 1985). Прозрачный пластик можно впоследствии покрыть краской и оставить на месте в качестве мульчи. Когда Хартц и др. (1985) так и поступили, они добились увеличения урожая на 53%, хотя соляризация почвы и окрашенная мульча не повлияли на скороспелость урожая перца.

Использование мульчи имеет и недостатки. Удаление и утилизация использованной мульчи являются самыми большими проблемами, связанными с пластиковыми мульчами. Даже «неразлагаемая» мульча медленно разрушается под воздействием летнего солнечного света в течение нескольких месяцев. Так называемая «разлагаемая» пластиковая мульча может быть либо биоразлагаемой, либо фоторазлагаемой. Фоторазлагаемые разлагаются после воздействия определенного количества часов солнечного света (они разлагаются под воздействием ультрафиолетовых (УФ) лучей). К сожалению, любая «неразлагаемая» или фоторазлагаемая пластиковая пленка, не подвергающаяся воздействию солнечного света, особенно те части мульчи, которые покрыты почвой для удержания пластика на грядке, остаются нетронутыми. Оставшиеся части могут стать серьезной проблемой при последующей подготовке почвы, посеве и обработке. Биоразлагаемые мульчи, которые не нуждаются в воздействии солнечного света, но имеют формулу, позволяющую им распадаться через некоторое время, обычно предпочтительнее.
Еще одним недостатком пластиковой мульчи является то, что при ее использовании требуется специализированное оборудование. Для укладки мульчи, формирования грядок, внесения удобрений, установки ирригационной ленты и/или внесения фумигантов требуется несколько навесных устройств для тракторов. Такое навесное оборудование, а также все необходимые приспособления для пересадки могут стать дорогостоящими для фермерского хозяйства.

Специализированные системы возделывания перца

Системы со специальной подготовкой почвы

Применение систем, изменяющих обработку почвы, таких как полосная обработка и нулевая обработка, на овощных культурах появилось относительно недавно, и результаты были весьма разнообразны. Ограничивающим фактором, с которым столкнулись некоторые из первых исследований, было отсутствие подходящей техники для пересадки в условиях сокращенной обработки почвы. Такая машина была разработана в Кентукки Моррисоном и др. (1973). Пересадка без обработки почвы в сухой дерн сравнивалась с обычной пересадкой в обработанную почву и испытывалась на нескольких культурах, включая болгарский перец. Хотя машина работала успешно, выживаемость растений болгарского перца с оголенными корнями была ниже при отсутствии обработки почвы (88%), чем при обычной обработке (96%). Авторы пришли к выводу, что модифицированные методы культуры будут иметь решающее значение для будущего успеха овощных систем нулевой обработки почвы.

Кнавел и др. (1977) провели исследования в Кентукки, используя либо сухую дернину синеголовника (Poa pratensis L.) (2 года), либо сухую озимую пшеницу (1 год), чтобы сравнить обычную обработку почвы и нулевую обработку на нескольких овощах, включая перец. В первый год пересадка перца с оголенными корнями производилась вручную, а в два последующих года пересадка горшечных растений производилась с помощью экспериментальной пересадочной машины без обработки почвы. Стояние перца не отличалось между обработками почвы, но урожайность была ниже при нулевой обработке почвы по сравнению с обычной обработкой во все 3 года. Возможные объяснения снижения урожайности при нулевой обработке почвы включают пониженное содержание азота в растениях (2 года из 3) и трудности с борьбой с сорняками при нулевой обработке почвы.

Перец, посаженный в ненарушенную почву, дал урожай, сопоставимый с урожаем, посаженным в почву, вспаханную два или четыре раза, за одним исключением, в пуэрториканском исследовании Луго-Меркадо и др. (1984). Однако остаточное влияние подготовки почвы проявилось на следующий год, когда растения на вспаханных участках превосходили по урожайности растения на участках, оставленных без обработки на 2 года. Система полосной обработки почвы с использованием 0,5- или 1,1-метровых полос, покрытых дерниной, состоящей из смешанных видов трав или травы/клевера (Trifolium repens L.), сравнивалась с чистой культивацией для перца в Нью-Гэмпшире Лой и др. (1987). Дерновые полосы подавлялись мефлюидидом и/или скашиванием, но не уничтожались. Полосы в 0,5 м были слишком узкими, чтобы подавлять рост овощных растений. Общий и товарный урожай перца (по весу) не отличался между полосовой обработкой почвы (с 1,1-метровыми полосами) и чистой культивацией в один год, но урожайность снизилась при полосовой обработке почвы во второй год. Авторы предположили, что, поскольку второй год был относительно засушливым, культуры, выращенные на полосах, могли нуждаться в более частом поливе, чем те, которые выращивались при чистой обработке почвы.

Некоторые исследования с применением методов почвозащитной обработки были посвящены борьбе с болезнями. Ристайно и др. (1997) сообщили, что пересадка перца в стерню, образовавшуюся после бессменной обработки почвы под пшеницу, подавляла распространение Phytophthora capsici по сравнению с голой почвой. Эффект урожайности, однако, был разным, что частично объясняется явным дефицитом азота, который испытывал перец на участках с нулевой обработкой почвы. Chellemi (2006) получил снижение корневой гнили питиума при выращивании перцев при нулевой системе с использованием стерни, оставшейся от тропических бобовых (солнечная конопля, Crotalaria juncea L. или коровяк), по сравнению с растениями, выращенными на приподнятых грядках, покрытых белой поверх черной пластиковой мульчей. Однако при обработке без обработки почвы только 20-35% сеянцев перца выжили после пересадки.

Абдул-Баки и др. (1999) сравнили три способа обработки почвы/мульчи на приподнятых грядках на двух участках для выращивания болгарского перца. Обработки были следующие: перезимовавшая, скошенная мульча из волосистой вики и без дальнейшей обработки почвы; ротация и переформирование грядок перед нанесением черной полиэтиленовой мульчи; и голая почва без дальнейшей обработки. Три варианта обработки не отличались по общему суммарному урожаю плодов на одном участке, но на другом участке обработка черной полиэтиленовой мульчей дала самый высокий урожай. Авторы объяснили разницу в урожайности на втором участке разной доступностью азота, более высокой температурой почвы под черным полиэтиленом по сравнению с мульчей из вики или голой почвой, а также факторами влажности почвы. Помимо задержки созревания урожая, система с волосистой викой была признана жизнеспособной альтернативой использованию черной полиэтиленовой мульчи.

Челлеми и Роскопф (2004) наблюдали снижение высоты растений и товарного урожая перца, выращенного в системе нулевой обработки почвы со стерней, оставшейся от тропических бобовых культур (конопли или коровьего гороха), по сравнению с растениями, выращенными на традиционно обработанных приподнятых грядках, покрытых белой поверх черной полиэтиленовой мульчи. Негативные эффекты в системе no-till были в основном связаны с быстрым распространением сорняков. Система no-till не была рекомендована для выращивания болгарского перца во влажных субтропических регионах, таких как Флорида.
Делате и др. (2008) поставили долгосрочный системный эксперимент в 1998 году в Айове, чтобы сравнить производство болгарского перца при традиционном и органическом управлении. Среди изучаемых методов обработки почвы был стриптиз. На начальном этапе эксперимента полосовая обработка почвы привела к снижению роста и урожайности перца по сравнению с растениями, получавшими обычную обработку почвы с органическими и обычными удобрениями в 2 из 3 лет (Delate et al., 2003). В последующие годы они обнаружили, что перец, пересаженный в смесь вики и ржи, обработанную полосовой обработкой, и получивший подкормку азотным удобрением в количестве 56 кг/га, дал урожай, равный или лучший, чем растения, удобренные при обычной обработке почвы. Однако на участках с полосовой обработкой почвы также была обнаружена повышенная заболеваемость (Rhizoctonia solani) (Delate et al., 2008).

В Джорджии Диас-Перес и др. (2008) изучали влияние зимних покровных культур и нулевой обработки почвы на производство органического болгарского перца. Независимо от типа покровной культуры, товарная и общая совокупная урожайность была выше при традиционной обработке почвы по сравнению с нулевой обработкой. Основной причиной снижения урожайности при нулевой обработке почвы было высокое давление сорняков.

Эти исследования показывают, что системы нулевой обработки почвы имеют ограниченный успех при выращивании перца. Укоренение растений и борьба с сорняками являются проблемами. Полосная обработка почвы имеет больший потенциал, но факторы управления все еще изучаются. Вероятно, ширина полос должна быть не менее 1 м, а методы управления питательными веществами в почве могут быть изменены по сравнению с традиционной обработкой почвы.

Промежуточные посевы

Промежуточные посевы позволяют эффективно использовать имеющиеся земли. Однако оно может усложнить борьбу с химическими вредителями из-за остатков и ограничений на маркировку, а также является трудоемкой практикой. В основном промежуточные посевы используются для выращивания перца в развивающихся странах. Многие исследования, посвященные использованию промежуточного посева для выращивания перца, были опубликованы в местных журналах и имеют очень ограниченный глобальный охват. Kahn (2010) составил обзор литературы по данной теме.

Ратунное обрезание

Ратунирование — это система, при которой после первого периода сбора урожая растения обрезают и дают им возможность отрасти и произвести последующий урожай. Ратование обычно практикуется для нескольких культивируемых видов, но не для перца. Унандер и др. (Unander et al., 1991) предположили, что ратунирование может быть недорогой процедурой для повышения общей урожайности перца в теплом климате с относительно длинным вегетационным периодом. Кан и Лесковар (2001) сравнили необрезанные и обрезанные (обрезка путем скашивания) весной болгарские перцы, пересаженные весной, по урожайности товарных плодов в конце лета и осенью. Наибольшая общая товарная урожайность, как правило, наблюдалась у растений, которые не подвергались обрезке. Однако, по сравнению с контролем без обрезки, скашивание значительно сократило производство выбракованных плодов, сделало растения более компактными и легкими в управлении, а также дало возможность увеличить осеннее производство плодов высшего сорта. С тех пор этот метод был принят некоторыми коммерческими производителями перца на юго-западе США.

Полив

В районах с регулярными и обильными дождями орошение не требуется. Однако в засушливых и полузасушливых регионах орошение необходимо для обеспечения достаточного количества влаги для перца, который может требовать до 60-75 га-см воды в течение вегетационного периода. В Эфиопии, как сообщается, потенциал выращивания перца не был полностью использован, в основном из-за отсутствия орошения (Haile and Zewdie, 1989). Однако сегодня в других полузасушливых регионах мира выращивается много гектаров перца с использованием ирригации.

Хотя есть доказательства того, что растения перца устойчивы к засухе, плодоношение, как правило, снижается при любых экстремальных условиях окружающей среды. Известно, что перец чувствителен к стрессу от влаги во время цветения и завязывания плодов. Если во время цветения рост растений замедляется из-за дефицита влаги, то цветки и незрелые стручки могут опасть. Концевая гниль цветков может возникнуть, если растения испытывают стресс во время быстрого развития молодых плодов.

Ограничение полива перца в период быстрого вегетативного роста также снижает конечный урожай (Beese et al., 1982). Растения, испытывающие недостаток воды, не только обычно дают относительно низкий урожай стручков, но их стручки также имеют меньший размер и более жгучий вкус, чем те, которые были получены при достаточной влажности почвы.

Перец — культура с неглубокими корнями, до 70% воды, поглощаемой перцами с полным навесом, удаляется из верхних 30 см почвы. Поэтому количество и частота поливов зависят от типа почвы, типа грядки, размера растений, влажности, ветра, солнечного света и преобладающей температуры. Оптимальное время полива может быть определено путем проверки уровня влажности почвы в корневой зоне (на ощупь или с помощью датчиков влажности), путем проверки урожая на признаки водного стресса и/или с помощью компьютерных прогнозов. При осмотре урожая перца листья являются лучшим индикатором водного стресса. В жарких, засушливых условиях можно ожидать, что быстрорастущие растения завянут поздно вечером, даже через 1 день после полива. Признаки увядания начинают появляться в начале дня по мере высыхания почвы, а увядание в начале дня является признаком необходимости полива. Чтобы предотвратить гниение кончиков цветков, летом полив может проводиться по 5-7-дневному графику. Однако уменьшение частоты полива в конце сезона будет способствовать созреванию плодов и улучшению их красного цвета.

Избыточный полив может быть так же вреден для урожая перца, как и недостаток воды. Поскольку заболевание фитофторозной корневой гнили может развиться от воды, стоящей на поле более 12 часов, полезно предусмотреть возможность осушения поля. Неглубокие корни перца означают, что частые легкие поливы лучше, чем нечастые обильные поливы.

Капельное (струйное) орошение может быть использовано для оптимизации полива при выращивании перца и для экономии воды, которая в засушливых регионах может быть очень ограниченным ресурсом. Добавление капельного орошения к интенсивным культурным методам, таким как использование мульчи, обычно приводит к дальнейшему увеличению урожая. Капельное орошение также позволяет часто вносить низкие уровни растворимых питательных веществ в корневую зону. Возможность сосредоточить подачу воды и питательных веществ на корневой зоне считается основным преимуществом систем капельного орошения. Однако во влажном климате штата Нью-Йорк ВанДерверкен и Вилкокс-Ли (1988) обнаружили, что капельное и дождевальное орошение работают одинаково хорошо, если применение воды основано на матричном потенциале почвы. Возможно, повышение урожайности, часто связанное с капельным орошением во влажных районах, в значительной степени объясняется культурными практиками, которые часто сопровождают такое орошение (например, использование мульчи) и своевременным внесением удобрений и пестицидов через капельную систему.

Внесение удобрений через системы капельного орошения известно как «фертигация». Кенг и др. (1979) сообщили, что фертигация помогла повысить урожайность перца на оксисолях влажно-сухих тропиков и превосходила по эффективности разбрасывание питательных веществ. Оксисоли, которые составляют большой процент почв в тропических странах, имеют низкую катионообменную способность и содержат большое количество сесквиоксидов, каолинита и родственных глинистых минералов. Поскольку они также имеют низкий уровень питательных веществ и низкую водоудерживающую способность, такие почвы хорошо реагируют на фертигацию, которая позволяет поддерживать благоприятный уровень влаги и питательных веществ в корневой зоне.

Культивация

Как только молодые растения перца укоренятся на поле (и достигнут 2,0-5,0 см в высоту), для борьбы с сорняками можно использовать неглубокую культивацию. Глубокая культивация, как это делается на хлопковых культурах, не рекомендуется для перца, так как она может повреждать корни и привести к более частому возникновению корневых заболеваний.

Обрезка, формирование и опора растений

Большая часть литературы по обрезке, формированию и системам поддержки растений перца относится к системам культуры растений, выращиваемых в защищенном грунте. Исследования, в которых обрезка влияла на полевое производство, в основном касались попыток контролировать размер крупных пересаженных растений перца (Knavel, 1979; Matta, 1984; McCraw and Greig, 1986). Усовершенствованные методы производства и обработки трансплантатов повысили выживаемость относительно молодых трансплантатов, и обрезка в полевых условиях для контроля роста крупных трансплантатов перца сегодня редко рассматривается. Одной из систем полевого производства, где обрезка применяется, является ратунное выращивание.

Было найдено только одно исследование, посвященное системам поддержки растений в условиях полевого производства. Боуэн и Фрей (2002) использовали факторную комбинацию двух частот капельного орошения, двух норм азотного удобрения, а также культуры с подпорками и без них для болгарского перца, выращенного в Канаде с использованием полиэтиленовой мульчи и низких туннелей. Подпорки помогли сохранить структуру полога после удаления тоннелей. Подпорка улучшила развитие и качество плодов, но не цветение или набор плодов. Трехсторонние взаимодействия не были значительными, но были выявлены некоторые взаимодействия между орошением и подпоркой и азотом и подпоркой. Таким образом, авторы пришли к выводу, что влияние подпор на урожайность варьируется в зависимости от подачи воды и азота.

Полегание

Полегание может помешать ручной или машинной уборке урожая. Sundstrom и др. (1984) наблюдали уменьшение обрыва стеблей у перцев, убранных механизированным способом, при узком междурядье (10 см). Они предположили, что растения с относительно узким междурядьем могут использовать соседние растения для поддержки. Кан (1985) охарактеризовал присущие перцам типа паприка различия в полегании. В среднем, растения трех устойчивых к полеганию линий имели больший диаметр стебля на уровне почвы, больший вес корней и меньшее соотношение побегов и корней, чем растения трех восприимчивых к полеганию линий. Растения перца типа паприка, выращенные путем пересадки, были более подвержены полеганию, чем растения, выращенные прямым посевом, в 1 год из 3 (Cooksey et al., 1994b). Маккалоу и др. (1995) обнаружили, что нормы азота и обработка почвы практически не влияют на полегание растений перца. В исследовании Мотсенбокер и др. (1997) увядание растений перца халапеньо линейно уменьшалось по мере уменьшения междурядий с 16 дюймов (40 см) до 4 дюймов (10 см). Аналогично, полегание растений перца типа паприка уменьшалось по мере уменьшения междурядий с 25 см до 5 см в исследовании Kahn et al. (1997a). Манган и др. (2000) обнаружили, что при пересадке перца на глубину залегания зачатков листьев или первого настоящего листа загнивание было меньше, чем при посадке на верхушку корнеплода. В одном из экспериментов Мангана и др. (2000) укоренение также задержало созревание плодов.

Исходя из этих исследований, для уменьшения полегания следует выбирать сорта с вертикальным ростом; прямой посев или высаживать растения в почву на глубину зачатков листьев; и использовать относительно узкие междурядья.

Удобрение

Перцам требуется достаточное количество большинства основных и второстепенных питательных веществ. Больше всего перец потребляет азота и фосфора. Перец менее отзывчив на удобрения, особенно на фосфор, чем лук, салат-латук и луковые культуры (Cotter, 1986). Первое внесение азота и всего фосфора за сезон можно разбросать перед дискованием или перекопкой поля. В качестве альтернативы фосфор можно вносить ленточным способом из расчета 15 кг/га на 8-10 см ниже семян; по сравнению с поверхностным внесением, это более эффективный метод внесения фосфора.

Перец получает пользу от некоторого количества азота, но слишком большое его количество может чрезмерно стимулировать рост, что приведет к появлению крупных растений с небольшим количеством ранних плодов. В периоды высоких осадков и влажности избыток азота задерживает созревание, что приводит к сочным плодам позднего созревания и повышенному риску серьезной гнили растений или стручков.

Потребности в азоте для выращивания перца были изучены достаточно полно (Maynard, 1962; Stroehlein and Oebker, 1979; Batal and Smittle, 1981; Locascio et al., 1981; Hartz et al, 1993). Сообщалось о существенных различиях в реакции на азот, при этом максимальная продуктивность достигается при внесении от 70 кг/га до >200 кг/га. Такой большой разброс, вероятно, отражает региональные и сезонные различия в окружающей среде и в культурной практике, которые влияют на жизнеспособность растений, доступность и эффективность поглощения азота. Особенно трудно согласовать взаимодействие нормы азота, сроков внесения и факторов, контролирующих потери азота при выщелачивании. Пайеро и др. (1990) обнаружили, что азот в дозе 240 кг/га дает самый высокий урожай, в то время как Панпруик и др. (1982) не обнаружили различий в урожайности при нормах от 0 до 224 кг/га Для обеспечения энергичных растений и максимального урожая некоторые производители перца используют азот в дозе >300 кг/га.

Предпосадочное внесение азота способствует активному росту рассады и обеспечивает хорошо разветвленное растение к первой закладке плодов. Stroehlein и Oebker (1979) пришли к выводу, что умеренные нормы азота (100-150 кг га ‘) дают более желательные растения и самые высокие урожаи. Коттер (1986) рекомендовал разбрасывать 22-34 кг га перед дискованием. Жидкие формы азота можно вносить ленточным способом из расчета 2-6 кг/ га на 10 см ниже семян. Предпосадочный азот не нужен, если анализ почвы показывает, что в ней уже содержится не менее 20 промилле нитратов. Кокран (1938) отметил, что влага и азотное питание являются одними из основных факторов, влияющих на репродуктивное развитие перца. Миллер (1961) пришел к выводу, что улучшение качества плодов, наблюдаемое при высоком уровне внесения азота, связано с постоянным увеличением содержания азота в тканях растений и плодов.

Содержание азота в тканях листьев перца использовалось для мониторинга азотного статуса при выращивании перца. Уровни азота в черешках не столь разнообразны, как соответствующие результаты отбора проб почвы. Калифорнийский университет рекомендовал, чтобы содержание NO₃-N в листьях болгарского перца составляло не менее 10,5 и 3 мг/г в период раннего роста, раннего плодоношения и позднего плодоношения, соответственно (Lorenz and Tyler, 1983). Хартц и др. (1993) заявили, что концентрация в листьях >5 мг/г на ранней стадии завязывания плодов обеспечит максимальную урожайность плодов. Работая в американском штате Джорджия, Батал и Смиттл (1981) обнаружили, что самые высокие товарные урожаи перца, посаженного весной и осенью, были получены при внесении достаточного количества азота для поддержания уровня NO₃-N в почве на уровне 20 и 30 ppm, соответственно. На повышение урожайности влиял частый полив только в том случае, если вносился дополнительный азот для поддержания уровня NO₃-N в почве выше этих пороговых значений. Для повышения уровня NO₃-N в почве с 10 до 20 ppm или с 15 до 30 ppm количество внесений азота необходимо было увеличить примерно в два раза. Влажность почвы и стадия роста растений влияли на содержание азота в отобранных тканях листьев. Батал и Смиттл (1981) предложили использовать как анализ почвы, так и анализ тканей листьев для определения внесения азота. Хартц и др. (1993) сообщили, что результаты анализа свежего сока черешка с использованием нитратселективного электрода высоко коррелировали с результатами измерения уровня NO₃-N в соответствующих образцах сухого черешка, что указывает на то, что анализ сока может быть жизнеспособным методом на ферме, по крайней мере, в качестве дополнения к традиционным лабораторным исследованиям образцов тканей.

Удобрения с замедленным высвобождением продлевают доступность азота и снижают его потери. Медленно высвобождающиеся метиленмочевина, мочевина, покрытая серой, и сульфат аммония были испытаны на перцах Виденфельдом (1986). Метиленмочевина и покрытая серой мочевина могут повысить урожайность перца за счет улучшения доступности азота, тем самым снижая норму и количество необходимых внесений азотных удобрений. Однако Wiedenfeld (1986) пришел к выводу, что дополнительные затраты на медленно высвобождающиеся удобрения не оправданы. Однократное внесение растворимого источника азота было определено как наилучший метод обеспечения потребности перца в азоте в данном исследовании. Однако если для того, чтобы доступность азота не ограничивала последующий рост культуры, потребуется многократное дробное внесение растворимого источника азота, то однократное раннее внесение медленно высвобождающегося удобрения может быть лучшим и более эффективным вариантом. Доступность азота для молодого проростка представляется особенно важной, поскольку Виденфельд (1986) обнаружил, что предпосадочное внесение растворимого азотного удобрения работает так же хорошо, как и любое из исследованных им медленно высвобождающихся удобрений.

Томас и Оертер (1972) быстро оценили содержание азота (и, следовательно, потребность в азоте) в растениях перца, используя спектрофотометрию для измерения диффузного отражения от адаксиальной поверхности листьев. Поглощение листьями света в видимой области спектра зависит в первую очередь от концентрации хлорофиллов и каротиноидов. Дефицит любого из нескольких питательных элементов, снижая образование пигментов и последующую окраску листьев, уменьшает поглощение листьями света и увеличивает отражательную способность листьев. Спектрофотометрия позволяет не только обнаружить изменения в цвете листьев, прежде чем они станут очевидными для растениевода, но и оценить азотный статус растений in situ.

Микоризные грибы

На бедных питательными веществами почвах везикулярно-арбускулярные микоризные (vesicular-arbuscular mycorrhizal, VAM) грибы (Glomus macrocarpum, G. deserticola, G. mosseae, G. intraradices и др.) в корневой зоне могут увеличить поглощение питательных веществ (особенно фосфора) и рост растений перца. Уничтожая VAM-грибы, а также патогенные грибы, фумигация почвы может снизить поглощение питательных веществ. Отсутствие корневой системы, связанной с VAM-грибами, может привести к дефициту фосфора в растении, что обычно выражается в плохом росте. Если этот дефицит незначителен, отсутствие оптимального роста может вообще не распознаваться. Когда растения перца выращивали на бедных питательными веществами почвах с грибками VAM и без них, растения с грибками дали на 44%-188% больше урожая (Haas et al., 1986). В более поздних исследованиях Afek и др. (1990) обнаружили, что колонизация перца грибами VAM началась уже на 3-й день после прорастания, причем 60% исследованных проростков имели ассоциированные грибы VAM к 21-му дню.

В полевых условиях корни могут быть заражены грибами VAM путем вторичной инфекции вдоль корней. В нормальных корневых системах молодые, потенциально колонизируемые корни образуются в виде отростков от других корней. В коммерческих операциях инокуляция перца грибами VAM в питомнике или теплице может быть приемлемой альтернативой инокуляции в поле.

Недостаток питательных веществ

Помимо азота, недостаточное количество некоторых других питательных веществ в течение вегетационного периода может снизить урожайность перца. В таблице 7.2 приведены целевые уровни содержания различных элементов, необходимых для здорового роста болгарского перца.

Целевые уровни при анализе тканей колокольчатого (болгарского) перца (Portree, 1996):

азот — норма 3,5-5,5%, дефицит проявляется при <2,0%;
фосфор — норма 0,35-0,8%, дефицит проявляется при <0,2%;
калий — норма 3,0-6,0%, дефицит проявляется при <2,0%;
кальций — норма 1,5-3,5%, дефицит проявляется при <1,0%;
магний — норма 0,35-0,80%, дефицит проявляется при <0,3%;
бор — норма 30-90 ppm, дефицит проявляется при <20ppm;
железо — норма 80-200 ppm, дефицит проявляется при <60 ppm;
марганец — норма 100-300 ppm, дефицит проявляется при <20 ppm;
цинк — норма 40-100 ppm, дефицит проявляется при <25 ppm;
сера — норма 0,37%;
молибден — норма 6-20 ppm, дефицит проявляется при <4 ppm.

Миллер (1961) обнаружил, что перцы, испытывающие дефицит фосфора, были слабыми растениями, с узкими, глянцевыми листьями, которые становились серовато-зелеными. Красная или фиолетовая окраска стеблей и листьев, часто ассоциирующаяся с дефицитом фосфора в растениях, не развивалась на перцах. Плоды, выращенные на растениях с дефицитом фосфора, были необычно короткими и узкими, с нетипичным заостренным кончиком. Такие признаки дефицита становились очевидными, когда содержание фосфора в вегетативных тканях составляло <0,09%.

Ozaki и Hamilton (1954) описали бронзовое состояние листьев перца с последующим некрозом и опадением листьев, связанное с низким уровнем калия. Миллер (1961) наблюдал аналогичное бронзовое окрашивание, за которым последовало развитие небольших некротических поражений вдоль жилок, а затем дефолиация. Такие симптомы были связаны с низким уровнем калия (<1,17%) в вегетативном росте. Низкий уровень кальция вызывал отставание в росте растений и сильную гниль кончиков цветков.
Дефицит магния в перце характеризуется бледно-зеленым цветом листьев, затем межжилковым пожелтением или хлорозом, некрозом в хлоротических зонах (особенно в верхней части растений), опаданием листьев, мелкими растениями и низкорослыми плодами. Такой дефицит, который обычно возникает у растений перца, выращенных на кислых, песчаных почвах в районах с большим количеством осадков, можно предотвратить путем внесения в почву сульфата магния (соли Эпсома) или внекорневой подкормки солями магния. По сравнению с почвенным внесением, опрыскивание магния и других второстепенных элементов (например, железа) более эффективно и имеет более быстрый (но менее продолжительный) эффект.

Опадение цветков

Растения перца склонны к сбрасыванию своих репродуктивных органов (т.е. бутонов, цветков и молодых плодов), а в плодоношении наблюдаются циклические колебания. Особенно подвержены сбрасыванию (аборту) самые молодые бутоны (длиной <2,5 мм), бутоны, близкие к стадии антезиса, а также цветки и плоды через 14 дней после антезиса. Большее количество света, более высокая концентрация CO₂ и меньшая плотность посадки, увеличивая доступность ассимилятов на растение, помогают снизить абортивность плодов. Цикличность в завязывании плодов вызвана изменениями в спросе на ассимиляты. Высокий уровень абортивности цветков наблюдается при наличии быстрорастущих плодов (примерно через 3 недели после завязи) из-за конкуренции за ассимиляты. Плодоношение увеличивается, когда такие быстрорастущие плоды становятся почти зрелыми и снижают свой спрос на ассимиляты. Перед абортом экспорт ауксина из репродуктивного органа уменьшается, производство этилена увеличивается, и обнаруживается более низкий уровень активности ферментов, расщепляющих сахарозу. Сильный водный стресс и недостаток питательных веществ также повышают уровень абортов. Низкие ночные и высокие дневные температуры препятствуют развитию пыльцы, вызывая низкую закладку семян, что может привести к аборту плодов. Для объяснения абортов используются две теории:

несбалансированный спрос на ассимиляты и их поступление;
гормональное доминирование развивающихся плодов над молодыми.

Попытки предотвратить сбрасывание или уменьшить цикличность плодоношения пока не увенчались успехом.

Вин и др. (1989) сообщили, что сорта различаются по восприимчивости к вызванной стрессом абсцессии (опаданию) цветков. Они обнаружили, что восприимчивые сорта снижают перераспределение ассимилятов в цветочные почки и поддерживают высокое потребление ассимилятов в разросшихся листьях. Предпочтительное распределение ассимилятов в молодых листьях, по-видимому, не связано с различиями в опадании цветков между восприимчивыми и устойчивыми сортами.

Регуляторы роста

Сообщалось о воздействии на перец многих регуляторов роста, наиболее распространенными или наиболее часто изучаемыми из которых являются гиббереллиновая кислота (GA₃), этефон и индолуксусная кислота.

Со временем было изучено множество различных регуляторов роста растений для возможного использования на перце в полевых системах выращивания. Большинство из них не были использованы из-за негативных побочных эффектов или неспособности обеспечить постоянный положительный экономический эффект. Например, хлорфлуренол в дозе 50-150 мг/л увеличивал количество плодов перца по сравнению с необработанным контролем, но также изменял половую экспрессию в цветках, изменял форму плодов и вызывал партенокарпию (Bisaria and Prakash, 1978). Даминозид уступал обрезке для контроля размера растений перца (Knavel, 1979). Триаконтанол (1-гидрокситриа- контан), применяемый в качестве почвенного раствора при пересадке, повысил урожайность перца табаско по сравнению с необработанным контролем (Mamat et al., 1983), но этот материал так и не получил широкого распространения. Опрыскивание дикегулаком натрия снижало урожайность перца чили по сравнению с необработанным контролем при всех испытанных концентрациях (Matta, 1984). Метанол был признан неэффективным в качестве стимулятора роста перца Эсензее и др. (1995). DCPTA (2-(3,4-дихлорфенокси)три-этиламин) также оказался неэффективным в качестве стимулятора роста перца, выращенного в полевых условиях (Hartz et al., 1995). Стовер и др. (2000) обнаружили, что применение смеси 1-нафталин-ацетамида и 1-нафталин-уксусной кислоты во время цветения и после цветения оказало минимальное влияние на урожайность и размер плодов перцев, выращенных в полевых условиях.

Одно положительное сообщение было сделано Ван Пелтом и Попхэмом (2002). Они протестировали три коммерческих регулятора роста растений, основанных на смеси ауксинов и гиббереллинов, а также усилитель роста растений на основе фитонутриентов в полевых испытаниях на перцах типа кайенский и паприка. Хотя повышение урожайности было непоследовательным, они пришли к выводу, что применение этих препаратов экономически оправдано. Еще одним положительным моментом стало повышение устойчивости к стрессу при пересадке путем применения природного регулятора роста растений абсцизовой кислоты (ABA) на перцах типа болгарский и халапеньо (Leskovar et al., 2008). Эта тема подробно рассматривается авторами в главе, посвященной укоренению растений.

Гиббереллиновая кислота

Аномалии в цветках перца, вызванные GA₃, были описаны Sawhney (1981). Обработка молодых растений перца GA₃до начала формирования цветочных органов приводила к аномалиям в лепестках и тычинках (но не в чашелистиках или гиноцеи) последующих сформированных цветков. Аномальные лепестки просто не смогли полностью развернуться, но воздействие GA₃ на развитие тычинок было более драматичным, с аномалиями в развитии пыльцы и «карпелизацией» или феминизацией тычинок. Выраженность феминизации тычинок варьировала от образования нескольких внешних яйцеклеток до полного превращения тычинки в карпель с завязью, рыльцем и стигмой. В некоторых случаях рост тычинок также ингибировался. GA₃ также индуцировал появление дополнительных органов в цветках, все из которых были «карпелеподобными».

Регуляторы роста на основе триазола

Регулятор роста на основе триазола (униконазол) был испытан на декоративных перцах в горшках, чтобы выяснить, можно ли использовать его для поддержания привлекательной компактности и плодоношения растений (Starman, 1993). Внекорневые опрыскивания с концентрацией 5,0-15,0 мг/л дали в целом адекватный контроль высоты. Опрыскивание с 15,0 мг/л униконазола чрезмерно снижало высоту при применении через 8 недель после посева, но не при применении через 10 недель. При опрыскивании растений через 10 недель (но не при опрыскивании через 8 недель) процент покрасневших плодов увеличивался с увеличением концентрации униконазола.

Этефон

Единственным регулятором роста растений, получившим широкое признание и применение на перцах, выращиваемых в поле, является этефон ((2-хлорэтил) фосфоновая кислота). Этефон эффективно концентрирует зрелость красных плодов для однократного сбора урожая (Cantliffe и Goodwin, 1975) и усиливает развитие красного цвета в плодах перца (Knavel и Kemp, 1973) без снижения урожайности (Sims и др., 1974). Lockwood и Vines (1972) подчеркнули важность стадии зрелости плодов как еще одного фактора, влияющего на усиление красного цвета под действием этефона. Применение этефона увеличило интенсивность красного пигмента плодов в некоторых случаях (Worku et al., 1975; Batal and Granberry, 1982), но не в других (Cooksey et al., 1994a; Krajayklang et al., 1999). Однако сохранение листьев и плодов перца обычно уменьшается по мере увеличения концентрации эфифона (Batal and Granberry, 1982; Conrad and Sundstrom, 1987; Cooksey et al., 1994a; Krajayklang et al., 1999). Conrad и Sundstrom (1987) успешно снизили вызванное этефоном абсцедирование у перца табаско, включив 0,1 М Ca(OH)₂ в раствор этефона. В отличие от этого, на перцах типа паприка, Кукси и др. (1994a) обнаружили, что единственным последовательным эффектом Ca(OH)₂ в растворах этефона было нежелательное увеличение удержания зеленых плодов на растениях.

Эффективность этефона при применении на растениях перца перед сбором урожая зависит от таких факторов, как сорт, норма расхода, количество применений и температура (Rylski, 1986; Beaudry and Kays, 1988; Wall et al., 2003). Поэтому рекомендации по его успешному применению должны соответствовать конкретным ситуациям. Одним из примеров является использование одного применения этефона в качестве контролируемого агента абсцедирования для увеличения процента собранных красных плодов у перцев типа паприка (Kahn et al., 1997b).

Этефон также был испытан на декоративных перцах в качестве регулятора роста для ускорения созревания и контроля высоты растений. Этефон, применяемый в виде внекорневого опрыскивания в концентрации 300 ppm, увеличивал количество боковых ветвей, но задерживал цветение и снижал производство плодов (Khademi and Khosh-Khui, 1977). Опрыскивания, содержащие 75, 150 или 300 мкг/л, были эффективны для ускорения созревания плодов декоративного перца, но более сильное опрыскивание (с 600 мкг/л) вызвало повреждение как листьев, так и плодов (Armitage, 1989). Плоды длиной менее 3 см были менее чувствительны к эфифону, чем более зрелые плоды. При повышении pH раствора этефона с pH 3,3 до pH 6,3 эффект обработки усиливался.

Индолуксусная кислота и бензиладенин

Когда индолуксусная кислота и бензиладенин были испытаны на горшечных декоративных перцах, было обнаружено, что концентрации до 150 ppm (индолуксусная кислота) и 1200 ppm (бензиладенин) не увеличивают боковое ветвление (Khademi and Khosh-Khui, 1977). После того, как Стовер и др. (2000) опрыскали перцы коммерческой смесью 1-нафталин-ацетамида и 1-нафталин-уксусной кислоты (Амкотон) в различные сроки от начала цветения до начала развития плодов, они не заметили никакого влияния на размер плодов, раннюю или общую товарную урожайность. На этот неутешительный результат могли повлиять особенно благоприятные условия окружающей среды для развития плодов или негативное воздействие опрыскивания на нераскрывшиеся цветки.

Борьба с сорняками

Конкуренция между сорняками и перцем за питательные вещества, свет и воду является серьезной проблемой при выращивании перца (Lee and Schroeder, 1995). Сильное давление сорняков может снизить урожайность, затруднить уборочные работы и засорить технику. Моралес-Пайян и др. (1997) сообщили, например, что пурпурная осока (Cyperus rotundas) может значительно снизить урожайность болгарского перца (урожайность снижается на 32% по мере увеличения плотности сорняков в посевах перца). Успешная программа борьбы с сорняками имеет важное значение для получения здорового урожая перца, но, поскольку системы возделывания перца отличаются в зависимости от региона, наилучшая стратегия борьбы с сорняками зависит от местоположения культуры.

Сорняки влияют на производство перца несколькими способами. Перцы, высаженные прямым посевом, медленно появляются из почвы и медленно растут, что делает их более восприимчивыми к конкуренции со стороны сорняков за солнечный свет, питательные вещества, воду и пространство. Сорняки, появляющиеся после прореживания посевов, могут снизить урожайность, даже если перед прореживанием поля были чистыми. Сорняки на поле в конце вегетационного периода мешают процессу уборки, делая сбор урожая более дорогим и трудным, и часто дают семена, что позволяет им вернуться в следующем году. Кроме того, сорняки служат запасными хозяевами для некоторых вредителей перца, включая нематод, насекомых и вирусов.

Существуют буквально сотни растений, которые могут быть сорняками на полях перца, и перечисление видов сорняков, встречающихся на полях перца во всем мире, выходит за рамки данной книги. Тем не менее, важным первым шагом в эффективном управлении сорняком в производстве перца и многих других культур является правильная идентификация сорняка. Необходимо оценить и понять жизненный цикл (например, прорастание, вегетативный рост, цветение, закладка семян и гибель) и репродуктивную способность сорняка. В частности, сорняки необходимо классифицировать как травы или широколистные, а также как однолетние, двулетние или многолетние.

Сорняки, которые прорастают и завершают свой жизненный цикл в течение 1 года, называются однолетними. Они распространяются и размножаются только путем производства семян. В зависимости от климата могут быть летние однолетники, которые прорастают весной и летом и завершают свой жизненный цикл осенью того же года, и зимние однолетники, которые прорастают осенью года, перезимовывают и завершают свой жизненный цикл весной. Двулетние растения, которым требуется 2 года для завершения жизненного цикла, также распространяются и размножаются только путем производства семян. Многолетние же сорняки живут не менее 2 лет и размножаются не только семенами, но и с помощью вегетативных репродуктивных структур, таких как корневые почки, корневища, кроны, клубни, столоны и луковицы.

Мульчирование может уменьшить количество сорняков на поле. Там, где мульчирование не используется, сорняки на полях перца контролируются, в основном, путем культивации трактором и ручной мотыгой. Использование культивации в качестве инструмента борьбы с сорняками является древней практикой и до сих пор достаточно эффективно в борьбе с однолетними сорняками, если это делается, когда сорняки маленькие. Однако в случае многолетних сорняков, таких как сорго аллепское (Sorghum halepense L.), культивация может просто разрушить и распространить подземные вегетативные репродуктивные структуры. Некоторую борьбу с сорняками в ряду можно обеспечить путем заделывания почвы вокруг основания каждого растения, когда растения перца достигнут высоты около 12 см. Этот слой почвы предотвратит появление некоторых сорняков, изменив почвенную среду вокруг растения перца с благоприятной для прорастания сорняков на неблагоприятную. Для уничтожения сорняков между растениями перца в ряду обычно требуется ручное мотыжение. Расходы на такое мотыжение можно сократить, если провести сплошную культивацию перед прореживанием, так как это позволит бригаде мотыжников быстрее перемещаться по полю.

Применение гербицидов также является одним из вариантов. При рассмотрении гербицидов производители должны сначала определить, есть ли у них необходимое оборудование для правильного применения гербицида. Возможно, производителю будет выгоднее заказать гербицид на заказ, чем тратиться на строительство штангового опрыскивателя, который может применять как широковещательное, так и направленное или экранированное применение. В сочетании с хорошими культурными и механическими методами гербициды обеспечивают эффективную борьбу со многими видами сорняков. Выбор гербицида зависит от вида сорняка, сроков применения и культурной практики садовода.

Гербицид может применяться к перцу несколькими способами, ft может применяться до посадки, для борьбы с появившимися сорняками. Метод «предпосадочного внесения» заключается в том, что гербицид, который не может эффективно переноситься водой, вносится незадолго до посадки семян перца и механически заделывается в почву. Довсходовое применение других гербицидов может быть внесено на поверхность почвы после посадки семян и заделано в почву с помощью полива. Только послевсходовый системный гербицид будет контролировать появившиеся сорняки, которые поглощают действующее вещество через листья и стебли, а затем переносят его к месту действия. Важно применять такие гербициды против сорняков в период активного роста, поскольку сорняки, находящиеся в стрессовом состоянии из-за условий окружающей среды, не будут поглощать и переносить применяемый гербицид так же эффективно. При использовании этих гербицидов может потребоваться применение адъювантов для улучшения поглощения и удержания на поверхности листьев.

Более сложным методом борьбы с сорняками является «экранированное» применение, при котором культура перца должна быть физически защищена от гербицида, распыляемого на сорняки. В другом сложном методе, известном как «пост-направленное» опрыскивание, гербицид наносится «направленно» на почву у основания каждого растения перца; снова требуются щиты для защиты растений перца. Гербициды, используемые таким образом, могут требовать или не требовать свободной от сорняков почвы на момент внесения. В тех случаях, когда требуется, чтобы участок был свободен от сорняков, почву обычно опрыскивают после обработки. Для правильного размещения такие гербициды должны быть внесены механически или с поливной водой. Хотя гербициды являются эффективным дополнением к системам производства перца, использовать их должен только тот, кто хорошо осведомлен об их применении и действии.

В своих исследованиях на делянках пересаженного болгарского перца Робинсон и др. (2008) изучали эффективность баковых смесей сульфентразона (100 или 200 г действующего вещества на га) с s-метолахлором (1200 или 2400 действующего вещества на га) или диметенамидом-p (750 или 1500 действующего вещества на га ‘ ) в борьбе с широколистными сорняками. В условиях отсутствия сорняков не было отмечено визуального повреждения перцев, снижения их высоты, количества плодов, размера плодов или товарного урожая при допосадочном применении любой из баковых смесей. Смесь сульфентразона с метолахлором дала > 85% контроля щирицы запрокинутой (Amaranthus retroflexus) и восточного черного паслена (Solanum ptycanthum), но только 70-76% контроля канатника Теофраста (Abutilon theophrasti), амброзии полыннолистной (Ambrosia artemisiifolia) и мари белой (Chenopodium album). Комбинация сульфентразон-диметенамид-p обеспечила хороший или отличный контроль всех видов сорняков, кроме канатника.

Литература

Bosland, Paul W. Peppers : vegetable and spice capsicums / Paul W. Bosland and Eric J. Votava. — 2nd ed. 2012.

Сельское хозяйство | UniversityAgro.ru

Выращивание перца в открытом грунте

Климатические требования

Тип почвы

Подготовка почвы

Грядки как культурная практика

Посадка

Прямой посев

Уровни посева

Механизированный способ высадки рассады

Виды пересадочных машин и рассадопосадочных машин

Классификация саженцев

Механические детали пересадочных машин для перца

Ящик для рассады или держатель лотка

Устройства для нарезки, бороздоразрыхлители, устройства для заделки и уплотнения почвы

Высаживающее устройство

Устройство для захвата сеянцев

Последние достижения в разработке пересадочных машин

Производительность пересадочных машин

Требования к пересадке перца и механические пересадочные машины

Улучшение укоренения культур

Прямой посев

Рассада

Привика

Полевые условия и стрессы окружающей среды

Шок при пересадке

Сравнение прямого посева против пересадки

Прогресс и перспективы

Расстояние между растениями

Междурядья/низкие туннели

Мульчирование

Соляризация почвы

Специализированные системы возделывания перца

Системы со специальной подготовкой почвы

Промежуточные посевы

Ратунное обрезание

Полив

Культивация

Обрезка, формирование и опора растений

Полегание

Удобрение

Микоризные грибы

Недостаток питательных веществ

Опадение цветков

Регуляторы роста

Гиббереллиновая кислота

Регуляторы роста на основе триазола

Этефон

Индолуксусная кислота и бензиладенин

Борьба с сорняками

Литература