Home » Овощеводство

Category Archives: Овощеводство

Болезни перца

Для того чтобы болезнь закрепилась, возбудитель должен заразить, вторгнуться, колонизировать и распространиться либо на хозяина, либо в нем до такой степени, что защитные силы хозяина будут подавлены (Agrios, 2005). Растения перца подвержены заражению различными микроорганизмами, включая бактерии, грибы и оомицеты, а также вирусы. Хотя заражение вирусами может вызвать значительный ущерб и потерю урожая, инфекции бактерий, грибов и оомицетов в целом считаются основными возбудителями болезней перца (DeWitt and Bosland, 1993). Потеря некоторых фумигантов, таких как бромистый метил, и увеличение ограничений на использование оставшихся фумигантов, вероятно, приведет к появлению новых проблем в производстве перца, поскольку производители изменят производственную практику (Santos и др., 2005; Byrd и др., 2007). Помимо болезней, вызываемых микроорганизмами и вирусами, перцы подвержены повреждениям от воздействия окружающей среды и других абиотических факторов, а также нематод, насекомых, их родственников и хищных травоядных.

Болезни обычно называют по симптомам, а иногда по родовому названию конкретного патогена, чтобы помочь различить те симптомы болезни, которые могут быть вызваны более чем одним патогеном. Например, существует одна бактерия и два грибка, которые обычно ассоциируются с системным сосудистым увяданием перца.

То, насколько эти организмы связаны между собой, может повлиять на метод, применяемый для борьбы с возбудителем болезни. В этой главе рассматриваются бактерии, грибы и оомицеты, вызывающие болезни кроны и корней перца, выращенного в тепличных или полевых условиях.

Есть основания полагать, что болезни можно контролировать, но их искоренение, вероятно, находится за пределами имеющихся в настоящее время возможностей. Севооборот, плотность посадки, управление орошением и удобрениями, а также другие культурные мероприятия, вероятно, будут играть все большую роль в борьбе с болезнями растений. Новые разработки в области химических и биологических пестицидов также сыграют свою роль, поскольку исследования выявят дополнительные материалы, более специфичные для патогенов и более безвредные для окружающей среды. Однако, возможно, что наилучший долгосрочный контроль над болезнями будет осуществляться путем выведения устойчивых сортов, что все еще является целью, которую предстоит достичь. Лучше всего предупреждать возникновение болезни, чем реагировать на вспышку.

Угольная гниль

Угольная гниль (Charcoal Rot), вызываемая Macrophomina phaseolina (Tassi) Goid, хотя и не считается основным заболеванием перца, возникает в условиях высокой температуры или засухи, что позволяет предположить, что она может быть более распространена в тропиках и районах с теплым умеренным климатом.

Симптомы

Черные, вогнутые раковины можно наблюдать под семядольным узлом рассады. У пораженных растений желтеют листья, они отстают в росте и в конце концов вянут и погибают. На корнях можно обнаружить серовато-белый мицелий и мелкие черные микросклероции. Эти микросклероции также могут быть обнаружены на внутренней стороне стеблей. Видимые симптомы болезни наиболее заметны после снижения жизнеспособности растений при высокой температуре или вследствие травмирования корней, недостатка почвенной воды, плохого плодородия почвы и высокой плотности растений.

Возбудители

Возбудителем угольной гнили является почвообитающий гриб Macrophomina phaseolina. Патоген является полифагом и поражает различные растения. Передача возбудителя семенами была зарегистрирована на других культурах-хозяевах, таких как соя, огурец и бамия, но на перце она не зафиксирована. Несмотря на широкий круг хозяев, включающий до 100 семейств растений, род Macrophomina состоит только из одного вида, M. phaseolina. Патоген производит пикниды, первоначально погруженные в инфицированный стебель, которые прорываются при созревании, выпуская конидии. Конидии одиночные, гиалиновые, эллиптические или овальные. Гифальные ветви обычно развиваются под прямым углом к родительским гифам. Микросклероции образуются из агрегированных гифальных клеток, которые развивают затвердевшую, меланизированную оболочку.

Цикл развития болезни и эпидемиология

Оптимальные условия для развития болезни обычно включают высокие температуры и стресс для растений от засухи. Генетическая изменчивость может существовать внутри перечных изолятов M. phaseolina. Микросклероции представляют собой выживающую структуру патогена в почве и являются основным источником инокулята. При высоких температурах (28-35 °C) микросклероции прорастают на поверхности корня. Развивающиеся зародышевые трубки образуют аппрессории, которые проникают в эпидермальную клетку под действием механического давления и ферментативного переваривания или через естественные отверстия. Гифы сначала растут межклеточно в коре, а затем внутриклеточно через ксилему, так что колонизируется сосудистая ткань. В конце концов, патоген производит большое количество микросклероциев, которые закупоривают сосуды. По мере разрушения инфицированной ткани микросклероции попадают в почву.

Контроль

Недопущение пересыхания почвы может снизить тяжесть заболевания угольной гнилью, хотя управление водой не может полностью предотвратить колонизацию M. phaseolina (Kendig et al., 2000). Относительная продолжительность жизни патогена может быть снижена путем измельчения и закапывания хозяйских остатков сразу после сбора урожая, а также путем увеличения популяций триходермы в почве (Baird et al., 2003). Севооборот может не иметь смысла, так как патоген заражает широкий спектр растений-хозяев. Фумигация почвы эффективно снижает первичный уровень инокулята. Сочетание соляризации почвы и органических поправок также может снизить тяжесть угольной гнили. Некоторые коммерческие сорта перца были оценены на устойчивость к угольной гнили. Однако было сообщено о генетических различиях между изолятами, полученными от разных хозяев (Su et al., 2001), и неясно, является ли устойчивость хозяина устойчивой к различным популяциям M. phaseolina.

Фото

Дополнительные фото Google.Images

Увядание и корневая гниль

Увядание (Damping-off) обычно происходит на сеянцах и пересадках, но может встречаться и на более взрослых растениях. Довсходовое увядание проявляется в виде участков, на которых не появились всходы. Это заболевание было зарегистрировано на перцах, выращенных в полевых условиях, в теплицах и на гидропонике.

Симптомы

Симптомы увядания зависят от возбудителя. В целом, зараженные семена становятся коричневыми, сморщенными и разлагаются. Вокруг стебля зараженных молодых сеянцев у линии почвы появляются коричневые, водянистые поражения, в результате чего стебли становятся сжатыми и мягкими. Пораженные корневые системы становятся коричневыми и загнивают, а вторичных корней становится мало или нет вообще. Зараженные сеянцы могут вырасти в зрелые растения, но у растений может наблюдаться хлороз и отставание в росте. В конечном итоге патогены могут привести к гибели растений при стрессе.

Возбудители

Многие почвообитающие организмы, в основном грибы и оомицеты, могут вызывать увядание перца. Rhizoctonia solani Kuhn и различные виды Fusarium, Phytophthora и Pythium были зарегистрированы как возбудители мокрой гнили и корневой гнили. В целом, болезни, вызванные R. solani и Fusarium spp. благоприятствуют более теплые и сухие условия, в то время как инфекция, вызванная видами Phytophthora и Pythium, чаще встречается на прохладных, влажных почвах.

Rhizoctonia solani представляет собой комплекс видов, в котором генетически различные группы анастомозов различаются по ареалу хозяев, патогенности и физиологическим характеристикам. Гриб удовлетворительно растет при температуре 25-30 °C, но у изолятов может наблюдаться изменчивость роста. Мицелий выглядит гиалиновым или светло-коричневым и имеет прямоугольное ветвление с небольшим сужением и перегородкой долипоры возле каждой ветви. В культуре могут образовываться коричневые или черные склероции.

Fusarium verticillioides (Sacc.) Nirenberg (син. F. moniliforme), как сообщается, вызывает отсыревание и корневую гниль (Abo-Elnaga and Ahmed, 2007), хотя другие виды Fusarium также могут быть патогенными для перца. Fusarium verticillioides, анаморфная стадия Gibberrella fujikuroi (Sawada) Ito, не производит хламидоспор, бесполой стадии покоя, но образует длинные и тонкие, слегка соколовидные и тонкостенные макроконидии и несептированные микроконидии овальной или булавовидной формы.
Из перца были выделены виды Pythium spp., включая P. aphaniderma- tum (Edson) Fitzp., P. myriotylum Drechs. и P. irregulare Buisman (Chellemi et al., 2000). Гриб производит белые, ватные колонии в культуре. Спорангии используются для дифференциации видов Pythium на основе формы и размера. Для полового размножения образуются оогонии и антеридии. Phytophthora имеет сходные морфологические характеристики с Pythium, но способ прорастания спорангиев отличается.

Цикл развития болезни и эпидемиология

Помимо колонизации мертвых тканей растений, R. solani может образовывать склероции, которые могут сохраняться в почве в течение многих лет. Гриб имеет широкий спектр хозяев, что предполагает наличие разнообразных резервуаров инокулята. Почвенные факторы, такие как температура, влажность и pH, влияют на развитие болезни.
Fusarium verticillioides широко распространен и предпочитает более высокие температуры (25-37 °C) Патогенность гриба на различных сортах перца может быть связана с производством гибберелловой кислоты и микотоксинов, таких как фумонизин и зеараленон.

Pythium spp. может выживать на сорняках и других хозяевах в течение периода покоя или производить ооспоры в виде покоящихся спор в почве. Прорастание ооспор индуцируется корневыми экссудатами. Патоген может быстро распространяться с помощью ирригации или грунтовых вод. Как и в случае с Pythium spp., вода играет ключевую роль в распространении Phytophthora spp. в почве. Ооспоры Phytophthora spp. служат первоначальным источником инокулята.

Контроль

Паровая стерилизация (71 °C в течение 30 минут) может быть использована для обеззараживания патогенов в почве в тепличных условиях. Загрязнение можно уменьшить путем внесения в почву компоста. Сельскохозяйственные инструменты и оборудование следует промыть, чтобы удалить прилипшую почву и мусор, и, если возможно, использовать дезинфицирующее средство, такое как 10% гипохлорит натрия. Следует использовать семена, саженцы и пересадки, не содержащие патогенов. Посев семян и пересадка рассады на приподнятые грядки позволяют снизить влажность почвы и избежать увядания. Не следует использовать поверхностные оросительные пруды, так как они могут быть источником инокулята патогенов засыхания.

Применение фунгицидов должно быть основано на возбудителе заболевания. Биоконтролирующие агенты, такие как Trichoderma harzianum Rifai, Streptomyces rochei, Cladorrhinum foecundissimum и Pseudomonas chlororaphis (Guignard and Sauvageau), по имеющимся данным, снижают потери, вызванные поражением сыростью (Nakkeeran et al., 2006). Комбинация двух дополнительных биоконтролирующих агентов может обеспечить более эффективный контроль. Более того, эффективность биоконтроля может быть повышена, если вместе с антагонистами применять индукторы, такие как хитин и салициловая кислота (Rajkumar et al., 2008).

Фото

Дополнительные фото Google.Images

Фузариозная стволовая и плодовая гниль

Впервые о фузариозной стеблевой (Fusarium stem rot) и плодовой гнили (Fusarium fruit rot) было сообщено в 1994 году при выращивании перца в теплицах Канады и Англии. Позже болезнь была обнаружена во Флориде в 1999 году, но плодовая гниль не наблюдалась (Lamb et al., 2001). Это заболевание не было обнаружено в полевом перце.

Симптомы

Темно-коричневые, впалые поражения появляются в узлах, где обрезается пазушный побег или где были собраны плоды. Также могут быть заражены раневые перидермы, вызванные появляющимися новыми побегами. Пораженные растения обычно вянут и погибают, поскольку поражения опоясывают стебли. Листья могут выглядеть слегка пестрыми между жилками, а доли чашечки становятся коричневыми и загибаются вверх. На поражениях заметен беловатый мицелий, спородохии и перитеции. На зараженных плодах видны тонкие, продольные, бледные полосы. В полости плода можно обнаружить беловатый мицелий, а пораженные семена обесцвечиваются в коричневый цвет (Jarvis et al., 1994a).

Возбудитель

Возбудителем стеблевой и плодовой гнили является Nectria haematococca Berk. & Broome, телеоморфная стадия Fusarium solani (Mart.) Sacc. Патоген производит темно-красные, сферические перитеции, в которых образуются аски и аскоспоры. Другие споры, называемые микроконидиями, макроконидиями и хламидоспорами, образуются бесполым путем на стадии анаморфа.

Цикл развития болезни и эпидемиология

Fusarium solani чрезвычайно распространен в почве и производит различные виды спор, которые при прорастании могут проникать в раны. На более поздних стадиях развития болезни при высокой влажности на пораженных тканях можно наблюдать колбовидные перитеции. Высокая влажность также благоприятствует аскоспорам — спорам, образующимся половым путем и выбрасываемым из перитециев, что приводит к естественному распространению болезни. В отличие от них, асексуальные споры обычно пассивно рассеиваются в результате разбрызгивания воды и деятельности человека. Хотя аскоспоры могут активно выделяться, они не могут выжить в неблагоприятной среде с высокой температурой и низкой влажностью. Возможно латентное заражение этой болезнью, и развитие болезни часто связано со стрессами для растений.

Контроль

Об устойчивых сортах не сообщалось. Фунгициды для борьбы с фузариозной стеблевой и плодовой гнилью не зарегистрированы, в то время как анализ in vitro показывает, что беномил подавляет рост мицелия патогена (Jarvis et al., 1994b). Стратегии управления зависят от культурных методов. Инокулят в теплице можно уменьшить, удаляя зараженные ветви и растения, покрывая поверхность почвы полиэтиленовой пленкой и стерилизуя инструменты для обрезки. Использование семян, свободных от патогена, также может быть важным, поскольку патоген может заражать семена, а патоген может распространяться через зараженные семена. Теплицы следует чистить, используя дезинфицирующее средство для поверхностей, например, 1% гипохлорит натрия, чтобы снизить уровень инокулята. Повышенная температура и влажность увеличивают скорость развития болезни. Соответствующий полив и улучшенная вентиляция могут снизить тяжесть фузариозной стеблевой и плодовой гнили.

Фото

Дополнительные фото Google.Images

Фузариозное увядание

Предполагается, что различные виды Fusarium связаны с фузариозным увяданием (Fusarium Wilt), включая F. oxysporum f. sp. vasinfectum и F. redolens. Однако F. oxysporum f. sp. capsici Schlechtend..: Fr. emend. W.C. Snyder & H.N. Hans, был официально зарегистрирован в 1989 году (Revelli, 1989) как возбудитель болезни. Все сорта Capsicum frutescens очень восприимчивы, в то время как устойчивость может быть обнаружена у C. baccatum, C. annuum и C. chacoense.

Симптомы

Первые симптомы характеризуются легким пожелтением листвы и увяданием верхних листьев, которое в течение нескольких дней переходит в постоянное увядание с сохранением листьев. Сосудистое обесцвечивание происходит в корнях и нижней части стебля до того, как становится очевидным увядание надземной части. Болезнь обычно проявляется на локализованных участках поля.

Возбудитель

Возбудитель, F. oxysporum f. sp. capsid, имеет сходные морфологические, биологические и физиологические характеристики с другими formae speciales F. oxysporum. Хотя этот гриб патогенен для Capsicum spp., он не вызывает симптомов увядания капусты, канталупы, хлопка, огурца, баклажана, окры или томата (Revelli, 1989). Большинство изолятов хорошо растут и спорулируют на картофельно-декстрозном агаре при постоянном освещении и производят макроконидии, микроконидии и хламидоспоры на листовом агаре гвоздики. Патоген также производит персиковый или пурпурный пигмент в культуре.

Цикл развития болезни и эпидемиология

Патогенные изоляты F. oxysporum на перце принадлежат к одной группе вегетативной совместимости (VCG). Более того, эти изоляты вегетативно несовместимы с непатогенными изолятами и другими formae speciales F. oxysporum (Jones and Black, 1992). Эти результаты позволили предположить, что патоген состоит из популяции-основательницы и может быть монофилетическим. О физиологических расах F. oxysporum f. sp. capsid не сообщалось, а структура популяции и распределение VCG недостаточно хорошо известны.

Начало заболевания приходится на теплую погоду, а подходящая температура для развития болезни составляет 25-28 °C. Высокое содержание влаги в почве благоприятствует развитию болезни, особенно на плохо дренированных полях. Альтернативные растения-хозяева для его выживания не известны, в то время как предполагается, что патоген специфичен для хозяина и способен сохраняться в его остатках. Как и в случае с другими formae speciales, хламидоспоры, вероятно, являются структурой покоя патогена в почве и выступают в качестве основного источника инокулята.

Контроль

Поскольку патоген может распространяться через зараженные части растений, а также через загрязненную почву и оборудование, для минимизации распространения болезни необходима санитарная обработка. Устойчивость была выявлена у C. baccatum, C. annuum и C. chacoense, но коммерческих сортов, устойчивых к этому заболеванию, пока нет. Использование приподнятых грядок для улучшения дренажа после дождя уменьшит травмирование корней и заражение патогеном.

Фото

Дополнительные фото Google.Images

Поражение фитофторой и корневая, корончатая и плодовая гниль

Phytophthora capsid вызывает корневую и корончатую гниль, а также поражение листьев, плодов и стеблей перца на любой стадии роста. Патоген, передающийся через почву, впервые выявленный на перце в Нью-Мексико в 1922 году, широко распространен и имеет широкий круг хозяев, что затрудняет борьбу с этим заболеванием.

Симптомы

Симптомы включают корневую и корончатую гниль, а на стеблях часто появляются характерные черные поражения. Патоген также может поражать листья, вызывая круговые поражения серовато-коричневого цвета, пропитанные водой. Поражение листьев и стеблей обычно проявляется на нижних частях перца из-за разбрызгивания инокулята из почвы. На инфицированных плодах наблюдаются поражения, покрытые белым мицелием и спорангиями (Ristaino and Johnston, 1999).

Возбудитель

Phytophthora capsid Leonian является возбудителем фитофторозной болезни и корневой, корончатой и плодовой гнили. Виды Phytophthora были помещены в царство Chromista или Stramenopiles, которые более близки к нефотосинтезирующим водорослям, чем к настоящим грибам. В дополнение к традиционной полимеразной цепной реакции (ПЦР) была разработана ПЦР в реальном времени для обнаружения патогена в перце (Silvar et al., 2005).

Цикл развития болезни и эпидемиология

Ооспоры, вероятно, являются первоначальным источником инокулята в поле, и болезнь является полициклической в течение сезонов. Phytophthora capsid размножается половым и бесполым путем. Патоген является гетероталлическим и производит два типа спаривания, известные как A1 и A2. Оба типа спаривания могут встречаться на одном поле и растении. Для мейоза образуются мужской гаметангий, антеридий, и женский гаметангий, оогоний. В результате плазмогамии и кариогамии образуются диплоидные ооспоры, которые служат зимующим инокулятом патогена. Ооспоры могут прорастать путем прямого образования зародышевой трубки или непрямого образования спорангия. Патоген также может размножаться бесполым путем с помощью спорангиев, которые располагаются на разветвленных спорангиофорах. Яйцевидные спорангии с заметным папиллом на вершине легко отрываются от спорангиофора и могут разноситься по полям ветром, дождем и поливной водой. Бифлагеллятные зооспоры высвобождаются из проросших спорангиев при наличии свободной воды на поверхности растений или в почве. Зооспоры легко перемещаются в условиях насыщения водой и могут заражать корни или надземные части растения.

Вода играет важную роль в распространении патогена в естественно зараженной почве. Другие способы заражения, такие как контакт между корнями и ветер, также распространяют инокулят. Надземные части могут быть заражены ветром или разбрызгиванием инокулята в почве. Спорангии из спорулирующих поражений на листьях, стеблях и плодах также могут служить инокулятом при воздушном распространении (Ristaino and Johnston, 1999).

Контроль

Приподнятые грядки с капельным орошением, покрытые черной пластиковой мульчей, снижают заболеваемость, поскольку мульча функционирует как физический барьер, уменьшающий попадание дождевых брызг зараженной почвы на восприимчивые растения, а капельное орошение уменьшает дождевые брызги и насыщение почвы. Севооборот может оказаться бесполезным из-за длительного периода зимовки P. capsid (Lamour and Hausbeck, 2003).

Хотя были выведены устойчивые сорта болгарского перца, в системе P. capsid-перец были зарегистрированы физиологические расы, и устойчивость может быть расово-специфичной (Sy et al., 2008). Устойчивые сорта необходимо внедрять с учетом местной популяции. Устойчивость к корневой гнили и листовой гнили контролируется отдельными генетическими системами, что позволяет предположить, что сорта, устойчивые к корневой гнили, могут быть восприимчивы к листовой гнили (Sy et al., 2005). Для сортов с устойчивостью к корневой гнили может потребоваться внекорневое применение фунгицидов для борьбы с листовой гнилью.

Флуопиколид или мандипропамид значительно снижают смертность. Сочетание устойчивого сорта с фунгицидом, применяемым в виде протравливания, может помочь снизить заболеваемость, вызванную P. capsid. Применение только фосфата калия может вызвать фитотоксичность на устойчивом сорте. Paladin, тогда как его можно использовать в программе обработки фунгицидами. Фитотоксичность, вызванная фосфатом калия, включает задержку роста растений, коричневый цвет, скручивание краев листьев и коричневые пятна на листьях (Foster and Hausbeck, 2010).

Фото

Дополнительные фото Google.Images

Южная пятнистость

Южное пятнистость (Southern Blight) было зарегистрировано по всему миру в тропических и субтропических регионах. Эта болезнь распространена на юге США, и 500 видов растений были зарегистрированы в качестве хозяев в США. Хотя молекулярные маркеры и данные последовательности были использованы для оценки генетического разнообразия патогена, группы совместимости мицелия (MCG) также являются распространенным подходом для изучения структуры его популяции.

Симптомы

Патоген поражает растения перца вблизи линии почвы и вызывает коричневое поражение стебля и хлороз, что в конечном итоге приводит к гибели растения. На стебле и у земли виден белый мицелиальный мат. На зараженных тканях можно обнаружить круглые склероции от светло-коричневого до темно-коричневого цвета, которые служат в качестве зимующего инокулята. Плоды перца также могут быть заражены патогеном, на них видны пропитанные водой повреждения, заполненные мицелием и склероциями.

Возбудитель

Возбудителем южной пятнистости является Sclerotium rolfsii Sacc., который представляет собой склероциальное состояние Athelia rolfsii (Curzi) Tu & Kimbrough. Телеоморфа этого гриба может быть индуцирована в культуре с присутствием тканей растения-хозяина или без них (Punja and Grogan, 1983; Tu et al., 1992), но не все изоляты образуют базидиальное состояние. Можно увидеть два вида гиф. Одна из них имеет одно или несколько зажимных соединений на каждой перегородке, а другая не имеет зажимов. Ядра трудно заметить в клетках верхушки гифы, но они хорошо видны в более старых клетках, в которых число ядер обычно варьирует от двух до пяти на клетку. После ограничения роста мицелия, например, при достижении края среды в планшетах Петри, на поверхности мицелиального мата начинают формироваться склероции. Базидии могут индуцироваться, неся две или четыре тонкостенные, бесцветные базидиоспоры.

Цикл развития болезни и эпидемиология

Склероции S. rolfsii могут выживать в сухой полевой почве в течение многих лет и служить основным источником инокулята. Однако выживаемость склероций резко снижается во влажной почве. Патоген может выживать на растительных остатках, погребенных в почве, производя новые склероции. Поскольку патоген является высокоаэробным, склероции, погребенные на глубине 15 см или ниже, остаются в спящем состоянии. Склероции и мицелий могут распространяться через загрязненные инструменты, зараженную почву, пересадки, семена и поливную воду.

Высокая температура, высокая влажность и низкий уровень pH почвы благоприятствуют развитию южной пятнистости. Развитие болезни происходит быстро при температуре от 20 до 35 °C, в то время как температура ниже 10 °C и выше 40 °C подавляет рост гриба.

Sclerotium rolfsii в инфицированных частях растений производит новые склероции, которые могут быть погребены на разной глубине. Хотя жизнеспособность склероций со временем снижается, те из них, которые находятся на поверхности почвы или вблизи нее, имеют высокую выживаемость и становятся первичным инокулятом на следующий вегетационный период.

Контроль

Сообщалось об источниках генетической устойчивости к S. rolfsii у перца (Dukes et al., 1983). Однако в изолятах, полученных из перца, может существовать несколько MCG, и корреляция между MCG и патогенностью может отсутствовать (Harlton et al., 1995). Необходимо оценить устойчивость перца к доминирующим генотипам патогена.

Тяжесть заболевания может быть снижена путем соляризации паровой почвы на приподнятых грядках в течение 6 недель до начала роста культуры. Биоконтролирующие агенты, такие как Gliocladium virens, Trichoderma har- zianurn и Bacillus subtilis, как сообщается, уменьшают тяжесть заболевания, вызванного S. rolfsii. Однако антагонистические микроорганизмы не рекомендуется использовать при соляризации из-за пагубного воздействия высоких температур (Ristaino et al., 1996).

pH почвы влияет на прорастание склероций, которое подавляется при pH 7,0 и выше. pH почвы может быть скорректирован в сторону повышения путем внесения извести. Чередование культур может быть неэффективным из-за широкого спектра хозяев патогена, но для снижения уровня инокуляции можно использовать растения-«нехозяева», такие как ком и мелкие злаки. Фумиганты для почвы, метам натрия и хлорпикрин, обеспечивают борьбу с южной пятнистостью, хотя они могут быть менее эффективными, чем бромистый метил.

Фото

Дополнительные фото Google.Images

Вертициллезное увядание

Вертициллезное увядание (Verticillium wilt), также известное как зеленое увядание, является одним из наиболее важных заболеваний перца и было зарегистрировано по всему миру, поражая как полевые, так и тепличные растения.

Симптомы

Ранние симптомы включают задержку роста и легкий хлороз нижних листьев. Пожелтевшие листья становятся все более заметными по мере развития болезни и в конечном итоге опадают с растения. Растения вянут в теплую погоду. Листовые симптомы вертициллезного увядания похожи на симптомы, вызванные корневой гнилью фитофторы, за исключением того, что последняя вызывает обширное коричневое окрашивание и загнивание коры корней (Bhat et al., 2003). В зависимости от развития болезни, на стебле ближе к кроне появляются различные уровни обесцвечивания сосудов. Тяжесть заболевания усиливается, если растение находится в стрессовом состоянии или несет большую нагрузку плодами, что приводит к значительному снижению урожая.

Возбудитель

Первоначально считалось, что Verticillium albo-atrum Reinke & Berthold является единственным видом Verticillium, патогенным для растений перца. Однако были обнаружены две различные структуры покоя. Некоторые изоляты производят только микросклероции, в то время как другие образуют только темные меланизированные, долгоживущие мицелии, обычно называемые темными покоящимися мицелиями. Изоляты, образующие микросклероции, получили таксономическое название V. dahliae Klebahn, а изоляты, образующие темные покоящиеся мицелии, — название V. albo-atrum.

И V. albo-atrum, и V. dahliae могут первоначально давать пушистые белые или сероватые колонии на картофельно-декстрозном агаре. После нескольких недель инкубации V. albo-atrum образует коричнево-черный покоящийся мицелий, а V. dahliae — черные микросклероции. Конидиеносцы этих видов обычно прямостоячие и гиалиновые, ветвящиеся в завитки. Конидии гиалиновые, одноклеточные, эллипсоидные или цилиндрические.

Цикл развития болезни и эпидемиология

Возбудители, V. albo-atrum и V. dahliae, имеют широкий круг хозяев, что затрудняет борьбу с этим заболеванием, хотя изоляты в целом адаптированы к хозяевам, а изоляты из других экономических культур и сорняков являются лишь слабо патогенными для перца (Bhat and Subbarao, 1999). Эти два вида имеют схожий жизненный цикл, который включает в себя спящую, паразитическую и сапрофитную фазы (Fradin and Thomma, 2006). Прорастание микросклероций или покоящихся мицелиев, вызванное корневыми экссудатами, инициирует паразитическую стадию, заражая восприимчивые растения через кончик корня или в местах образования боковых корней. Соответствующая температура, благоприятствующая развитию болезни, может зависеть от изолята; для роста обоих видов необходима влажность почвы. Сапрофитная стадия начинается во время некроза или старения тканей растения. На этой стадии V. albo-atrum может производить конидии на инфицированных тканях растений для распространения болезни, но V. dahliae развивает микросклероции, попадающие в почву. Микросклероции могут выживать в полевых условиях до 14 лет в отсутствие хозяина. В отличие от них, срок выживания темных покоящихся мицелий, производимых V. albo-atrum в сапрофитных условиях, намного короче, чем у микросклероциев. Кроме того, эти виды могут перезимовывать в виде мицелия внутри многолетних хозяев или в органах размножения растений.

Контроль

Для борьбы с вертициллезным увяданием перца не существует устойчивых сортов, поскольку проявление устойчивости слишком изменчиво и может зависеть от условий окружающей среды в момент заражения (Palloix et al., 1990). Несколько генотипов V. dahliae и V. albo- atrum могут существовать на одном поле (Bhat et al., 2003), и эти виды могут выживать в почве в течение длительного периода. Чередование культур может быть нецелесообразным, хотя для снижения уровня инокуляции перечных штаммов V. dahliae предлагается чередование с брокколи, цветной капустой или салатом (Bhat and Subbarao, 1999). При высоком уровне инокулята на поле следует выращивать культуры-хозяева, а не пересаживать перец. Фумигация почвы хлорпикрином и метам-натрием эффективно снижает уровень размножения. Более того, фумигация почвы вместе с соляризацией почвы может быть более эффективной, но эти патогены не могут быть полностью уничтожены. Pythium oligandrum в качестве биоконтроля, как сообщается, значительно снижает вертициллезное увядание перца. Однако беномил показал более высокую эффективность в борьбе с вертициллезным увяданием, чем пропамокарб гидрохлорид и Поливерсум (коммерческий биопестицид Pythium oligandrum), но время применения влияет на эффективность (Rekanovic et al., 2007). Поскольку не существует эффективных методов борьбы с вертициллезным увяданием после появления болезни на поле, исключение патогена из производственной зоны или избегание полей с историей болезни является наиболее важной стратегией управления.

Фото

Дополнительные фото Google.Images

Белая плесень

Белая плесень (White mold) или склеротиниевая гниль (Sclerotinia rot) вызывается Sclerotinia sclerotiorum (Lib.) de Bary и S. minor Jagger и считается болезнью, не имеющей большого значения для перца, причем первая чаще наблюдается в полевых условиях.

Симптомы

Sclerotinia minor заражает крону перца, вызывая поражения, пропитанные водой. После заражения листва растения становится бледно-зеленой и увядшей. При прогрессировании болезни растение в конечном итоге становится опоясанным, что приводит к гибели. Белый мицелий и маленькие (2-3 мм), черные, неправильной формы склероции видны на внешней стороне крон растений и в центрах полостей стеблей (Gonzalez et al., 1998).

Sclerotinia sclerotiorum может вызывать заболевание рассады и зрелых растений перца в полевых условиях. Кроме того, аскоспоры могут быть первоначальным источником инокулята для заражения надземных частей перца. Окружающие поражения сначала появляются на стебле ближе к кроне, а затем распространяются на верхушку рассады. Пораженные растения в конечном итоге вянут и погибают. На зрелых растениях на главных стеблях и ветвях появляются светло-коричневые, пропитанные водой поражения. На зараженных тканях можно наблюдать белый пушистый мицелий, а черные склероции (5-10 мм) могут развиваться снаружи среди белого мицелия и внутри стебля. На пораженных плодах видны пропитанные водой и тускло-зеленые пятна, в которых образуются белые мицелии и черные, круглые или неправильной формы склероции (Yanar et al., 1996).

Возбудитель

Возбудителей белой плесени обычно можно различать по размеру склероций и образованию апотециев. Sclerotinia sclerotiorum производит более крупные склероции, чем S. minor. Более того, S. sclerotiorum образует апотеции, в которых аскоспоры могут выбрасываться из асок и заражать надземные части перца, в то время как S. minor обычно не делает этого в полевых условиях.

Цикл развития болезни и эпидемиология

Склероции выступают в качестве выживающей структуры в почве и могут сохраняться в течение многих лет. Высокая влажность и низкие температуры (15-21 °C) благоприятствуют карпогенному и гифальному прорастанию склероциев. После прорастания образуются апотеции. При благоприятных условиях прохладной и влажной погоды аскоспоры принудительно выбрасываются в воздух в качестве основного источника инокулята (Bolton et al., 2006). Аскоспоры прорастают и заражают цветы и другие зараженные части растений. Наконец, патоген прорастает из стареющих тканей на здоровые стебли и листья в нижней части полога. Мицелий, проросший из склероций, также может непосредственно заражать здоровые ткани. Без образования апотециев S. minor заражает ткани стеблей у линии почвы в полевых условиях путем прямого проникновения гиф.

Контроль

Нет коммерческих сортов, устойчивых к S. sclerotiorum, но несколько сортов Capsicum spp. были предложены для использования в селекционных программах для повышения устойчивости коммерческих сортов (Yanar и Miller, 2003). Устойчивость к S. minor у коммерческих сортов не изучалась. Фумигация почвы может снизить количество жизнеспособных склероциев, но аскоспоры могут попасть на поле из отдаленных точек и вызвать вспышку болезни. В настоящее время нет зарегистрированных фунгицидов для борьбы с этим заболеванием на перцах. Фунгициды могут быть эффективны лишь частично из-за спорадического выделения аскоспор.

Для снижения жизнеспособности склероциев склеротинии использовалось затопление, но его эффективность зависит от времени применения и температуры. Микопаразиты, такие как Coniothyrium minitans и Sporidesmium sclerotivorum, которые могут проникать через кожуру склероциев, могут быть полезны для борьбы с белой плесенью. Контроль температуры и влажности в теплице важен для снижения прорастания аскоспор.

Фото

Дополнительные фото Google.Images

Бактериальное увядание

Бактериальное увядание (Bacterial wilt), вызываемое Ralstonia solanacearum (Smith 1896) Yabuuchi et al. 1996, является одним из наиболее разрушительных заболеваний растений во всем мире. Эта почвенная бактерия поражает широкий спектр растений-хозяев из более чем 44 семейств растений, включая многочисленные растения, имеющие экономическое значение (Hayward, 1991). Хотя эта болезнь наносит экономический ущерб перцу в тропических и субтропических регионах, перец, выращенный в умеренных регионах в теплицах или других защищенных сооружениях, также может быть поражен из-за повышенной температуры, которая благоприятствует развитию этой болезни.

Симптомы

Зараженные растения можно обнаружить разбросанными по всему полю, но чаще всего они скапливаются на низких участках поля, где скапливается вода. При поливе по бороздам или при использовании загрязненных поверхностных вод могут поражаться многочисленные растения вдоль ряда из-за перемещения патогена в воде. Симптомы сначала развиваются на зрелых растениях в виде постепенного увядания, которое начинается в верхних листьях в самое жаркое время дня с последующим восстановлением вечером или утром при более прохладной температуре. Увядшие листья остаются зелеными и неповрежденными, но в конечном итоге увядание становится постоянным по мере прогрессирования болезни. При благоприятных условиях все растение может быстро завянуть и погибнуть от болезни. Продольный разрез нижних стеблей, кроны и корней покажет темно-коричневое обесцвечивание сосудистых тканей; однако может наблюдаться и корневая гниль из-за вторичного заражения другими бактериями или грибами.

Если поместить нижний конец срезанного стебля в воду, можно наблюдать бактериальный поток в виде белых, молочных нитей в прозрачной воде. Хотя симптомы увядания похожи на симптомы, вызванные Phytophthora capsid, наличие бактериального потока и отсутствие внешнего потемнения стебля являются двумя ключевыми признаками для идентификации бактериального увядания.

Возбудитель

Ralstonia solanacearum, возбудитель бактериального увядания, представляет собой грамотрицательную, палочковидную, аэробную бактерию. Колонии R. solanacearum не флуоресцируют на сложных средах, таких как среда Кинга B. Эта бактерия считается видовым комплексом, который состоит из гетерогенной группы родственных, но генетически отличных штаммов (Fegan and Prior, 2005). Эти штаммы демонстрируют некоторую изменчивость в диапазоне хозяев и агрессивности, но между ними могут происходить генетические изменения in planta (Bertolla et al., 1999). Исторически R. solanacearum подразделяли на расы, основываясь на широком спектре хозяев, но структура рас плохо определена и не является таксономически полезной. Биовары R. solanacearum определены лучше, чем расы, и основаны на подкислении среды в процессе метаболизма шести углеводов (мальтозы, лактозы, целлобиозы, маннита, сорбита и дульцита). Недавно на основе филогенетического анализа были предложены четыре филотипа, каждый из которых был далее разделен на секвестры (Fegan and Prior, 2005; Villa et al., 2005). Штаммы в каждом филотипе могли развиваться отдельно из-за географической изоляции. Однако штаммы R. solanacearum приспособлены к выживанию и вызыванию заболеваний в условиях от тропиков до теплого умеренного климата, за исключением расы 3, биовара 2 (R3B2) филотипа II, который также может заражать картофель при температуре до 16 °C.

Цикл развития болезни и эпидемиология

Не было хорошо изучено, какие преобладающие филотипы R. solanacearum вызывают бактериальное увядание перца, хотя все четыре филотипа являются патогенными для перца (Toukam et al., 2009). Биовары 1 и 3 доминируют на перце, но последний является более агрессивным (Lopes and Boiteux, 2004). Ralstonia solanacearum имеет широкий круг хозяев, и патоген может выживать в почве в течение длительного времени без растения-хозяина. В отсутствие восприимчивых хозяев бактерия может выживать в ризосфере нехозяев. Помимо первичного источника инокулята в почве, бактерия может распространяться при перемещении посадочного материала, загрязненной воды, оборудования и работников ферм. Как и в случае с другими патогенами, передающимися через почву, физические, химические и биологические факторы почвы могут влиять на тяжесть заболевания бактериальным увяданием. Из них температура является наиболее важным фактором, влияющим на развитие и выживание болезни в почве. В целом, заболеваемость и скорость распространения бактериального вилта быстро увеличивается в диапазоне от 15 до 35°C (Tran and Kim, 2010). Другие важные почвенные факторы в отношении этого заболевания включают влажность, тип и pH почвы.

Независимо от восприимчивости хозяев, R. solanacearum может проникать и колонизировать устойчивые и восприимчивые сорта через естественные отверстия, вызванные появлением боковых корней, и раны на корнях, вызванные культивацией, питанием насекомых и нематодами (Rahman et al., 1999). После заражения происходит быстрое увядание растений-хозяев в результате интенсивной колонизации и размножения бактерии в сосудистых тканях. Патоген может попасть в почву из пораженных корней, заражая соседние растения, что приводит к распространению бактериального увядания на смежных участках рядов. После гибели зараженных растений растительные остатки обеспечивают бактерии среду для выживания и служат источником инокулята.

Контроль

Ни один подход не является полностью эффективным для борьбы с R. solanacearum, поскольку патоген имеет высокую степень генетической изменчивости и широкий спектр хозяев. Поэтому важно предотвратить занесение патогена на незараженную территорию.

Хотя были выявлены устойчивые линии, устойчивость перца к бактериальному увяданию, вероятно, контролируется локусами количественных признаков (QTL) (Mimura et al., 2009). Были разработаны молекулярные маркеры, связанные с основными QTL, но может быть трудно интрогрессировать гены устойчивости в коммерческие сорта с удовлетворительными садоводческими признаками. Более того, устойчивость может быть нарушена из-за различий в расе и штамме R. solanacearum и факторов окружающей среды. Вероятно, необходимо будет внедрять гены устойчивости на основе структуры местной популяции бактерии.

Культурные методы могут помочь уменьшить бактериальное увядание. Следует использовать семена и рассаду, свободные от патогенов. Орошение загрязненной водой с пораженных полей может занести R. solanacearum. Избежать заболевания можно, пересадив рассаду перца в более прохладный период вегетационного периода. Для минимизации распространения бактерии следует избегать чрезмерного полива. Другие методы, которые могут помочь ограничить распространение бактерии, включают уничтожение сорняков, удаление пораженных растений и остатков корней, а также добровольных хозяев. Кроме того, необходимо дезинфицировать оборудование, используемое для обработки пораженных растений. Севооборот с культурами, не являющимися хозяевами, такими как травы, может снизить популяцию R. solanacearum, но бессимптомные хозяева и альтернативные хозяева делают севооборот неэффективным для снижения популяции бактерий в почве (Hayward, 1991). Борьба с корневыми нематодами и другими насекомыми, питающимися корнями, необходима для снижения бактериального увядания, поскольку эти вредители помогают R. solanacearum заражать растения-хозяева и распространяться в поле.

Фото

Дополнительные фото Google.Images

Литература

Peppers : botany, production and uses/Vincent M. Russo, editor. 2011.

Борьба с сорняками при выращивании перца

Борьба с сорняками является важным аспектом успешного производства перца. Отсутствие борьбы с сорняками может привести к полной потере урожая из-за конкуренции сорняков, а также к тому, что сорняки будут служить резервуаром для патогенов в результате болезней и повреждений насекомыми. Борьбу с сорняками следует рассматривать как постоянное мероприятие, а не только как сезонные усилия. Экономически эффективнее предотвратить заражение, чем уничтожать сорняки после заражения производственных площадей. Борьба с сорняками должна начинаться с предыдущей культуры, путем мониторинга, контроля и управления сорняками. Успешная борьба с сорняками использует многогранный подход (чередование культур и гербицидов, покровные культуры, мульчирование, культивация), а не полагается только на гербициды для борьбы с сорняками. Зная, какие сорняки будут присутствовать, и понимая особенности их роста, производитель сможет добиться большего контроля над сорняками путем разумного применения многих доступных методов борьбы с ними.

Влияние сорняков на сельскохозяйственные культуры

Борьба с сорняками является серьезной проблемой в традиционных и органических системах производства. Борьба с сорняками в сельском хозяйстве обходится экономике США дороже, чем затраты на борьбу с насекомыми и болезнями вместе взятыми (Bridges, 1992). Конкуренция сорняков снижает урожайность сельскохозяйственных культур в среднем на 33 миллиарда долларов США в год, а затраты на мероприятия по борьбе с сорняками достигают 6 миллиардов долларов США (Rushing et al., 1985; Zimdahl, 2002; Bensch et al., 2003). Фермеры-органики назвали исследования по борьбе с сорняками своим главным приоритетом (Clark et al., 1997; OFRF, 1999; Riemens et al., 2007). Неконтролируемые сорняки в посевах перца могут привести к полной потере урожая или сделать сбор перца экономически нецелесообразным. Сорняки могут снизить рост и урожайность культуры из-за двух основных процессов — конкуренции и аллелопатии.

Конкуренция за ресурсы

Сорняки конкурируют с сельскохозяйственными культурами за ограниченные ресурсы и основные факторы роста, такие как свет, вода и питательные вещества. Биоразнообразие сорняков, как по количеству различных видов, так и по биоразнообразию внутри конкретного вида, дает конкурентное преимущество по сравнению с очень узкой генетикой культурных растений в поле. Долговечность биоразнообразного банка семян приводит к почти непрерывной способности вида сорняка расти и размножаться, превращая незначительное заражение в основного конкурента в течение короткого периода времени (Forcella et al., 1992; Davis et al., 2005). Даже при постоянном контроле видов сорняков может потребоваться много лет, чтобы уменьшить семенные банки конкретных сорняков до уровня ниже 50%, и десятилетия, чтобы уменьшить семенные банки этих видов сорняков на 99% (Davis et al., 2005). К сожалению, банки семян сорняков могут быть легко пополнены всего за 1 год неправильной борьбы с сорняками (Davis et al., 2005). Хотя на долговечность банка семян сорняков могут влиять многие факторы, включая окружающую среду (влажность почвы, свет, температура), культуру (обработка почвы, севооборот, гербициды) и биологию (хищничество, разложение, аллелопатия), предотвращение пополнения банка семян неконтролируемыми сорняками или заражением из внешних источников (зараженные семена культур, оборудование, ирригационные системы и другие) также является важным аспектом комплексной программы борьбы с сорняками. Культурные сорта выведены для единообразия их роста по сравнению с естественным биоразнообразием внутри вида сорняков (Bodo Slotta и др., 2010). Биоразнообразие в пределах вида сорняка приводит к широкому диапазону экологических и культурных условий, в которых отдельные виды сорняков могут и будут прорастать, появляться и процветать (Jha et al., 2010). В результате, отдельные виды сорняков могут продолжать прорастать и производить конкурентоспособные сорняки после того, как первоначальные всходы сорняков были уничтожены. Проблема возрастает по мере того, как к сценарию конкуренции добавляется количество различных видов сорняков и их биоразнообразие. Биоразнообразие продолжает обеспечивать конкурентное преимущество сорняков в результате их способности использовать разнообразные пустоты в окружающей среде, используя различные темпы роста, высоту, ширину и различные почвенные условия. Эти факторы повышают их способность конкурировать за ограниченные ресурсы (свет, влагу и питательные вещества).

Аллелопатия

Аллелопатия — это биохимическая интерференция, ингибирующая или стимулирующая, между одним видом растений и другим. Определенные сорняки и культуры могут выделять химические вещества путем экссудации, выщелачивания, улетучивания и разложения растительных тканей (листьев, стеблей, корней, цветов) в окружающую среду. Когда эти биохимические вещества (алле- лохимические вещества) вступают в контакт с другими растениями, они могут влиять (подавлять или стимулировать) рост другого вида. Овощи не защищены от аллелопатического воздействия других культур. Раннее развитие овощей может быть наиболее уязвимой частью жизненного цикла для воздействия аллелопатических химикатов (Russo et al., 1997). Аллелопатическое воздействие одного вида на другой более очевидно, когда аллелохимикаты препятствуют прорастанию и укоренению пораженного вида, но оказываемое воздействие может повлиять на укоренившиеся соседние растения, ограничивая их оптимальный рост или вызывая гибель. Аллелохимикаты могут сохраняться в почве и, следовательно, влиять на последующий рост культур. Аллелохимические вещества могут также действовать совместно с конкуренцией за свет, воду и питательные вещества между сорняками и культурными растениями.

Сорняки в качестве хозяина

Перец относится к семейству пасленовых (Solanaceae). Это создает дополнительные проблемы при их выращивании, поскольку методы, используемые для борьбы с пасленовыми сорняками, будут воздействовать и на перец. Сорняки, особенно пасленовые, необходимо контролировать, поскольку они могут служить хозяевами для насекомых и болезней (бактерий и вирусов), которые могут повреждать и заражать перец. Сорняки, особенно пасленовые, расположенные вблизи или на краю поля, в рядах изгороди, оросительных канавах и на поле, могут служить хозяевами. Инфицированные растительные остатки от прошлогодних пасленовых овощей (например, томатов, баклажанов, перцев, картофеля) и сорняков (паслен (Solanum nigrum L.), хрен (Solanum caro- linense L.) и марьянник (Datura stramonium L.)) также могут быть источником инокулята болезнетворных организмов. Чередование выращивания перца с несолановыми культурами снизит вероятность заражения и уменьшит вероятность побегов пасленовых сорняков. Борьба с пасленовыми сорняками в конце выращивания предыдущей культуры и тщательная заделка остатков урожая и сорняков также является важной культурной практикой.

Мониторинг сорняков

Мониторинг сорняков является важным аспектом для успешной и экономической борьбы с ними. Важно определить виды сорняков и их местоположение на производственной территории. Мониторинг сорняков не должен ограничиваться текущим вегетационным периодом, а должен включать в себя мониторинг сорняков в течение всего года и из года в год, чтобы можно было узнать тенденции в популяции сорняков. В идеале, исследования сорняков должны проводиться дважды в течение каждого вегетационного периода, один раз после посадки, но до первой прополки/внесения послевсходовых удобрений, а затем непосредственно перед уборкой урожая. Результаты обследования дадут ценную информацию о сорняках, пропущенных при предыдущих посевах и текущих довсходовых и послевсходовых мероприятиях по борьбе с сорняками, а также о потенциальных сорняках в севообороте. Мониторинг сорняков в течение года поможет производителю осознать важность борьбы с сорняками в течение всего года. Один неконтролируемый сорняк может произвести десятки тысяч семян сорняков. Возьмем, к примеру, один из многих видов сорняков, который может привести к полной потере урожая перца, если его не контролировать, — щирица запрокинутая (Amaranthus retroflexus L.). Исследователи сообщили, что типичная щирица запрокинутая может производить от 9254 (Pawlowski et al., 1970) до 117 400 (Stevens, 1932) семян на растение. Среднее растение щирицы запрокинутой может производить 100 000 семян (Mitich, 1997), крупное растение может производить до 230 000 семян (Stevens, 1957), а близко расположенные растения — 34 600 семян на растение (Hauptli and Jain, 1978; Weaver and McWilliams, 1980). Помимо большого количества семян, образующихся на одном растении, семена могут перезимовать в цветках (Mohler and Callaway, 1995), на поверхности почвы или под ней (Georgia, 1942) и, как известно, сохраняются в почве от 30 (Mitich, 1997) до 40 лет (Darlington and Steinbauer, 1961). Поэтому несколько побегов даже в конце вегетационного периода могут оказать долгосрочное пагубное влияние на будущие заражения сорняками, затраты на борьбу с ними и снижение урожая перца. Красная свиноройка — лишь один из многих видов сорняков, обладающих такими огромными конкурентными способностями. Кроме того, производители должны быть особенно обеспокоены трудноконтролируемыми пасленовыми и многолетними сорняками, такими как фаллопия вьюнковая (Convolvulus arvensis L.) и повой заборный (Calystegia sepium (L.) R. Br.). Мониторинг сорняков также поможет производителям в принятии обоснованных решений относительно севооборота, гербицидов и культурных методов.

Культурные методы

Севооборот, включая зимние покровные культуры, может влиять на количество и виды сорняков, присутствующих в весенних посадках перца. Предыдущие системы севооборота могут влиять на давление сорняков в текущем сезоне выращивания перца в зависимости от типа выращиваемого перца, используемых гербицидов и сорняков, которые контролируются или не контролируются. Наличие зимней покровной культуры перед посевом весенней культуры может снизить давление сорняков на следующий урожай перца, не позволяя сорнякам укорениться в период отсутствия производства перца. Кларк и Пансиера (2002) сообщили, что прикатывание посевов озимой ржи подавляло сорняки в следующей весенней посевной культуре с нулевой обработкой почвы, устраняя необходимость применения гербицидов. Прикатывание озимой ржи или смеси озимой ржи и волосистой вики подавляло сорняки на болгарском перце, посаженном весной no-till, на 96% в течение 8-10 недель, в то время как прикатывание только волосистой вики снижало сорняки на 80% в течение 2-8 недель (Leavitt et al., 2011). При использовании прикатывания машина, состоящая из барабанного катка, к которому горизонтально или в виде шеврона приварены тупые металлические полосы, проводится по стоящей покровной культуре. Металлические полосы раздавливают и обжимают стебли без измельчения. Покров погибает, а остатки, оставшиеся после использования вальцевой дробилки, укладываются ровным слоем в равномерном направлении и послойно, чтобы уменьшить пространство, через которое могут появиться сорняки (Teasdale and Mohler, 2000).

Севооборот также может помочь предотвратить доминирование какого-либо одного вида сорняков. Гербициды, использованные на предыдущей культуре, могут устранить потенциально трудноконтролируемые сорняки или непреднамеренно выбрать более проблемные сорняки в будущих посевах перца. Управление, мониторинг и контроль сорняков должны быть сосредоточены не только на текущей культуре, но и на системах борьбы с сорняками, предшествующих текущей культуре. Предыдущие гербициды могут не только влиять на сорняки в текущем урожае перца, но также могут иметь вредный перенос гербицидов.

Мульча

Термин «мульча» имеет широкую степень понимания в зависимости от того, кем и как он используется. Термин, вероятно, происходит от применения скошенной травы для газонов, используемой для уменьшения зарослей сорняков. Мульча может быть определена как использование материала, который покрывает почву для различных целей. Одно время этот термин использовался для обозначения органических растительных остатков, хотя понимание термина «мульча» расширилось и включает использование бумаги и пластика в рулонах или полимеров, наносимых на почву (Russo et al., 1997). Краски могут применяться в качестве мульчи для воздействия на температуру почвы (Russo, 1995). Краски не будут оставаться эффективными в течение всего вегетационного периода, поскольку пересадка рассады и изменения условий окружающей среды разрушают целостность нанесенных материалов. Пластиковую мульчу можно наносить с помощью навесного орудия, которое укладывает материал на почву и закрывает край так, чтобы пластик был закреплен на грядке. Одновременно с пластиковой мульчей можно применять систему капельного орошения с помощью того же орудия. Пластик нескольких цветов был протестирован на болгарском перце, и было установлено, что они влияют на развитие растений и урожайность (Decoteau et al., 1990; Kaul and Kasperbauer, 1992).

Пластиковые и естественные (мертвые или живые) мульчи используются для борьбы с сорняками (Law et al., 2006). Мульчу обычно наносят на подготовленную грядку перед пересадкой перца. Однако, если используются черствые грядки, мульчу можно наносить осенью перед посадкой следующей весной. Преимущество пластиковой мульчи, используемой в сочетании с системой орошения под пластиком, заключается в том, что температура почвы обычно повышается, а почвенная влага сохраняется, что способствует росту культур и одновременно служит барьером для появления сорняков (Law et al., 2006). Большинство сорняков прорастают и появляются под пластиковой мульчей, но погибают из-за недостатка солнечного света и/или высоких температур. Однако орехоплодные (т.е. Cyperus esculentus L. и Cyperus rotundus L.) могут фактически пробить тонкую пластиковую мульчу и снизить урожайность перца за счет конкуренции. Некоторые виды пластиковой мульчи могут использоваться как в обычных, так и в органических системах производства. Мертвая природная мульча может снизить популяцию сорняков и повысить урожайность. В двухлетнем исследовании мульча из коровьего гороха сократила количество сорняков на 80 и 90% и увеличила урожайность болгарского перца на 202 и 165% по сравнению с участками с пластиковой мульчей (McGiffen and Hutchinson, 2000). Живая мульча также может обеспечить подавление сорняков для культур, высаживаемых весной (Paine и Harrison, 1993), но может также снизить урожайность перца (Biazzo и Masiunas, 1998).

Трудноконтролируемые сорняки перца

Некоторые виды сорняков представляют собой уникальные проблемы в борьбе с сорняками при выращивании перца.

Трудноконтролируемые сорняки для перца относятся к одной или нескольким из четырех основных групп: пасленовые, многолетние, орехоплодные и сорняки, устойчивые к гербицидам.

Сорняки семейства Пасленовые

Некоторые из наиболее проблемных сорняков семейства Пасленовые включают:

  • дурман обыкновенный (Datura stramonium L.);
  • Solanum cardiophyllum Lindi., Solanum carolinense L., Solanum davisense M.D. Whalen, Solanum carolinense L. var. floridanum (Shuttlw. ex Dunal) Chapm.;
  • сорняки рода Паслен (Solanum spp. L.);
  • тропическое содовое яблоко (Solanum viarum Dunal);
  • сорняки рода Физалис (Physalis spp. L.).

Эти сорняки особенно трудно контролировать в перце, поскольку сорняки и культура относятся к одному семейству растений. Гербициды часто не обладают достаточной избирательностью, чтобы отличить перец от сорняка. Лучше всего бороться с этими сорняками до прямого посева или пересадки, либо с помощью обработки почвы или гербицидов для многолетних пасленовых сорняков, либо с помощью борьбы с этими сорняками в предыдущих посевах. Также следует избегать севооборота с другими пасленовыми культурами (томат, картофель, баклажан, табак) для максимального контроля пасленовых сорняков в течение всего года. Эта группа сорняков также может служить альтернативным хозяином для вредных болезней перца и насекомых, независимо от того, растут ли сорняки на поле или рядом на соседних полях или на границах полей.

Многолетние сорняки

Многолетние сорняки особенно досаждают овощным культурам, таким как перец. Многолетние сорняки, такие как сыти (чуфа (Cyperus esculentus) и сыть круглая (Cyperus rotundus)) и вьюнки (вьюнок полевой (Convolvulus arvensis) повой заборный (Calystegia sepium)), входят в список самых опасных сорняков в мире (Holm et al., 1979). Превосходное конкурентное преимущество этих многолетних сорняков объясняется способностью корней накапливать пищу, а также быстрым ростом и размножением. Появившись на поле сыти, особенно сыть круглая, очень трудно контролируются в посевах и легко распространяются на полях и между ними (Bryson et al., 2003).

Борьба с сорняками

Допосевные меры борьбы

Борьба с сорняками перед прямым посевом или пересадкой перца может включать в себя использование систем борьбы с сорняками на посевном поле, где борьба с появившимися однолетними или многолетними сорняками проводится до посадки. В системе высева всходы сорняков уничтожаются до подготовки посевного ложа для прямого посева или пересадки. В системе залежалых семян семенное ложе подготавливается для прямого посева или пересадки; сорнякам дают прорасти и появиться, уничтожают их и высаживают культуру без дальнейшего нарушения поверхности почвы, что может привести к росту новых сорняков (Noll, 1978; Whatley et al., 1984; Bruff and Shaw, 1992; Heatherly et al., 1992). Несвежее семенное ложе можно определить как подготовленное осенью, но не засеянное до весны следующего года. В регионах, где разница в сезонах обусловлена в основном длиной дня или количеством осадков, закладка семенного ложа не будет связана с определением осени в умеренном климате, а скорее с местным определением времени покоя. При такой системе можно уменьшить количество вносимых удобрений (Bollich et al., 1988; Elmore and Heatherly, 1988).

В системах борьбы с сорняками на черноземах и в залежах могут применяться контактные или системные гербициды, фламбирование, соляризация или другие методы борьбы с сорняками. Факельное горение — это использование огня, обычно направленного пламени, получаемого с помощью форсунок, работающих на таком топливе, как пропан или природный газ. Соляризация — это использование солнечного света в виде солнечной радиации для уничтожения сорняков. Типичная система борьбы с сорняками с помощью соляризации использует прозрачную пластиковую пленку, уложенную на землю и запечатанную по бокам и на концах. При оптимальных условиях нагретая влажная почва убивает семена сорняков, прорастающие, появляющиеся и укоренившиеся всходы. Продолжительность времени для создания достаточной температуры, необходимой для уничтожения семян сорняков и проростков, зависит от получаемой солнечной радиации, толщины пластика или количества слоев пластика (два слоя лучше, чем один), уровня влажности (лучше прогревается влажная почва, чем сухая), способности растений противостоять температуре и продолжительности времени (например, 1 неделя против 4 недель). Соляризация также может контролировать почвенные патогены и других почвенных вредителей, включая червей и нематод.

Системные и контактные гербициды используются для борьбы с сорняками на грядках и в залежах при традиционном производстве перца, а контактные гербициды — в органических системах производства. Независимо от используемого метода производства всегда читайте и следуйте инструкциям на этикетке. Тот факт, что продукт используется в органической системе, не делает его безвредным для человека или нецелевых организмов. В традиционных и органических системах производства также могут использоваться альтернативные методы борьбы с сорняками, такие как сжигание и соляризация.

Довсходовые меры

Выбор соответствующего довсходового синтетического гербицида(ов) для использования в традиционном производстве перца должен отражать сложность контроля, необходимого для ожидаемых сорняков в данном месте. Большего контроля сорняков можно ожидать, если известно давление сорняков (виды и количество сорняков) от предыдущих культур. Чередование используемых гербицидов может устранить или замедлить развитие устойчивых к гербицидам сорняков. Сорняки, которые было трудно контролировать с помощью послевсходовых гербицидов в предыдущих посевах, могут быть более легко контролируемыми при переходе на соответствующий довсходовый гербицид. Важно прочитать этикетку гербицида и следовать ей, чтобы определить правильную норму внесения, контролируемые виды сорняков, переносимость культуры и методы применения для оптимизации борьбы с сорняками и защиты урожая. Хотя некоторые гербициды могут быть зарегистрированы для всех видов перца, сроки их применения могут отличаться в зависимости от времени посева, пересадки и сбора урожая. Некоторые гербициды могут использоваться только для перца, посеянного прямым посевом, пересаженного перца или перца, выращенного с использованием пластиковой мульчи. Не все гербициды, используемые для одного вида перца, могут быть использованы для другого.

Послевсходовые меры

Преимущество послевсходовых систем борьбы с сорняками заключается в том, что целевые сорняки и их количество могут быть определены до выбора и применения методов борьбы с сорняками (гербициды, механические, огневка, мотыга). В случае послевсходовых гербицидов продукт или продукты, используемые для борьбы с сорняками, могут быть выбраны для оптимизации борьбы с сорняками с использованием предписывающего подхода. Например, если сорняки относятся к одной из основных групп сорняков, травянистых (однодольных) или широколистных (двудольных), то для борьбы с ними можно выбрать соответствующие гербициды для травянистых или широколистных сорняков. Если сорняки представлены видами из группы травянистых и широколистных сорняков, или даже орехоплодных, для борьбы с ними потребуется комбинация гербицидов, если только не используется гербицид широкого спектра действия, такой как паракват, Раундап или уксусная кислота.

Использование пластиковой мульчи обычно смещает акцент в борьбе с послевсходовыми сорняками на сорняки, появляющиеся в отверстии для пересадки в пластике и в зоне между рядами, где был уложен пластик. Сорняки, появляющиеся в посадочной яме, могут вызвать значительное снижение роста и урожая при выращивании перца, поэтому борьба с ними должна проводиться как можно скорее. Гербициды и ручное удаление являются наиболее вероятными методами удаления этих сорняков. Варианты послевсходовых гербицидов включают использование селективных гербицидов, наносимых на верхнюю часть растений перца, или послевсходовое применение (наносится сбоку от основания растения перца) зарегистрированных гербицидов. Посленаправленное применение гербицидов предполагает использование дополнительного опрыскивающего оборудования и требует более высокой степени технической квалификации для обеспечения достаточного запаса прочности культуры. Чем больше разница в высоте между укоренившимися пересаженными растениями перца и сорняками, тем больше запас прочности при последующем применении гербицидов. Ручное удаление этих сорняков является альтернативным, но дорогостоящим вариантом, но может быть единственным вариантом в зависимости от наличия гербицидов или системы производства, как в случае органического производства.

Борьба с сорняками на участке между грядками перца/пластиковым мульчированием может осуществляться с помощью широковещательного внесения селективных гербицидов, полосового внесения селективных гербицидов или гербицидов «бамдаун», или механического удаления (культивация). Борьба с сорняками между грядками перца/пластиковым мульчированием важна по многим причинам. Было доказано, что сорняки между грядками оказывают значительное негативное влияние на урожайность, зараженность болезнями и насекомыми, затраты на сбор урожая и популяцию семян сорняков. Применение гербицидов в полосах может снизить затраты на борьбу с сорняками за счет использования пропорционально меньшего количества гербицидов и направленности на конкретные сорняки. Механическая борьба с сорняками является жизнеспособным экономическим вариантом, но необходимо позаботиться о настройке оборудования для культивации, чтобы удалить сорняки, не повредив близлежащую пластиковую мульчу. Наличие системы капельного орошения под пластиковой мульчей обеспечивает необходимую влагу для растений перца, избегая при этом избытка воды для сорняков между рядами растений. В качестве альтернативы можно не удалять полностью растения, растущие в промежутках между грядками. Если грядки расположены на достаточном расстоянии друг от друга, можно ограничить рост растений путем скашивания. Косить нужно будет довольно часто, чтобы предотвратить образование семян. Возможным преимуществом этого метода является сокращение утомительной ручной обработки почвы мотыгой или возможность обработки грядок культиваторами, которые перемешивают почву, чтобы уменьшить или удалить популяцию сорняков. Недостатком является то, что грядки должны быть расположены на достаточном расстоянии друг от друга, чтобы можно было использовать оборудование для скашивания. Этот метод, вероятно, потребует исследований для определения его эффективности при выращивании перца в различных масштабах.

Гербициды для перца

Эффективность гербицидов зависит от множества факторов, включая оборудование и методы внесения (т.е. тип и направление форсунки, высота штанги, глубина и время заделки в почву, широкое распространение против экранированного, тип используемого оборудования и др. например, качество воды и pH, совместимость с другими гербицидами в растворе, адъюванты), условия окружающей среды (например, влажность почвы, текстура почвы, скорость и направление ветра, температура окружающей среды), фенология сорняков (например, возраст, высота, поверхность листьев, уровень стресса, стадия роста, архитектура растения), генетика сорняков (например, восприимчивые виды сорняков, развитие гербицидоустойчивых сорняков, разнообразие внутри вида), рост и генетика культуры. Эти факторы могут влиять на борьбу с сорняками внутри и между видами сорняков, а также на степень безопасности гербицидных культур.

Очень важно читать и соблюдать действующие этикетки гербицидов и рекомендации для сельскохозяйственных культур. Этикетки гербицидов меняются, и в штатах могут быть специальные этикетки для применения гербицидов на определенных культурах или в течение определенных периодов времени. В США это классификация 24(c), относящаяся к закону, определяющему данный вид использования. Многие гербициды маркированы для использования в производстве перца, но необходимо следить за тем, чтобы использовать правильный состав гербицида, применять его в правильное время в зависимости от культуры, сорняков и культурных событий (посадка, мульчирование, внесение, сбор урожая), с помощью соответствующих методов и в соответствующем месте (несвежее семенное ложе, послепосевное внесение, середина ряда). Даже если гербицид зарегистрирован для использования на близких к перцу культурах, таких как томаты, если он не зарегистрирован на перце, его не следует использовать на перце. Некоторые гербициды могут быть разрешены для использования на всех видах перца, в то время как другие гербициды (например, кломазон) не могут быть зарегистрированы только для определенных видов перца (например, бананового).

Терминология

При обсуждении и чтении этикеток гербицидов необходимо различать, относится ли термин «довсходовый» к довсходовой обработке сорняка или культуры, или и того, и другого. Обычно термины «довсходовый» и «послевсходовый» относятся к применению гербицида по отношению к сорнякам, с которыми необходимо бороться, а не к стадии роста культуры. Термин «предпосадочный» относится к срокам применения по отношению к культуре перца, но следует различать, относится ли предпосадочный период к перцу прямого посева или пересаженному перцу, или к обоим. Некоторые гербициды для перца перед посадкой необходимо механически заделывать в почву или поливать поверхность почвы, в то время как другие можно применять на предварительно подготовленных грядках перед посадкой и укладкой пластиковой мульчи. Необходимо четко понимать назначение терминов, сроки применения в зависимости от культуры перца, целевых сорняков и производственной деятельности.

Маркировка гербицидов постоянно меняется в отношении утвержденных зарегистрированных культур, норм и методов применения, специального использования и дополнительных маркировок, а также может меняться в зависимости от региона или местности, в которой будет применяться гербицид. Учитывая все эти возможные изменения, читателю предлагается следующий список гербицидов и типичных методов их применения. Он не является исчерпывающим списком. Некоторые гербициды или составы могли быть исключены или добавлены для борьбы с сорняками в перцах, поэтому следует внимательно читать и соблюдать все этикетки гербицидов. Кроме того, существует переход к культурам, которые «готовы к применению гербицидов»; обычно это относится именно к продукту Раундап®. Описание этого продукта приведено ниже. Действие гербицида заключается в том, что это системный препарат, который проникает в растение и нарушает физиологические функции. Продукт не является специфическим для видов сорняков и легко уничтожает высокоценные культуры. В результате были разработаны высокоценные культуры, устойчивые к Roundup®, который можно наносить поверх нужной культуры без повреждения и уничтожать сорняки. На сегодняшний день «готовые к гербицидам» культуры не являются овощами. С этим процессом связаны противоречия. Сторонники утверждают, что использование инженерных культур позволит снизить затраты, в том числе на борьбу с сорняками. Противники утверждают, что недостаточно известно о процессах, вовлеченных в инженерию, и о влиянии на окружающую среду, особенно на популяции насекомых. В органическом производстве не допускается использование как генно-инженерных культур, так и синтетических гербицидов. Это требует, чтобы генно-инженерные организмы и органически выращенные культуры были разделены некоторым расстоянием. Есть сообщения о том, что в таких системах виды сорняков становятся устойчивыми к гербицидам. Будет ли этот тип производственной системы благом или вредом для овощного сельского хозяйства, еще предстоит выяснить.

Гербициды для традиционных систем производства перца

Бенсулид (Prefar 4E© и Prefar 6E©): довсходовое и предпосадочное внесение для борьбы со многими травянистыми (однодольными) и некоторыми широколистными (двудольными) сорняками.

Карфэнтразон (Aim©): может применяться как гербицид для предпосадочной обработки почвы против появившихся широколистных сорняков или после прямого посева или пересадки в качестве послевсходового гербицида при внесении в середину ряда с помощью опрыскивателя с защитой.

Клетодим (Select 2 EC©, Arrow© и SelectMAX©): послевсходовое применение для борьбы с однолетними травами. Существует период ожидания перед уборкой урожая, применение должно быть завершено не позднее, чем за 20 дней до уборки урожая.

Кломазон (Command©): довсходовый гербицид, применяемый перед прямым посевом или пересадкой. Этот препарат не должен использоваться на банановом виде перца. Материал должен быть заделан в почву на глубину менее 2,5 см, а семена или корневая система рассады должны быть размещены под заделанным слоем гербицида. Используется для борьбы с однолетними травами и некоторыми широколистными сорняками.

DCPA (Dacthal W-75©): довсходовый контроль однолетних сорняков (злаковые и широколистные сорняки) после пересадки укоренившегося перца. Посеянный перец должен хорошо укорениться (10,2-15,2 см в высоту) и активно расти, гербицид следует применять через 4-6 недель после пересадки.

Флумиоксазин (Chateau©): внесение в середину ряда перед прямым посевом или пересадкой между пластиковыми мульчированными грядками с соблюдением определенных требований к высоте и ширине грядки.

Глифосат (Roundup©, Durango©, Touchdown© и Glyphomax©): применяется в качестве гербицида для обработки перед прямым посевом или пересадкой для борьбы с укоренившимися однолетними и многолетними сорняками (травы, широколистные и вьюнковые).

Галосульфурон (Sandea©): довсходовое и послевсходовое внесение в середину междурядий перца прямого посева и пересадки для борьбы с однолетними широколистными сорняками (довсходовый контроль) и сытью (послевсходовый контроль).

Лактофен (Cobra©): послевсходовое внесение для борьбы с появившимися сорняками до или после пересадки перца в междурядья с помощью опрыскивателя с защитой. Не применять позднее, чем за 30 дней до сбора урожая.

Напропамид (Devrinol 50-WP©, Devrinol 2EC© и Devrinol 50-DF©): вносится довсходовым способом перед прямым посевом или пересадкой перца для борьбы с прорастающими однолетними травянистыми и широколистными сорняками. Вносить на глубину 2,5-5 см в день внесения. Некоторые этикетки допускают внесение на сформированные грядки перед укладкой пластиковой мульчи.

Оксифлуорфен (Goal 2XL© и Goaltender©): вносится в виде разбросного или полосного довсходового внесения на предварительно сформированные грядки не менее чем за 30 дней до посадки. Пластиковая мульча может быть уложена на грядку в течение 30-дневного интервала до посадки.

Паракват (Gramoxone Inteon© и Firestorm©): послевсходовое внесение для борьбы с появившимися сорняками перед прямым посевом или пересадкой, или внесение между пластиковыми замульчированными грядками с помощью опрыскивателя с защитой или экраном.

Пеларгоновая кислота (Scythe©): неселективный контактный гербицид, применяемый в качестве гербицида для предпосевной обработки (прямой посев или пересадка) или в качестве гербицида для послепосевной обработки для борьбы с мелкими однолетними травами и широколистными сорняками.

Пендиметалин (Prowl© H2O): может применяться до пересадки растений, но не под мульчей, или после пересадки растений после направленного внесения и между рядами растений для борьбы с большинством однолетних трав и некоторыми широколистными сорняками. Его не следует применять в течение 70 дней после сбора урожая.

Сетоксидим (Poast©): послевсходовый контроль активно растущих злаковых сорняков. Не применять на травах, находящихся в состоянии стресса, иначе результаты могут быть неудовлетворительными. Используйте концентрат растительного масла и не применяйте в течение 20 дней после сбора урожая.

S-Метолахлор (Dual Magnum©): довсходовое внесение на подготовленные грядки непосредственно перед укладкой пластиковой мульчи и пересадкой перцев и послевсходовое внесение после пересадки перцев с помощью опрыскивателя с колпаком или экраном между рядами растений.

Трифлуралин (например, Treflan© TR-10, Treflan EC, Treflan MTF, Treflan 5 и другие препараты). Гербицид, вносимый перед посадкой для борьбы со многими однолетними травами и широколистными сорняками. Трифлуралин должен быть заделан в почву механическим способом в течение 24 часов после внесения. Не применять после пересадки.

Гербициды для систем органического производства перца

Органическая сертификация была разработана в знак признания необходимости использования единых стандартов по всей территории США в интересах производителей, переработчиков, оптовиков, розничных торговцев и потребителей. До установления федеральных правил (Национальная программа органического производства, 7 CFR, часть 205, 7 USC 6501-6522) для органической сертификации в 2002 году, множество агентств и ассоциаций по всей территории США поддерживали разнообразный список приемлемых ресурсов, методов производства и политики для определения органической сертификации. Они постоянно пересматриваются, материалы добавляются или исключаются из использования. Различия в стандартах сертификации привели к маркетинговым несоответствиям, недоразумениям и искажениям в отношении органических продуктов. Сертифицированное органическое растениеводство — это не просто список допустимых и запрещенных средств производства или методов, которые можно и нельзя использовать; скорее, это целостный подход к устойчивому и здоровому производству продуктов питания, который повышает благосостояние потребителя и защищает природные ресурсы. Одним из важных аспектов сертифицированного органического растениеводства является предотвращение преднамеренного или непреднамеренного попадания неорганических веществ на производственные площади. Это включает в себя намеренное применение оросительной воды или естественного водного потока, содержащего запрещенные вещества, включая гербициды, из пруда или озера на сертифицированную органическую производственную площадь.

Процесс утверждения гербицидов для сертифицированного органического производства вначале проходит аналогично процессу регистрации обычных гербицидов, через утверждение правительством США (Агентство по охране окружающей среды США) и штатами. Потенциальный органический гербицид также должен быть одобрен Национальной программой органического производства (NOP) и сертифицирующим органом отдельного фермера. Институт анализа органических материалов (OMRI) — это некоммерческая организация, основанная в 1997 году для проведения независимой экспертизы потенциальных органических продуктов. OMRI не является регулирующим органом, но агентства или компании, сертифицирующие производителей органической продукции, обычно придают большое значение тому, был ли материал внесен в список одобренных OMRI. Определенный продукт или материал может быть подходящим и безопасным для использования на сертифицированной органической земле, даже если он не включен в список OMRI, но сертифицирующий орган фермера должен согласиться с тем, что продукт может быть использован в связи с сертифицированной органической землей и продукцией. Перед использованием любого продукта или материала производитель всегда должен проконсультироваться со своим сертифицирующим органом. Как и в случае с маркировкой обычных гербицидов, правила, разрешения и маркировка органических гербицидов могут часто меняться. Термин «органический» имеет своих недоброжелателей. Некоторые предпочитают использовать термин «натуральный». В действующем законодательстве признается только термин «органический».

Безопасность человека всегда должна оставаться главной заботой при использовании любого гербицида, даже органически одобренных гербицидов. Например, попадание в глаза уксуса с концентрацией уксусной кислоты более 10% может привести к слепоте. Приведенный ниже список органических гербицидов и типичных методов их применения предоставляется читателю с учетом того, что маркировка гербицидов и правила могут меняться. Этот список не претендует на полноту, но содержит некоторые из наиболее распространенных органических гербицидов. Некоторые гербициды или составы могли быть исключены или добавлены для борьбы с сорняками в перцах, поэтому следует внимательно читать и соблюдать все этикетки гербицидов. Иногда органические гербициды не работают; то же самое можно сказать и о синтетических гербицидах, в этом случае для борьбы с сорняками необходимо использовать ручные инструменты. Хотя этот процесс трудоемкий и утомительный, раннее упреждающее использование инструментов для борьбы с сорняками может сократить время на прополку в более поздний период вегетации.

Довсходовые органические гербициды

В большинстве своем эти материалы не являются селективными и могут повредить или убить растения перца.

Мука из кукурузного глютена (различные торговые названия): этот материал первоначально был интересен для борьбы с болезнями растений, вызванными грибками. Впоследствии было установлено, что он влияет на растения (Christians, 1995), но при применении в овощеводстве может нанести вред рассаде (McDade and Christians, 2000). Материал используется в качестве довсходового гербицида и почвенной добавки (9-10% азота) с определенными оговорками и ограничениями. Как неселективный гербицид он контролирует прорастающие травы и широколистные сорняки и не должен применяться на перцах прямого посева, если только кукурузная глютеновая мука не вносится между рядами растений с достаточным пространством для обеспечения безопасности культуры. Этого можно добиться при внесении перед посевом или пересадкой. Кукурузная клейковина обычно вносится под укоренившийся пересаженный перец. Однако ее можно вносить и до пересадки, если в середине грядки оставить необработанную полосу. Кукурузная глютеновая мука не может быть получена из генетически модифицированной кукурузы для использования на сертифицированных органических землях. Маловероятно, что кукурузная мука или любой другой органический гербицид будет служить самостоятельным методом борьбы с сорняками. Использование кукурузной глютеновой муки для выращивания перца халапеньо (Webber et al., 2006) или в сочетании с естественной мульчей при выращивании болгарского перца (Law et al., 2006) привело к непостоянной или слабой борьбе с сорняками. Кукурузная глютеновая мука может обеспечить первоначальное подавление сорняков, но ее следует рассматривать только как один из элементов более комплексной системы борьбы с сорняками.

Органические гербициды для послевсходового, после-направленного и протравливающего действия

Органические послевсходовые, после-направленные и протравливающие гербициды являются неизбирательными, неподвижными, контактными гербицидами, которые необходимо применять либо до появления всходов или пересадки культуры, либо после, чтобы гербициды не попали на растение. В целом, эти контактные гербициды лучше контролируют широколистные сорняки, чем злаки, мелкие сорняки лучше, чем крупные, а однолетние сорняки лучше, чем многолетние. Эти гербициды разрушают восковую кутикулу и клеточные стенки растения, вызывая иссушение и быстрое увядание, что еще больше улучшается при равномерном нанесении материала. В зависимости от гербицида, адъювант может повысить гербицидную активность за счет усиления разрушения кутикулы и клеточной стенки или за счет более равномерного нанесения. Прочитайте этикетку и следуйте ей, чтобы определить, требуется ли адъювант, и если да, то какой тип адъюванта и норма смешивания.

Нонаноат аммония (Racer (40% нонаноат аммония)): Racer — это мыльная формула пеларгоновой кислоты с изменяющейся историей регистрации. Это неселективный контактный гербицид для борьбы с мелкими (2,5-5 см высотой) однолетними широколистными и злаковыми сорняками. Для борьбы с большинством трав или более крупными (5 см) широколистными сорняками может потребоваться повторное применение. Он был разрешен для использования в органическом растениеводстве без посевов, а с добавлением новых составов может быть разрешен для использования в органическом растениеводстве. Производители органической продукции должны получить разрешение от своего сертифицирующего органа перед использованием Рейсера.

Уксусная кислота (5, 10, 15 и 20% уксусной кислоты) (например, Weed Pharm, 20% уксусная кислота): послевсходовый, неселективный, контактный гербицид для борьбы с активно растущими однолетними и широколистными сорняками. Чем выше концентрация уксусной кислоты, объем внесения на гектар и чем меньше сорняков, тем эффективней борьба. Однолетние широколистные сорняки легче контролировать, чем однолетние злаковые сорняки того же размера. Для достижения полного контроля может потребоваться повторное применение. При использовании уксусной кислоты следует соблюдать осторожность, так как ее воздействие может привести к необратимому повреждению глаз.

Масло листьев гвоздики (Matran EC и Matran, 50% масла листьев гвоздики): послевсходовый, неселективный, контактный гербицид для борьбы с активно растущими однолетними и многолетними травянистыми и широколистными сорняками. Как контактный, неподвижный гербицид, его эффективность возрастает с увеличением нормы внесения и уменьшением размера сорняков. Как и в случае с другими контактными гербицидами, когда сорняки одинакового размера, широколистные сорняки легче контролировать, чем травы. Может потребоваться повторное применение, так как крупные однолетние сорняки могут отрастать.

D-лимонен (GreenMatch, 55% d-лимонена): послевсходовый, неселективный, контактный гербицид для борьбы с активно растущими однолетними и многолетними злаковыми и широколистными сорняками.

Другие методы борьбы

У сорных видов, как и у всех растений, есть естественные враги, которые повреждают ткани и/или убивают растение. Неясно, можно ли использовать насекомых и вредителей болезней сорных видов для борьбы с сорняками при выращивании перца. Эта область исследований представляет много возможностей для поиска ответов на вопросы борьбы с организмами, которые наносят вред сельскому хозяйству в целом и производству перца в частности.

Литература

Peppers : botany, production and uses/Vincent M. Russo, editor. 2011.

Органическое выращивание перца

Органическое выращивание (производство) перца — это система, исключающая использование синтетических удобрений, гербицидов, фунгицидов и инсектицидов, как определено Национальной органической программой Министерства сельского хозяйства США (NOP). Основным ингредиентом для пересадки органического перца является сфагновый торфяной мох, с добавлением вермикулита и перлита, а также органических сухих или жидких удобрений с низким содержанием анализов. Программа повышения плодородия для органического производства перца может быть разделена на две основные части: основная программа повышения плодородия, состоящая из покровных культур, компоста и навоза животных, и программа дополнительного повышения плодородия, состоящая из органических удобрений, минералоносных пород, а также сухих или жидких коммерческих препаратов для обеспечения растений питательными веществами. Органические стратегии по снижению воздействия сорняков в органическом производстве перца включают: выбор участка (поле с низким давлением сорняков), избегание внесения семян сорняков, севооборот, покровные культуры, мульчирование, механическую обработку почвы, ручной труд/орудия и органически одобренные гербициды. При послеуборочной обработке для контроля микробного заражения допускается использование некоторых синтетических материалов, включая перекись водорода, озон и хлор. Фунгициды для органического производства перца обычно содержат соединения меди, серы, масла, бикарбонаты или биологические организмы. Пестицидные средства, доступные для органического производства перца для борьбы с болезнями и насекомыми-вредителями, ограничены. Приходится в значительной степени полагаться на два других краеугольных камня IPM — биологический и культурный контроль. Органическое производство перца возможно и осуществимо, но потребует иного отношения к производству, чем при обычном сельском хозяйстве.

Органическое производство в мире

Органическое производство различных культур и продуктов животного происхождения является одним из наиболее быстро растущих сегментов сельского хозяйства США в последнее десятилетие (USDA/ERS, 2009). В 2009 году объем продаж органических продуктов питания в США составил 24,8 млрд. долларов США, что составляет 3,7% от общего объема продаж продуктов питания в США и 11,4% от объема продаж фруктов и овощей в США (OTA, 2010). В 2008 году 168 776 акров (около 68 300 га) было отведено под сертифицированное производство органических овощей (USDA/ ERS, 2009). Калифорния оставалась ведущим штатом по производству сертифицированных органических овощей, занимая более 104 076 акров (42 118 га). Сертифицированная органическая продукция широко распространена в большинстве продуктовых сетей и имеет значительную ценовую надбавку.

Производство органического перца в США должно соответствовать стандартам Национальной органической программы (NOP) (www.ams.usda. gov/nop/NOP/standards), разработанным для создания производственных систем, которые «реагируют на конкретные условия участка путем интеграции культурных, биологических и механических методов, способствующих круговороту ресурсов, экологическому балансу и сохранению биоразнообразия» (USDA/AMS, 2009). Производители разрабатывают и представляют план органической системы, который охватывает все аспекты производства перца, начиная с плодородия почвы, борьбы с сорняками, насекомыми и болезнями и заканчивая послеуборочной обработкой и транспортировкой. Перец должен выращиваться в севообороте с другими культурами. Органы по сертификации NOP проводят детальные ежегодные инспекции, чтобы убедиться, что процессы производства и обработки соответствуют стандартам NOP. Для сертификации земли для органического производства необходимо, чтобы до сбора урожая прошло не менее 3 лет, в течение которых не применялись запрещенные вещества.

При разработке плана органической системы производителям необходимо проконсультироваться с Общим национальным списком NOP (GNL), который объединяет в одном месте общий список материалов, которые могут быть использованы для органического производства перца, или с Институтом обзора органических материалов (OMRI), который предоставляет список фирменных продуктов, которые могут быть использованы в органическом производстве перца (www. omri.org) (OMRI, 2009). OMRI — это некоммерческая организация, не имеющая связи с NOP. Список продуктов OMRI (OPL) представляет собой рекомендации этой организации относительно приемлемости фирменных продуктов для органического производства, переработки и обработки. Продукты, включенные в OPL, были проверены на соответствие стандартам, разработанным OMRI для оценки соответствия Правилам NOP (NOP/7 CFR Part 205) (USDA/AMS, 2009). Только те продукты, которые прошли эту проверку, включены в OPL и могут иметь знак OMRI Listed™ на этикетках, в рекламе и промоакциях. Участие в программе OMRI является добровольным, и это связано с определенными затратами. Поэтому OPL не является полным списком продуктов, пригодных для органического производства, переработки и обработки, и отсутствие продукта в OPL не означает его несоответствие Правилу NOP.

Производство органических рассады перца

Существует мало коммерческих поставщиков пересадочного материала для органического перца; садоводы могут предпочесть производить собственную рассаду, если у них есть для этого все необходимое и они следуют правилам NOP (Kuepper and Everett, 2004; Greer and Adam, 2005). Руссо (2006) разработал протокол для органического производства болгарского перца, который включает использование биологических поправок, норму органических удобрений и частоту полива. Органические производители часто выбирают сорта перца, устойчивые или, по крайней мере, толерантные к основным вредителям, распространенным в регионе. Если органические семена недоступны, можно использовать необработанные семена. Список компаний, поставляющих сертифицированные органические семена, можно найти в базе данных ATTRA «Поставщики семян для сертифицированного органического производства» (http://attra.ncat.org/attra-pub/organic_seed/). Семена, прошедшие обработку, можно использовать только в том случае, если обработка включена в список веществ, одобренных NOP, или требуется федеральными или государственными фитосанитарными нормами (VanTine and Verlinden, 2003). Смеси сред для пересадки не могут содержать запрещенные ингредиенты, включая стартовые удобрения и смачивающие вещества. Садоводы могут приобрести коммерческую органическую среду для пересадки или сделать ее самостоятельно. Как правило, основным ингредиентом может служить сфагновый торфяной мох с добавлением вермикулита и перлита. Другие материалы, одобренные стандартами NOP, включают верхний слой почвы, песок, компост (20-30% среды), койру, опилки, глину, газеты, известняк, компостированную сосновую кору, люцерну, кенаф (Hibiscus cannabinus) (Kuepper and Everett, 2004) и сухое или жидкое органическое удобрение.

Растущий интерес к органическому производству овощей и их потреблению делает необходимым разработку методов для целей производства органической рассады перца. Во многих странах действуют правила органического производства. В США методики описаны в Национальной органической программе (NOP; USDA, AMS, 2004).

Чтобы соответствовать этому документу, все компоненты производства должны соответствовать NOP. Это включает в себя производство рассады. Семена, используемые в органическом производстве рассады в соответствии с NOP, не могут быть получены в результате генетически модифицированных процессов, обработаны синтетическими пестицидами и не могут быть получены из генетически модифицированных растений. Если семена покрыты оболочкой, материал также должен быть пригоден для использования в органическом производстве. Если семена определенного сорта недоступны от органически произведенных растений, то семена могут быть использованы, если они не обработаны синтетическими химикатами.

В этом варианте пересадочного производства не допускается использование некоторых компонентов, которые задействованы в обычном пересадочном производстве. Допускается использование торфа, вермикулита и перлита, но синтетические удобрения и влагоудерживающие полимеры не могут быть использованы в средах. Существуют доступные материалы, которые могут быть включены в среду для обеспечения питания развивающихся саженцев. Материалы, перечисленные в главе «Органическое производство перца» (Ozores-Hampton et al.), могут быть включены в среду для выращивания овощей. Кроме того, существуют коммерчески доступные готовые органически чистые почвенные среды. Невозможно определить путем визуального осмотра, соответствует ли среда органическим требованиям. Исключением является случай, когда среда содержит влагоудерживающие полимеры, в этом случае она не соответствует требованиям. В США можно самостоятельно сертифицировать продукт как органический. Целью сертификации является нанесение органической этикетки USDA. Если будет установлено, что самосертифицированный материал не соответствует требованиям NOP, последствия могут включать штрафы и лишение сертификата для компании или частного лица. Существует организация, которая имеет право в соответствии с NOP определять, соответствует ли продукт стандартам, чтобы его можно было использовать в органическом производстве. Это организация — Институт проверки органических материалов. Продукция, имеющая маркировку OMRI, считается пригодной для использования в органическом производстве рассады перца.

Руссо (2005) разработал систему органического производства рассады, используя имеющуюся в продаже органическую сертифицированную почвенную смесь, органические сертифицированные удобрения и необработанный перец, сорт Юпитер. Было необходимо скорректировать дозировку удобрений, но при этом были получены растения, визуально идентичные тем, которые были произведены с использованием обычных методов и материалов. Руссо (2006) также добавлял микроорганизмы и обнаружил, что смесь бактерий Rhizobia обеспечивает небольшое улучшение развития пересадок перца. Использование различных микроорганизмов при выращивании трансплантатов и влияние на растения в поле является развивающейся областью исследований, и многое еще предстоит сделать, прежде чем будут получены окончательные ответы.

Хотя использование торфа в средах имеет давнюю историю, есть опасения, что уборка торфа может вызвать экологические проблемы. В связи с этим начался поиск различных других материалов, которые можно использовать в горшечных смесях. К ним относятся различные растительные материалы, включая кокосовую койру, компосты, сырую и компостированную кору и древесные волокна (Cheong et al., 1992; Menzies and Aitken, 1996; Arenas et al., 2002; Gruda and Schnitzler, 2004; Paul and Metzger, 2005; Zaller, 2007; Bachman and Metzger, 2008). Один из методов переработки этих материалов предполагает использование червей для переработки растительных материалов в конечный продукт, который может быть включен в среду для выращивания растений. Этот материал называется вермикомпост, который представляет собой переваренные продукты, включая отходы, которые при смешивании с беспочвенной питательной средой, как было доказано, дают растения, ничем не отличающиеся от растений, выращенных традиционным способом (Paul and Metzger, 2005). Последовательность использования этого материала не установлена, и расхождения могут быть связаны с тем, что материал компостируется.

Необходимо, чтобы при выращивании рассады для использования в органических системах производства использовались органические квалифицированные средства борьбы с болезнями и насекомыми. Те же проблемы существуют в отношении эффективности или дозировки продуктов, которые доступны в продаже для органической борьбы с болезнями и насекомыми. Существуют возможности для расширения объема знаний об эффективной органической борьбе с вредителями.

Программа органического плодородия почвы

Органическое управление плодородием — это комплексный системный подход, направленный на оптимизацию круговорота ресурсов на ферме. Он подчеркивает севооборот и переработку производимого на ферме навоза, компоста, зеленого удобрения и растительных остатков (USDA / AMS, 2009). Во-вторых, производители органической продукции используют местные отходы за пределами фермы, такие как навоз, отходы переработки продуктов питания и морепродуктов и другие материалы, для экономически выгодного повышения плодородия почвы. Программы органического плодородия должны создавать или поддерживать содержание органического вещества в почве, которое связано с водо- и питательной способностью почвы, а также буфером против колебаний pH и температуры.

Составление бюджета питательных веществ в органическом производстве перца

Сопоставление внесения питательных веществ с потребностями перца может быть сложным аспектом органического управления плодородием. Переудобрение неэффективно и дорого, и может способствовать стоку питательных веществ, загрязнению грунтовых вод, токсичности почвы, восприимчивости к вредителям и болезням, чрезмерному образованию листвы и снижению качества перца. Недоудобрение может снизить урожайность или качество перца. В таблице приведен общий анализ потенциальных органических поправок и удобрений, подходящих для органического производства перца. Поскольку фактическое содержание питательных веществ в разных продуктах значительно отличается, репрезентативный образец продукта следует отправить в лабораторию для анализа влажности и содержания питательных веществ (общего азота, фосфатов (P2O5) и калия (K2O)).

Таблица. Органические удобрения для использования в субстратах для рассады и в полевых условиях1Cremer et a/., 1997; Marr et at, 1998; Diver et at, 1999; Chellemi and Lazarovits, 2002; Bellows, 2003; Sullivan, 2003; VanTine and Verlinden, 2003; Gaskell and Klauer, 2004; Kuepper and Everett, 2004; Greer and Adam, 2005; Rosen and Bierman, 2005; Gaskell and Smith, 2006, 2007; Hartz and Johnstone, 2006; Drinkwater, 2007; Sooby et at, 2007; Gaskell (2009); Pressman, 2009; UCSAREP, 2009..

Органические материалы
N, %
P, %
K, %
Скорость выделения азота
Покровные культуры ббовые (%)
Вика мохнатая
4,3
0,6
4,1
30-50
Клевер пунцовый
2,7
0,4
3,4
30-50
Рожь
1,6
0,3
1,9
30-50
Коровий горох
1,4-4,0
0,4
1,4
30-50
Соя
2,3-7,5
0,7
2,4
30-50
Донник
2,0-3,0
0,5
3,2
30-50
Клевер пунцовый
3,5
0,4
3,4
30-50
Сесбания
4,3
0,6
3,5
30-50
Кроталярия ситниковая
1,7-2,3
0,5
3,2
30-50
Небобовые
Сорго-суданская трава
1,5
0,2-0,4
2,0-4,0
30-50
Просо
1
0,2-0,4
2,0-4,0
30-50
Гречиха
1,25
0,2-0,4
2,0-4,0
30-50
Компост
Птичий
1,3-5
3
2
30
Грибной
2,5
1,3
0,9
10
Лошадиный
0,5
0,2
0,4
10
Дворовые отходы
1,0-1,2
0,2-0,3
0,2-1,4
6,0-10,0
Молочного производства
1,2-1,5
0,3
0,9
15
Отходы хлопкового производства
1,2-3,8
0,2
1,2
10
Производства кормов
1,9-2,2
0,3
0,8
10
Навоз животных
Гранулы птичьего помета
4
2
2
21
Крупного рогатого скота (без подстилки)
0,6-0,7
0,35-0,45
0,5-0,65
35
Молочных ферм (без подстилки)
0,5
0,15-0,3
0,3-0,45
35
Молочных ферм (с подстилкой)
0,45
0,2
0,6
25
Подстилка для бройлерного птичника
3,6
3,9
2,3
45
Птичий помета
1,8
4
1,7
45
Птичий (глубокая яма)
1,9
2,8
1,5
45
Птичий (несушки, под клеткой)
1,3
1,6
1
50
Свиной (свежий)
0,6
0,5
0,3-0,5
50
Свиной (с подстилкой)
0,6
0,3
0,5
25
Лошадиный (свежий)
0,6
0,3
0,6
20
Кроличий (свежий)
1,2
1,2
0,7
20
Овечий (свежий)
1,1
0,5
1
25
Овечий (с подстилкой)
0,9
0,4
1
20
Козий (свежий)
1,1
0,6
0,9
25
Зрелый компост
0,8-1,5
0,3-0,5
1,5
10
Другие органические материалы
Мука из люцерны
2,5
0,5
2
медленно-средняя
Кровяная мука
8,0-16,0
0,1-2,0
0,1-1,0
64-70
Костная мука
1,0-4,0
10,0-34,0
0,2
медленно-средняя
Азотнокислый калий
13
0
37
100
Нитрат натрия
16
0
0
100
Сульфат калия
0
0
40
100
Хлопковая мука
6,0-7,0
1,1-3,0
1,0-1,6
70
Крабовая мука
8,2-10,0
0,3-1,5
0,1-0,5
медленная
Перьевая мука
13,6-15,0
0,0-0,3
0,0-0,2
59-70
Рыбная мука
9,0-10,0
4,0-6,0
0,0-0,5
быстрая, средняя
Отходы рыбного производства
13,7
0,6
1,1
64
Гранитная мука
0
0
4,5
Гринсэнд
0
1,5
5,0-5,8
Помет летучих мышей
5,5
8,6
1,5
средняя
Помет морских птиц
11,7-12,3
2,6-11,0
0,9-2,5
средняя
Мука из водорослей
1
0,5
8
медленная
Коллоидный фосфат
0
9,0-16,0
0
очень медленная - средняя
Горный фосфат
0
13.0-18.0
0
очень медленная - медленная
Соевая мука
6,5-7,5
0,7-1,5
2,0-2,4
70
Древесная зола
0
1,5
5,0-8,3
100
Вермикомпост
1,5
2,5
1,3
средняя
Коммерческие составы сухих удобрений
MicroSTART60TM (AgriRecycle's)
3
2
3
средняя
MicroSTART60TM Plus (AgriRecycle's)
7
2
2
средняя
Nature Safe
8
5
5
средняя
Nature Safe
13
0
0
средняя
Nature Safe
10
2
8
средняя
Nature Safe
5
6
6
быстрая
Nature Safe
9
0
9
средняя
Коммерческие составы жидких удобрений
PHC Organic Plant Feed (OPF)
9
0
1
быстрая
Phytamin 801
6,0-5,0
1
1
99
Phytamin 522
5
2
2
91
Phytamin 434
4
3
4
79-85
Phytamin 421
4
2
1
78-92
Agrolizer
5,0-6,0
2
0
83-87
Marizyme
4
2
2
91
Mega Green
2
3
1
84

Покровные культуры

Покровные культуры являются обязательным условием органического производства. Использование покровных культур позволяет рециркулировать питательные вещества, улучшать структуру почвы, увеличивать органическое вещество почвы (ОВ) и плодородие, удерживать влагу, предотвращать вымывание, подавлять сорняки, увеличивать популяцию полезных насекомых и урожайность. Существуют бобовые и небобовые покровные культуры, которые можно использовать (Marr et al., 1998; Sullivan, 2003; UCSAREP, 2009):

  • донник — биомасса 3,920 кг/га сухой массы, азот 134-250 кг/га;
  • вика мохнатая (Vicia villosa Roth) — биомасса 3,651 кг/га сухой массы, азот 100-224 кг/га;
  • коровий горох (Vigna unguiculata L.) — 1,120-4,480 кг/га сухой массы, азот 84-168 кг/га;
  • соя (Glycine max L.) — биомасса 3,936 кг/га сухой массы, азот 90-150 кг/га;
  • клевер пунцовый (Trifolium incarnatum L.) — биомасса 4,752 кг/га сухой массы, азот 78-146 кг/га;
  • сесбания (Sesbania exalatata Rat.) — биомасса 4,802 кг/га сухой массы, азот 97 кг/га;
  • кроталярия ситниковая (Crotalaria juncea L.) — биомасса 5,600-14,000 кг/га сухой массы, азот 204-278 кг/га;
  • рожь (Secale cereale L.) — биомасса 6,281 кг/га сухой массы, азот 101 кг/га;
  • мукуна жгучая (Mucuna pruriens (L.) DC.) — биомасса 1,419 кг/га сухой массы, азот 33 кг/га;
  • сорго-суданская трава (Sorghum bicolor (L.) Moench) — биомасса 8,783 кг/га сухой массы, азот 87-131 кг/га;
  • просо (Pennisetum glaucum (L.) Beauv.) — биомасса 6,664 кг/га сухой массы, азот 65 кг/га;
  • гречиха (Fagopyrum esculentum Moench) — биомасса 3,545 кг/га сухой массы, азот 48 кг/га.

Биомасса и/или содержание азота могут быть увеличены за счет смеси покровных культур.

Компост и компостирование

NOP определяет компост как «продукт управляемого процесса, в ходе которого микроорганизмы расщепляют растительные и животные материалы до более доступных форм, пригодных для внесения в почву» (USDA/AMS, 2009). Компостирование превращает отходы в ценный ресурс, который может повысить плодородие почвы, улучшая ее физические, химические и биологические свойства. Внесение осадка сточных вод или биомусора, как компостированного, так и не компостированного, запрещено (USD A/AMS, 2009). Нет ограничений на то, как и когда компост может быть использован в органическом производстве перца, но компост должен соответствовать двум критериям:

  • начальное соотношение C:N в смешанном сырье должно составлять от 25:1 до 40:1;
  • температура должна оставаться в пределах 55-77 °C в течение 3 дней в сосуде или статической аэрируемой куче; или 15 дней в валках, которые должны переворачиваться не менее пяти раз в течение этого периода (USDA/AMS, 2009).

Навоз

Навоз из обычных систем разрешено использовать в органическом производстве (USDA/AMS, 2009). В некоторых случаях может потребоваться тестирование навоза, но оно рекомендуется при любых условиях. Некомпостированный навоз можно использовать только в том случае, если он внесен в почву не менее чем за 120 дней до сбора урожая (USDA/AMS, 2009). Обычно 25-50% органического азота в свежем навозе доступно в первый год (Rosen and Bierman, 2005). Если навоз содержит подстилку или компостируется, этот процент ниже. Как правило, 70-80% фосфора (P) и 80-90% калия (K) будут доступны из навоза в первый год после внесения. Для того чтобы правильно определить количество вносимого навоза, умножьте его на эти коэффициенты, чтобы получить количество P2O5 и K2O, которое будет доступно перцам при внесении компостированного или некомпостированного навоза.

Программа органического удобрения перца может руководствоваться бюджетом баланса массы N-P-K для перца, который соответствует чистому высвобождению макроэлементов и потребностям перца. Расчет доступности азота из органических удобрений сложен, поскольку азот должен быть преобразован почвенными микроорганизмами, прежде чем он будет использован культурой перца в виде нитрата (NO3). Пример программы удобрения для перца при органическом производстве во Флориде (табл.) может служить руководством.

Таблица. Флорида (север) составление бюджета питательных веществ для органического производства перца2Olson et al., 2009.

Потребность перца в питательных веществах основана на 224 кг/га N, 112 кг/га P2O5 и 112 K2O кг/га при средних количествах P и K в анализе почвы.

Вносимый материал
Норма внесения, кг/га сухого веса
Норма азота, кг/га
Минерализация азота, %
Всего NO3
Всего P2O5
Всего K2O
Основное удобрение
Вклад почвенного азота
-
-
-
39,2
42,0
56,0
Сорго-суданская трава (1,5% N, 0,2% P и 2% K при 70% доступности P и 80% K)*
8,783
131,7
23
30,3
28,1
168,7
Компост из бытовых отходов 12 тонн/га (40% влажности и 1% N, 0,2% P и 0,8% K при 70% доступности P и 80% K)*
6,772
67,2
10
6,7
21,5
51,6
Подытог
15,555
198,9
-
76,2
91,6
276,3
Дополнительное удобрение
Перьевая мука (14-0,3-0,2)
1,120
156,8
65
102,0
3,4
3,4
Нитрат натрия (16-0-0)**
280,0
44,8
100
44,8
0
0
Фосфат горных пород (0-15-0)
118,0
0
0
0
17,6
0
Итог
17,073
400,5
-
223,0
112,6
280,0

* Пересчет P (кг) x 2,29 = кг P2O5 (кг) и K (кг) x 1,2= K2O (кг).
** NOP стандарты ограничивают использование нитрата натрия 20% от общей потребности культуры в азоте.

Первым шагом в построении программы плодородия перца является определение потребности культуры перца в питательных веществах путем взятия образца почвы и отправки его в лабораторию для анализа N-P-K и микроэлементов. Эти результаты можно сравнить с местными рекомендациями для сельскохозяйственных культур по N:P2O5:K2O. Выявите имеющиеся на местах органические удобрения и определите содержание и доступность питательных веществ из этих материалов. Примите во внимание, что азот быстрее циклируется при высоких температурах и медленнее при низких. Рассчитайте нормы внесения основных удобрений, необходимые для обеспечения культуры перца рекомендуемым количеством N, P2O5 и K2O, чтобы реализовать расчеты урожайности. Наконец, определите необходимость применения дополнительных или коммерческих материалов. После составления программы повышения плодородия можно рассчитать удельные затраты на питательные вещества.

Послеуборочная обработка

Синтетические материалы, разрешенные для контроля микробного загрязнения в системах обработки органической продукции, включают перекись водорода, озон и хлор (USDA/AMS, 2009). Существующие правила разрешают использование хлора для дезинфекции и санитарной обработки поверхностей, контактирующих с пищевыми продуктами. Уровень остаточного хлора в воде не может превышать 4 мг/кг, что является максимальным пределом остаточного дезинфицирующего вещества в соответствии с Законом о безопасной питьевой воде (USDA/AMS, 2009).

Борьба с сорняками

Борьба с сорняками — один из самых сложных аспектов органического производства. Успешная программа интегрированной борьбы с сорняками для органического перца сочетает в себе такие тактики, как: тщательный выбор участка (поле с низким давлением сорняков); санитарная обработка, чтобы избежать попадания семян сорняков на поле; севооборот; покровные культуры между товарными культурами; пластиковая или органическая мульча; механическая обработка почвы, ручная прополка и мотыга; и органически одобренные гербициды (Ferguson and Chase, 2005). Соляризация в течение 60-90 дней до посадки может истощить банк семян сорняков в верхнем профиле почвы в теплом климате. Сорняки между рядами перца легче всего контролировать путем мелкой обработки почвы, скашивания или поджигания, когда они маленькие. Для подавления сорняков в междурядьях перца используется органическая мульча (например, солома, древесные опилки, компост или рулонная покровная культура), пластик (черный, белый или серебристый в зависимости от сезона) и бумага (например, газетная бумага). Несколько коммерческих гербицидов контактного или обжигающего действия одобрены для органических систем (Ferguson and Chase, 2005; OMRI, 2009):

  • Burnout II, гвоздичное масло (12%) и лаурил натрия сульфат (8%)/St Gabriel laboratories (не эффективен на травах, может быть эффективен на травах в более высоких концентрациях);
  • Matran 2, гвоздичное масло (33,7%) и уксусная кислота/Encore Technologies (не эффективен на травах);
  • Agralawn, CrabGrass Killer/Cinnamon bark (0.95%);
  • Weed Pharm, уксусная кислота (20%)/Pharm Solutions, Inc. (неселективный);
  • Weed Zap, коричное масло (30%)/JH Biotech, Inc. (неселекстивный, эффективен при низкой плотности сорняков);
  • Matratec AG, гвоздичное масло (50%)/ClawEl Specialty Products (неселективный/используется на однолетних сорняках высотой менее 10 см);
  • EcoExempt HC, гвоздичное масло 21.4%/EcoSMART Technologies;
  • AllDown (лимонная кислота (5%), чеснок (0.2%), уксусная кислота, экстракт юкки, вода (94.8%))/Summerset;
  • Xpress (масло тимьяна (10,4%), масло гвоздики (10,1%), уксусная кислота, патока, вода (79,5%))/BioHumaNetics.

Действующим веществом большинства органических гербицидов является уксус (уксусная кислота), гвоздичное масло (эвгенол) или мыло (жирные кислоты). Как правило, это неселективные контактные гербициды, и они не эффективны против многолетних сорняков. В настоящее время продолжается работа по предоставлению производителям органической продукции большего выбора средств борьбы с сорняками.

Борьба с болезнями

Фунгициды для органического производства перца обычно представляют собой материалы, включающие медь, серу, масла, бикарбонаты или биологические организмы. Медь и сера представляют собой два самых старых соединения, используемых для борьбы с болезнями. Фунгициды, содержащие серу, медь и масло, защищают только поверхность растения и не обладают системной активностью. Быстрорастущие ткани растений требуют многократного применения фунгицидов для защиты. Сера, медь и масло могут быть фитотоксичными при температуре выше или ниже определенной (например, сера используется при температуре выше 27 °C). Некоторые растения чувствительны к сере или меди. На этикетке указываются чувствительные растения и ограничения по температуре и погоде. Органические фунгициды обычно требуют более частого применения по сравнению с синтетическими фунгицидами из-за роста новых растений или выветривания и химического распада. Список органических фунгицидов (включенных в OMRI и разрешенных к применению на перце согласно этикетке), упорядоченный по действующему веществу, частичный список текущих коммерческих названий торговых марок, болезни или патогены, против которых они направлены:

  • гидроксид меди (Champ WG), против бактериальной пятнистости;
  • оксид меди (Nordox 75WG), против антракноза, бактериальной пятнистости;
  • сульфат меди (Basic Copper 53), против антракноза, бактериальной пятнистости, листовая пятнистость (церкоспороз, пятнистость фрогеи);
  • Coppers-fixed (COC WP), против бактериальной пятнистости, загнивания;
  • пероксильный радикал (OxiDate), против альтернариоза, антракноза, бактериальной пятнистости, фитофтороза, Pythium;
  • растительное масло (Organic JMS, Stylet-Oil), против мучнистой росы, вирусов, передаваемых тлями, и для борьба с насекомыми;
  • масло нима (Azadirachta indica) (Trilogy, Agroneem Plus, Azatrol, Amazin Plus, Ecozin, Neemgard, Neemix), против различных грибковых заболеваний;
  • розмариновое и гвоздичное масла (PhytaGuard EC), против бактериальной пятнистости, тли (на этикетке не указан перец);
  • сапонины, полученные из Quilaja saponaria (NemaQ), против нематод;
  • экстракт рейнутрии сахалинской (Reynoutria sachalinensis) (Regalia), против бактериальной пятнистости, мучнистой росы;
  • Bacillus subtilis (различные штаммы) (Serenade ASO, Serenade MAX, Ballad, Sonata, Rhapsody ASO), против бактериальной пятнистости, мучнистой росы;
  • сера (Kumulus DF), против мучнистой росы;
  • бикарбонат натрия (пищевая сода) или калия (Bi-Carb, Kaligreen, Milstop), против мучнистой росы.

Борьба с членистоногими вредителями

Перец подвергается нападению различных вредителей, относящихся к ряду семейств насекомых и клещей, в частности, Coleoptera (жуки), Lepidoptera (моли), Aleyrodidae (белокрылки), Aphidae (тли), Thysanoptera (трипсы), Tetranychidae (паутинные клещи) и Tarsonemidae (широкие клещи). Для органической борьбы с этими многочисленными вредителями существует мало пестицидов. Поэтому необходимо в значительной степени полагаться на два других краеугольных камня интегрированной борьбы с вредителями (IPM) — биологический и культурный контроль.

Культурный контроль состоит из садоводческих методов, которые, по крайней мере частично, предназначены для снижения популяции вредителей или их воздействия на урожай. Такие методы могут включать: выбор сортов, устойчивых к вредителям или болезням, переносчиками которых они являются, санитарную обработку полей, севооборот или пар, чтобы уменьшить инокуляцию вредителей и болезней, управление орошением и удобрением для поддержания здорового, но не слишком пышного полога, выбор сроков посадки, чтобы избежать давления вредителей, сопутствующие культуры для поощрения естественных врагов и физическое исключение с помощью укрытий междурядий. Практические примеры включают использование сортов перца, устойчивых к переносимым тлей потивирусам, таким как картофельный Y, табачный и перечный крапчатый; а также санитарная обработка полей, периоды пара и сокращенные циклы выращивания, применяемые на юге США, чтобы избежать перцового долгоносика Anthonomus eugenii.

Биологический контроль путем сохранения естественных полезных насекомых и клещей является ключевым компонентом любой системы органического производства. Кроме того, усиление биологического контроля с помощью коммерчески доступных полезных насекомых и клещей является жизнеспособной стратегией, широко практикуемой в тепличном производстве перца, но также применимой и в открытом грунте. С такими вредителями, как белокрылка, широколобка и трипсы, можно бороться с помощью хищного клеща Ambh/seius swirskii и мелких пиратских клопов рода Orius, а с паутинными клещами — с помощью другого хищного клеща, Neoseuilus californicus. Недавние исследования по оценке этих двух хищных клещей на перцах, выращенных в полевых условиях, дали многообещающие результаты (Stansly and Castillo, 2009).

Институт оценки органических материалов предоставляет органическим сертификаторам, фермерам, производителям и поставщикам независимую оценку продуктов, предназначенных для использования в сертифицированном органическом производстве, обработке и переработке. OMRI проверяет продукты на соответствие Национальным органическим стандартам и вносит приемлемые продукты в список продуктов OMRI (доступен на сайте www.omri.com). Инсектициды и митициды, включенные в список OMRI, пригодные для использования при выращивании перца (в скобках торговое название, США):

  • Bacillus thuringiensis (Agree WG, Xentari DF, Biobit HP, Deliver, Dipel Javelin) против Lepidopteran larvae (подвиды aizawai и kurstaki);
  • Bacillus thuringiensis (Gnatrol, Vectobac), против Fungus gnats (подвид israelensis);
  • Beauvaria spp. (Mycotrol O, Naturalis H&G, L), против широкого спектра вредителей (штам GHA, штам ATCC 74040);
  • спиносад (Entrust, GF-120), против Lepidoptera, листовые минеры, трипсы, плодовые мушки (Teph rididae) (может влиять на полезные вещества; торговая марка GF-120 — спрей для приманки);
  • кизельгур (Insect Kill, Safer Brand), против широкого спектра вредителей (механически вредоносный);
  • каолин (Surround WP), против жуков, трипсов попрыгунчиков (только подавление);
  • экстракт нима и его производные (Aza Direct, Neemix 4.5, Agroneem Plus, Azatrol), против широкого спектра вредителей (в первую очередь контроль на ранних стадиях);
  • масло нима (Trilogy, Tiract), против широкого спектра вредителей (также фунгицид);
  • экстракт Квиллайи мыльной (Quillaja saponaria) (Nema-Q), против нематод;
  • Pyrethrum (Pyganic EC (1.4, 5.0)), против широкого спектра вредителей (неселективный);
  • экстракты других растений: чеснока, кедра (Cedar Gard), масло розмарина (Green Light, Sporan EC), масло мяты перечной (Ecotec AG, Ecotrol), цитронеллы (Phyta-Guard), против различных вредителей (чеснок и кедр используются как репелленты);
  • мыло инсектицидное (M-Pede 49% EC, Des — X, Safer, Insecticidal Soap), против тли, белокрылки, клещей (осаждается в воде);
  • элементарная сера (Cosavet DF, Thiolux Jet, Microthiol, Kumulus), против хищных клещей;
  • масла несинтетические (масло канолы, масло хлопковых семян, пищевой рыбий жир), против тли, белокрылки, клещей;
  • масла на нефтяной основе (Organic JMS Stylet Oil, Purespray Green, BVA Spray), против тли, белокрылки, клещей (может способствовать развитию бактериальной пятнистости);
  • вирус насекомых Helicoverpa и Heliothis spp. (Gemstar LC), против томатной плодожорки;
  • вирус насекомых Spodoptera spp. (Spod-X), против гусениц.

Bacillus thuringiensis vars kurstaki и aizawai эффективны для борьбы с личинками Lepidoptera, а B. thuringiensis var. israelensis используется для борьбы с грибковыми мошками. Спиносад также эффективен против чешуекрылых и трипсов. Однако при чрезмерном использовании этих препаратов у вредителей может развиться устойчивость к ним (www.irac- online.org/about/resistance). Мыла и масла широко используются против клещей, белокрылок, тли и других мягкотелых насекомых, но для достижения эффективности и во избежание фитотоксичности их необходимо применять часто и в низких концентрациях (0,5-1%). Сера эффективна против клещей-вредителей, а пиретрум — против многих видов вредителей, но оба препарата могут негативно влиять на полезных клещей и насекомых. Даже органически одобренные инсектициды следует использовать с осторожностью.

Литература

Peppers : botany, production and uses/Vincent M. Russo, editor. 2011.

Уборка и хранение перца

Выбор стадии плода для сбора зависит от конечного использования перца. Большинство свежих перцев собирают на стадии физиологической незрелости (садоводческой зрелости), в то время как для сушки или приготовления пюре нужны физиологически зрелые плоды. Для консервирования зеленого мексиканского перца переработчик требует, чтобы все стручки не имели красной окраски; это связано с тем, что по мере созревания стручка его «кожица» начинает слипаться, что затрудняет снятие кожуры. Кроме того, если плоды будут перевозиться на большие расстояния, необходимо позаботиться о снижении «полевого тепла», чтобы уменьшить дыхание и сохранить товарный вид плодов в месте назначения. Таким образом, урожайность зависит не только от условий выращивания и сорта, но и от времени сбора урожая.

Ручной сбор

Большинство перцев в мире собирают вручную. Основной причиной того, что промышленное производство перца в целом все еще основано на ручном сборе, является качество. Собранный вручную перец имеет более высокое качество, поскольку человек может мгновенно отбраковать заплесневелые, недозрелые, перезрелые или поврежденные стручки. Люди также выбирают меньше листьев и плодоножек при сборе урожая. Качество продукции не только выше при ручной уборке, но и увеличивается урожайность на единицу площади, так как человеческие сборщики наносят относительно небольшой ущерб растениям и стручкам при движении по полю или теплице. Машинные комбайны наносят больший ущерб растениям, чем человеческие, и они не приспособлены для работы в теплицах. Урожай, собранный машинным способом, также дольше восстанавливается и дает больше плодов.

Однако доступный человеческий труд становится дефицитным, особенно в развитых странах, и затраты на ручной сбор урожая могут возрасти до такой степени, что производство перца станет нерентабельным. Например, в Нью-Мексико, США, площади под выращивание перца чили сократились, несмотря на увеличение потребительского спроса. Целевая группа по чили в Нью-Мексико и Ассоциация чили в Нью-Мексико недавно обратились с ходатайством о выделении государственных средств на комплексный системный подход к решению проблемы сокращения производства перца (Funk and Walker, 2010). В результате законодательное собрание штата Нью-Мексико приняло сенатский законопроект 60, который выделил 1 миллион долларов США из общего фонда Совету регентов Университета штата Нью-Мексико, чтобы университетский колледж сельского хозяйства, потребительских и экологических услуг мог проводить исследования по генетике и производству чили, включая механизацию отрасли (Anon., 2008). Как следствие, большое количество опубликованных исследований, посвященных механизированной уборке перца, появилось в последнее время в Нью-Мексико. Продолжается тенденция к разработке более совершенных машин, которые могут собирать урожай перца с относительно небольшим повреждением растений или стручков. Поэтому большая часть этой главы будет посвящена разработке таких машин, а также селекции растений, способствующих механической уборке.

Приспособления для уборки плодов

Некоторые уборочные машины, называемые «приспособлениями для уборки урожая», не убирают стручки с растений, а просто помогают людям во время уборки урожая. Стандартный тип приспособления для уборки урожая перевозит сборщиков по полю, избавляя их от необходимости ходить пешком. Каждый сборщик сидит на стуле и тянется вниз, чтобы собрать спелые плоды. Некоторые приспособления для сбора урожая оснащены конвейерными лентами, которые перемещают собранные фрукты от людей-сборщиков в центрально расположенный контейнер.

Машинная уборка

Поскольку человеческий труд может стать нерентабельным, исследовательские программы в нескольких странах пытались разработать механические средства или более совершенные механические средства для сбора урожая перца. В конце 1990-х годов Маршалл и Бозе (1998) подсчитали, что за предыдущие 40 лет исследований по этой теме было разработано и построено 230 машин для уборки перца, на которые было выдано 14 патентов и 30 концепций. Некоторые машины снимают плоды с растения, в то время как другие срезают все растение на уровне земли, а затем транспортируют растение к устройству, где плоды снимаются с каркаса растения. Механические комбайны сокращают участие человека в сборе урожая до водителя и нескольких человек, сортирующих стручки. Отсортированные плоды обычно подаются в контейнер на прицепе для транспортировки к переработчику.

Поскольку они часто ушибаются, перец, собранный машинным способом, в основном используется для переработки, а не для свежего рынка. Хотя ушибы не являются проблемой для переработчиков, поскольку они обычно перерабатывают собранный перец в течение 48 часов, они сокращают срок хранения свежих плодов. Перцы, предназначенные для переработки, включают халапеньо, красный чили и паприку.

Для машинной уборки перца было опробовано несколько различных методов. В Калифорнии модифицированные томатоуборочные комбайны были испытаны на болгарском перце, предназначенном для обезвоживания. Благодаря различным конструктивным изменениям, оригинальная встряхивающаяся станина томатоуборочного комбайна была заменена на очень агрессивную очищающую станину на основе противовращающихся резиновых роликов. Стебель растения срезался у земли, и растение переносилось к очистительному ложу, где несколько человек перемещали растения мотыгами, чтобы увеличить воздействие роликов. Также в Калифорнии комбайн с жесткими пластиковыми пальцами, выступающими из облицовочных ремней, был испытан на урожае новомексиканского типа стручковых (Lenker and Nascimento, 1982). Ни один из комбайнов не был использован после начальной стадии разработки.

Опять же в США, в Университете Джорджии пытались разработать машину для сбора перца пимьенто для переработки (Fullilove and Futral, 1972). Машина имела жесткие пальцы, которые прочесывали растения пимиенто в горизонтальном и вертикальном направлениях. Хотя от этой машины отказались (поскольку она выкорчевывала растения и вызывала неприемлемые повреждения стручков), ее инженеры продолжили разработку машины, в которой использовалась уборочная головка с двойной, двойной открытой спиралью (которая была признана удовлетворительной для уборки стручков типа пимьенто). Последующие модификации включали уборочную головку, основанную на вертикально ориентированной концепции двойной, одинарной открытой спирали, и машину с тремя вращающимися щеточно-пальцевыми стрипперами с вакуумным и нажимным усилием.

Было исследовано несколько других модификаций основной спиральной уборочной головки, включая тройные открытые спирали, большую горизонтальную открытую спираль и наклонную закрытую спираль. Также была предпринята попытка снизить агрессивность уборочной головки путем установки цилиндрической трубы внутри спирали таким образом, чтобы внешний диаметр трубы был равен внутреннему диаметру сформированной открытой спирали.

В Техасе Посселиус и Валео (1985) исследовали концепцию зонального сбора урожая, при котором стручки убираются в два горизонтальных слоя: с нижней части каждого растения во время одного сбора урожая и с верхней части каждого растения при последующем сборе урожая. Поскольку перцы созревают от основания растения вверх, в пологе растения существует диапазон зрелости. Посселиус и Валео (1985) успешно испытали укороченные спирали для первого сбора урожая, используя спирали, которые были на четверть, треть или половину длиннее, чем оригинальный, сварной, спиральный узел. Через несколько недель после успешного первого сбора нижних стручков оригинальная спираль полной длины была прикреплена к комбайну, чтобы можно было собрать оставшиеся верхние стручки.

Маршалл и Эш (1986) сообщили, что восстановление стручков в целом увеличивалось с увеличением скорости вращения спирали. Не было обнаружено последовательной связи между повреждением стручков и скоростью вращения спирали. По крайней мере, для типов стручков желтый колокольчик, горячий банан, горячая вишня или черешня, уровни восстановления и повреждения стручков не зависели от скорости движения комбайна от 0,5 до 3,0 км/ч. Уборка при более высокой скорости движения может быть неэффективной из-за увеличения объема продукции и мусора, ограниченной мощности оборудования для удаления мусора и дополнительного ручного труда, необходимого для сортировки материала. Подобные проблемы могут также ограничить количество рядов, одновременно убираемых машиной.

В дополнение к спиральной концепции, для уборки перца была применена конструкция гребенки. Были исследованы осевые гребни, идущие параллельно ряду, горизонтальные ротационные пальцевые гребни и наклонные ротационные планки с пальцами, прочесывающими назад и вверх. Также были исследованы наклонные драпировщики с пальцами, гребущими вверх, горизонтальные оси с радиальными пальцами, гребущими вверх, наклонный роторный конус с пальцами, устройство с пальцами, гребущими вертикально, и поперечные гребни, головки которых расположены поперек ряда растений перца.

Комбайн с наклонным, осевым, противовращающимся элементом с четырьмя параллельными круглыми планками был успешно использован Босланд и Иглесиас (1992) для уборки чили пикулей. Производство» чили-пики в Мексике — это в основном местное занятие, жители собирают плоды с диких растений в горах. В США все пикули чили импортируются, в основном из Мексики. Такой перец не выращивается в США в коммерческих целях из-за высоких затрат, связанных с ручным сбором маленьких плодов (длина которых составляет всего 1-2 см). Перец чили типа пикин, ‘NuMex Bailey Piquin’, был выведен для машинной уборки урожая. Лиственный признак плодов позволяет стряхивать плоды этого сорта с растущего растения. В испытаниях, проведенных Босланд и Иглесиас (1992), уборочная машина проходила через урожай, когда примерно 85% плодов были зрелого красного цвета (без предварительной обработки агентом для дозревания плодов). Комбайн стряхивал стручки с каждого растущего растения, после чего прикрепленный транспортер доставлял плоды в заднюю часть машины для сбора. Эта процедура встряхивания аналогична той, которая используется на некоторых ореховых деревьях, таких как пекан.

Другая конструкция для сбора урожая состояла из осевой универсальной цепи с перпендикулярными пальцами, которые зацеплялись за основания растений, внешние кончики пальцев поддерживались и перемещались вверх по наклонной рампе. Некоторые другие конструкции включали поперечный серповидный режущий аппарат с наклонными параллельными полосами, передняя часть которых была шарнирно закреплена, а задняя перемещалась вверх и вниз с помощью кривошипного механизма. При таком устройстве стебли растений перца срезаются серповидным брусом, затем два подпружиненных клиновых ремня переворачивают растения перед тем, как они подвергнутся усилию, направленному вниз (с помощью цилиндра с пальцевыми бичами).

Кормоизмельчитель был использован в Оклахоме, США, для выращивания багамского перца. Интересным и несколько иным подходом было использование вращающегося водяного распылителя высокого давления для сбора урожая перца Табаско. Было опробовано множество других конструкций, но Маршалл (1981), оценив множество концепций уборки урожая, счел, что двойная открытая спираль является наиболее приемлемой концепцией для уборки большинства основных видов стручкового перца, выращиваемого в коммерческих целях в США. Funk и Walker (2010) протестировали каждый из пяти различных механизмов уборки на пяти различных сортах зеленого чили типа Нью-Мексиканский стручковый (зеленый перец чили трудно адаптировать к механической уборке). В этом сравнении использование наклонной конструкции двойной спирали со встречным вращением, с низкой относительной скоростью наконечника и свободным путем для продукта, привело к самой высокой эффективности сбора урожая при наименьшем повреждении плодов.

Помимо собственно механической уборки стручков, для переработчиков очень важна механическая очистка стручков от плодоножек. Стебли считаются дефектом, поскольку они снижают качество продукции из перца. Инженеры Университета штата Нью-Мексико разработали серию прототипов для удаления плодоножек, с целевой производительностью 10 000 фунтов (около 4,5 т) в год (Herbon et al., 2010).

Тип плодов и габитус растений

Тип растения и тип стручка являются критическими факторами, влияющими на эффективность машинной уборки. Такие виды стручков, как халапеньо, оказались наиболее легко приспособленными к машинной уборке. По сравнению со многими другими типами стручков, этот тип стручков меньше, плотнее и менее подвержен повреждениям, и в результате почти все производство халапеньо, не требующее удаления стеблей, было механизировано в США (Funk and Walker, 2010). Важна высокая рама растения, позволяющая плодам располагаться относительно высоко на растении, чтобы уборочные головки могли легко перемещаться по растению. Растения также должны иметь узкие углы ветвей и рассеянное плодоношение (Paroissien and Flynn, 2004). Вопреки предыдущим предположениям, концентрированное плодоношение может привести к плохому механическому сбору урожая, так как стручки могут переплетаться на ветвях (Funk and Walker, 2010). Растения также должны иметь корневую систему, обеспечивающую хорошее крепление. Sundstrom et al. (1984) обнаружили, что, по крайней мере, для сорта стручкового перца Табаско, высокая норма азота и высокая плотность растений не только создают благоприятную структуру растений для машинной уборки, но и повышают урожайность красного перца, собранного машинным способом. Уолл и др. (2003) также рекомендовали высокую плотность посадки, рыхление почвы вокруг растений как часть культивации и использование сортов с относительно небольшим количеством базальных ветвей как средства повышения эффективности механизированной уборки.

Удаление мусора

Перцы, собранные механическим способом, содержат больше листьев, веток растений, поврежденных или неправильной формы плодов и других посторонних предметов, чем перцы, собранные вручную. Такой мусор должен быть удален перед переработкой перца.

Проблема увеличения количества мусора при механической уборке должна решаться механически, чтобы минимизировать затраты труда и стоимость уборки. Для вспомогательного удаления растительного мусора было испытано несколько единиц оборудования. К ним относятся встряхиватель, вращающийся резиново-пальцевой стол, стационарный сортировочный конвейер, гладкий стальной ролик, вращающийся против стального ролика, намотанного спиралью, и различные цветовые сортировщики.

Эш и Маршалл (1987) определили эффективность и объем ущерба, наносимого четырьмя системами удаления мусора, на плодах вишни и желтого воскового стручка. Были протестированы противовращающиеся вальцы (двух размеров), гребенчатые ленты и резиновые звездообразные колеса. Эффективность противовращающихся вальцов была значительно повышена, если собранный перец сначала пропустить через гребнечесальные ленты с дифференциальной скоростью и двойными зубцами. Эш и Маршалл (1987) не обнаружили существенной разницы в повреждении плодов между испытанными методами удаления мусора. Использование комбинации из одного гладкого и одного спирально намотанного (диаметр 50,8 мм, шаг 50,8 мм) резинового валика оказалось наиболее успешным методом удаления мусора с минимальным повреждением перцев.

Очистительное устройство с однонаправленно вращающимися звездообразными колесами было использовано в Израиле для удаления легкого мусора (листьев, мелких веточек и плодов меньшего размера) из высушенного на поле красного перца сорта Нью-Мексикан. Однако во время полевых испытаний в Мичигане, США, с желтым восковым и вишневым типами, это устройство плохо справилось с удалением мусора (Esch and Marshall, 1987). Однонаправленные вращающиеся звездообразные колеса могут иметь потенциал в качестве полевого сортировщика по размеру для перца перерабатывающего типа.
Итон и Уилсон (2005) описали эффективность конструкций механических очистителей, которые были усовершенствованы и испытаны в течение двух сезонов. Механические очистители были разработаны для сбора урожая красного чили в Нью-Мексико, который обычно происходит в конце вегетационного периода. Авторы отметили, что одним из наиболее важных аспектов любой машины для механической очистки является необходимость ее регулировки, поскольку в течение длительного сезона сбора урожая характеристики растений резко меняются.

В 2002 и 2003 годах Целевая группа по чили Нью-Мексико в сотрудничестве с Центром производственных технологий и инжиниринга Университета штата Нью-Мексико и Юго-западной исследовательской лабораторией по хлопководству Министерства сельского хозяйства США (USDA) провели испытания трех различных цветосортировщиков на предмет их эффективности в удалении палочек из механически собранного красного чили. Исследователи определили, что, хотя сортировщики цветов очень хорошо справлялись с очисткой от мусора, они приводили к слишком большим потерям товарных стручков и не могли поддерживать приемлемую скорость подачи (Hebron и др., 2005).

По мере развития машинных комбайнов для уборки перца также разрабатывается оборудование и машины для автоматического удаления уборочного мусора, сортировки и сортировки перца.

Сортировка и калибровка

По сравнению с выполнением этих задач вручную, сортировка и сортировка перца с помощью машины должна быть более трудоемкой и экономичной. При упаковке перцев для свежего рынка их сначала сортируют по цвету и повреждениям. Затем приемлемые перцы отделяются для отправки в один из четырех-пяти классов в соответствии с их размером и формой. Машинное зрение открывает возможности для автоматизации многих ручных методов сортировки. Поскольку скорость микропроцессоров продолжает расти, а стоимость вычислений снижается, машинное зрение, безусловно, станет экономически эффективным решением. В США стандарты сортировки USDA предписывают осмотр всей поверхности перца. Различия в размере, форме и симметрии стручков делают практически невозможным механическое придание каждому стручку стандартной ориентации. Ширер и Пейн (1990) пришли к выводу, что для механической сортировки необходимо шесть ортогональных видов, чтобы адекватно охарактеризовать цвет и повреждения поверхности каждого стручка.

При сортировке перца по цвету используются критерии, которые варьируются от отбраковки стручков, имеющих слишком светлый оттенок зеленого, до отбраковки стручков, имеющих даже малейший намек на красный цвет. Бледно-зеленый или светло-окрашенный перец часто можно отнести к практике выращивания. Изменения цвета от легкого красноватого оттенка до ярко-красного являются прямым результатом старения. В любом случае, простая характеристика визуального спектра света, отраженного от поверхности перца, должна предоставить достаточно информации для принятия решения о приеме/отказе. Ширер и Пэйн (1990) сообщили, что при применении машинного зрения к задаче сортировки болгарского перца по цвету точность достигает 96%.

Механические повреждения

Повреждения перца включают шрамы, солнечные ожоги, заражение болезнями, повреждение градом и повреждения от механической уборки. Во время машинной уборки и послеуборочной обработки перцы подвергаются нескольким перемещениям, и каждое из них может привести к механическим повреждениям плодов. Механические повреждения, такие как ссадины, порезы, проколы и ушибы, не только снижают рыночный сорт перца, но и сокращают срок его последующей транспортировки. Опять же, Ширер и Пейн (1990) предположили, что, характеризуя цвет света, отраженного от поверхности перца, можно получить достаточно информации для поддержки решений о приеме/отказе в отношении этих поврежденных участков. Однако они сообщили, что определить повреждения оказалось сложнее, чем цвет стручков, и самая высокая точность, которую они смогли получить, составила 63%.

Алгоритмы — это команды или параметры, которые «говорят» сортировщику, находящемуся в поле зрения машины визуализации, является ли товар приемлемым или неприемлемым. Wolfe и Sandler (1985) сообщили о разработке алгоритма обнаружения стеблей, который основывался на анализе угловых моделей в коде граничной цепи цифровых изображений профиля. Когда алгоритм был протестирован на перце вишня, его эффективность была очень высокой, с коэффициентом ошибок всего в пределах 1,5%. Впоследствии Вульф и Сваминатан (1986) использовали круговое и линейное преобразования Хафа для обнаружения концов стебля и цветков болгарского перца. Затем эти места использовались для определения ориентации перцев на сортировочной машине, при этом средняя ошибка между измеренными и рассчитанными углами ориентации составила 8,1°. Затем для характеристики формы перца были использованы осевые градиенты и дисперсия медиальной оси.

Маршалл и Брук (1997) измерили воздействие на стручки болгарского перца, которое происходило в поле и на упаковочной линии, используя сферу с приборами. Они обнаружили, что перцы ушибаются в основном на плечах и что большинство ушибов на упаковочных линиях происходит в местах передачи между различными частями оборудования, когда перцы падают или сбрасываются с конвейеров на металлические пластины или ролики без амортизации. Основными проблемами на упаковочных линиях были чрезмерная разница в высоте между компонентами линии, отсутствие контроля скорости качения и отсутствие амортизации на твердых поверхностях.

Сила, необходимая для отрыва плодов от растений перца, в основном зависит от генотипа, особенно от контроля признаков плодоножки. Цветоножка перца, в отличие от плодоножки томата, не имеет слоя абсцисс. Маршалл (1981) обнаружил при машинной уборке сортов с различными характеристиками плодов, что плоды серрано легче всего отделяются из-за малого диаметра рубца плодоножки в месте прикрепления плода к плодоножке. При снятии плодов перца сила притяжения в месте прикрепления плодоножки коррелирует с диаметром рубца на плодоножке, причем прикрепление плодоножки обычно очень сильное у сортов с крупными плодами. Вернер и Хонма (1980) сообщили, однако, что легкость снятия плодов положительно коррелирует с длиной, диаметром и весом плода, и что сила отрыва плода является наследственным признаком. Setiamihardja и Knavel (1990) предположили, что если селекционеры хотят добиться низкой силы отрывания плодов, им следует отбирать длинные, узкие, подвесные плоды.

Сбор урожая красного перца

Одним из важных садоводческих аспектов машинной уборки перца является время сбора урожая. При производстве специи, известной как «красный перец» (или паприка), однократная или «одноразовая» механическая и разрушительная уборка может быть наилучшим вариантом, поскольку она эффективна и проста. Предоставление плодам красного перца возможности высохнуть естественным образом на растении до сбора урожая может снизить объемы транспортировки и хранения и уменьшить затраты энергии на искусственную сушку плодов в обезвоживающих установках. Однако если плоды остаются на растении слишком долго после созревания, возможно снижение урожайности. Коттер и Дикерсон (1984) обнаружили, что в американском штате Нью-Мексико урожайность зрелых красных плодов чили достигает пика в конце октября — начале ноября (до первых заморозков), а затем снижается до января. Также была замечена значительная потеря красного цвета урожая по мере того, как дата сбора урожая становилась все более поздней. Хотя однократный механический сбор зрелого красного перца или паприки в начале сезона может обеспечить максимальную урожайность, в результате получится смесь красных зрелых и зеленых незрелых плодов. Любой незрелый плод снизит ценность урожая, поскольку разбавит интенсивность красного пигмента в переработанном продукте. Лучше всего, чтобы все плоды созревали красными в одно и то же время.

Этефон

Один из возможных подходов к сокращению количества незрелых плодов — использование химического вещества для ускорения красной окраски стручков. Локвуд и Вайнс (1972) сообщили, что, хотя газ этилен не был эффективен для ускорения процесса развития зеленой окраски перца пимьенто, этефон (2-хлорэтилфосфорная кислота; Rhone-Poulenc) значительно ускорил этот процесс.

Действие этефона на созревание перца зависит от типа и сорта перца, концентрации внесения (Batal и Cranberry, 1982; Knavel и Kemp, 1983), количества внесений (Cantliffe и Goodwin, 1975), температуры воздуха (Knavel и Kemp, 1983) и зрелости культуры (Batal и Cranberry, 1982). Этефон был успешно использован для концентрации зрелости красных плодов (Cantliffe and Goodwin, 1975), но в качестве средства для дозревания плодов на перце он дал разные результаты. Во многих случаях происходила дефолиация и отпадение плодов, и эти изменения могут нивелировать благоприятное воздействие этефона на созревание плодов, снижая урожайность и качество. Известно, что цветочные бутоны болгарского перца абсциссируют в ответ на воздействие этефона (Tripp and Wien, 1989). Кан и др. (1997) предложили использовать однократное применение этефона (в дозе 2-3 мл I-1) в качестве контролируемого агента абсцедирования для увеличения процента собранных красных плодов при минимизации чрезмерного опадания цветков. Хотя такое применение увеличило процент общей массы собранных плодов, представленной товарными плодами, оно также снизило общую сухую массу собранных плодов. Применение этефона в концентрации 1500-3000 ppm вызвало дефолиацию и отпадение плодов у перцев пимьенто и паприка, особенно на поздних стадиях развития плодов (Batal and Cranberry, 1982). Ученые, ответственные за это исследование, предположили, что применение этефона в полевых условиях может быть включено в производственную практику в индустрии пимиенто и паприки. Этефон ускорял созревание плодов при применении к растениям на стадиях, близких к нормальной зрелости плодов, а также увеличивал отпадение плодов при применении на более поздних стадиях развития плодов. При однократном сборе урожая пимиенто и паприки такое концентрированное созревание привело к увеличению урожая пригодных для использования плодов с улучшенным качеством. Удаление зеленых или незрелых плодов до сбора урожая, безусловно, повысит эффективность механизированной уборки.

Кантлифф и Гудвин (1975) показали, что высокая однократная концентрация этефона, распыленного на растения перца, может вызвать больше хлороза, дефолиации и увядания плодов, чем повторное применение при более низких концентрациях, а общая урожайность может существенно снизиться. Кантлифф и Гудвин (1975) рекомендовали концентрацию этефона 100-200 ppm, применяемую три раза, чтобы обеспечить больший запас прочности, чем однократное опрыскивание высокой концентрацией. Этефон концентрировал зрелость для однократного сбора урожая, не уменьшая средний размер плодов и не увеличивая количество испорченных плодов.

Влияние температуры на вызванное этефоном созревание плодов у перца вызывает озабоченность. Высокие температуры после обработки эфифоном ускорили созревание плодов, дефолиацию и абсцесс, в то время как низкие температуры снизили или свели на нет действие эфифона. Многократное применение более низких концентраций этефона может компенсировать эти несоответствия.

Идеальное время сбора урожая зависит от типа выращиваемого перца. Например, зрелый зеленый стручок новомексиканского сорта, который будет использоваться для переработки или на свежем рынке, при сжатии кажется упругим, плоским (имеет две ячейки), гладким, толстокожим, тупоконечным и длиной около 17 см. В отличие от этого, хороший перец, собранный для паприки, будет полусухим на растении, без болезней и пятен, с высоким содержанием красного цвета.

Если используемый метод уборки не уничтожает урожай, «одноразовые» сборы относительно редки в производстве перца, многократные сборы являются обычным делом для большинства типов стручков. Даже те растения перца, которые собирают на стадии зрелого красного цвета (например, красный чили и паприка), часто собирают несколько раз из-за последовательного завязывания и созревания плодов.

Дефолианты или десиканты, такие как хлорат натрия, часто используются как для ускорения сушки плодов в сырую погоду, так и для облегчения сбора урожая. Этефон, как усилитель созревания, может как дефолианты, так и ускорить созревание. Этот химикат также усиливает цвет красного перца, собранного до заморозков.

Литература

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

Выращивание перца в защищенном грунте

Коммерческое тепличное производство перца (Capsicum spp.) — это относительно новая отрасль. Информация о коммерческих сортах, методах производства и тепличных технологиях быстро развивается.

Теплица представляет собой оптимальную модификацию климата для выращивания перца. Она защищает перец от неблагоприятных климатических условий и вредителей и обеспечивает повышенную температуру круглый год. Используя теплицу, садовод имеет возможность контролировать температуру, влажность и даже длину дня. Теплица покрыта прозрачным/полупрозрачным материалом, чтобы солнечный свет проникал внутрь. Поглощенная солнечная энергия преобразуется в тепло, которое повышает температуру воздуха в теплице.

Теплица — это здание, содержащее производственную систему, в которой выполняются различные операции, связанные с размножением, выращиванием и сбором растительного материала. Выращивание перца в теплице похоже на выращивание томатов — культуры, для которой были проведены обширные исследования в теплицах. При сравнении перца с томатами важным отличием является соотношение между ростом и плодоношением. По словам руководителей теплиц, вегетативный рост и плодоношение томатов находятся в обратной зависимости. Поэтому, чтобы получить хорошее цветение и плодоношение томатов, необходимо жестко контролировать вегетативный рост. Однако у перцев существует прямая положительная связь между ростом и развитием плодов. Перцам необходим сильный рост для получения ранних и обильных плодов. Тепличное производство перца требует относительно высоких затрат питательных веществ и энергии для оптимального контроля роста и качества продукции. Для получения качественного урожая также необходима борьба с вредителями.

Производственные районы

Тепличное производство сладкого перца распространено по всему миру. Сладкий перец стали выращивать в теплицах относительно недавно; производство сладкого перца в теплицах началось в Венгрии в 1920-х годах (Herzog, 2007).

По данным Йовичича и др. (2005), площадь производства составляет: Испания (10 000 га), Нидерланды (1200 га), Израиль (535 га), Мексика (165 га), Канада (144 га) и США (14 га).

Нидерланды признаны мировым лидером в интенсивном тепличном производстве перца (Buitelaar, 1989; Welles, 1992), которое началось с 1970-х годов (Van der Velden et al., 2004). Улучшенная транспортировка позволила перцу, выращенному в Нидерландах, продаваться в США. В 1995 году в Нидерландах насчитывалось около 1100 га тепличного производства сладкого перца, большая часть которого была сосредоточена в треугольной зоне, включающей Роттердам, Утрехт и Амстердам. По весу урожая болгарский перец является главной тепличной культурой в Нидерландах. В 1995 году в стране было произведено более 180 0001 штук болгарского перца, причем 10% этого урожая экспортировалось в США. Около 60% болгарского перца, экспортированного в США, было другого цвета, кроме зеленого, причем преобладали желтые и красные стручки, а фиолетовые (сиреневые) и оранжевые поставлялись в меньших объемах. В 1995 году площади, используемые для производства блочного перца в Нидерландах, составляли 437 га для красных стручков, 285 га для зеленых, 224 га для желтых, 31 га для оранжевых и <25 га для сиреневых.

Некоторые другие страны также занимаются коммерческим производством перца в теплицах. Например, в Великобритании коммерческое производство началось в конце 1970-х годов (Smith, 1986); в 1990-х годах перец выращивался примерно на 70 га теплиц или полиэтиленовых конструкций (Fletcher, 1992).

Пластиковые теплицы также получили распространение в регионах мира с относительно мягким зимним климатом. К 1987 году, например, индустрия пластиковых теплиц в провинции Альмерия на юго-востоке Испании расширилась до площади >13 000 га (Castilla et al, 1989). В Испании производство осуществляется на почве, в низкотехнологичных пластиковых теплицах и в производственном цикле с осени до весны (Fernandez et al., 2005).

В Канаде тепличное производство перца началось в конце 1980-х годов, и перец выращивают в регионах, где умеренные температуры позволяют снизить потребление энергии, то есть в провинциях Онтарио и Британская Колумбия, или в провинциях, богатых энергией, таких как Альберта. То, что выращенный в теплице болгарский перец будет высокого качества, является общепризнанным. После помидоров перец является самым крупным овощем, выращиваемым в теплицах Канады. Тепличные перцы собирают в полном цвету и обычно потребляют на свежем рынке.

С конца 1990-х годов Мексика стала местом быстро растущей тепличной индустрии (Steta, 2004). В зимние месяцы в северной и центральной Мексике производят высококачественный тепличный перец для удовлетворения спроса в США, Канаде и Северной Европе.

В США штат Флорида начал производить значительное количество тепличного перца в 2005 году (USDA, 2005). Плоды цветного перца считаются особым товаром, цены на который выше, чем на зрелый зеленый перец (Jovicich et al., 2005). Развивающиеся страны, такие как Индия и Бразилия, пытаются производить сладкий перец под защищенным грунтом.

Расположение участка

Теплицы обычно располагаются вблизи населенных пунктов, где рынок сбыта находится близко, а доступ к автомагистралям удобен. Цена земли и наличие квалифицированных работников являются первоочередными проблемами. Современная тепличная деятельность требует наличия капитала, менеджеров, работников теплиц, техников, которые могут обслуживать и поддерживать инженерное и вычислительное оборудование, консалтинговых фирм и государственных служб. Географическое положение также определяется освещенностью, температурой и осадками в данной местности. Наличие электричества, природного газа и воды должно быть учтено на начальном этапе проектирования.

Идеальное место для (зимней) теплицы — это территория с высокой интенсивностью зимнего света, умеренными зимними температурами, низкой влажностью и легким доступом к рынкам или транспортным точкам. Легкая доступность существующих инженерных коммуникаций помогает снизить затраты на обустройство и повлияет на стоимость топлива. Поскольку солнечный свет является основным источником тепла, следует избегать мест, где деревья или здания могут затенять теплицу. Естественные ветрозащитные полосы, если они посажены в правильном месте, могут снизить затраты на отопление.

Конструкция

При рассмотрении конструкций теплиц для выращивания перца следует учитывать три основных фактора: ограничение нагрузки, проникновение света и стоимость. К основным факторам нагрузки относятся снег и ветер. Уклон крыши не менее 28° от горизонтали и нагретый воздух в теплице должны препятствовать накоплению снега на крыше. Укрепления по бокам теплицы и крыши должны быть достаточными, чтобы противостоять ветру, особенно весной. Для постоянной теплицы предпочтительнее использовать бетонный фундамент. Широкая дверь в одном конце теплицы обеспечит легкий доступ к оборудованию.

Без ущерба для прочности опорные конструкции должны быть сведены к минимуму, чтобы обеспечить максимальное проникновение света. Материалы для остекления должны быть очень прозрачными. Подвесные электрические линии, ирригационные системы и отопительные каналы должны быть сведены к минимуму. Опорные конструкции должны быть окрашены светоотражающим материалом светлого цвета для максимального отражения света.

Теплицы также известны как оранжереи, потому что раньше стандартным материалом для покрытия было стекло. Теплицы с пластиковым покрытием имеют ряд преимуществ перед стеклянными теплицами, однако главное из них — стоимость. Использование пластика позволяет в большей степени варьировать дизайн теплицы, к тому же пластик, как правило, устойчив к поломкам, легок и относительно прост в применении. Существует пять основных типов пластиковых покрытий: акрил, поликарбонат, полиэстер, армированный стекловолокном, полиэтиленовая пленка и поливинилхлоридная пленка.

Акрил устойчив к атмосферным воздействиям и разрушению, очень прозрачен и поглощает больше ультрафиолетового излучения, чем стекло. Двухслойный акрил пропускает около 83% света и, по сравнению с однослойным, снижает потери тепла на 20-40%. Хотя акрил не желтеет, он легко воспламеняется, очень дорог и легко царапается.

Поликарбонат лучше противостоит ударам, он более гибкий, тонкий и менее дорогой, чем акрил. Двухслойный поликарбонат пропускает около 75-80% света и, по сравнению с однослойным, снижает потери тепла на 40%. Однако он легко царапается, имеет высокую скорость расширения/сжатия и обычно начинает желтеть и терять прозрачность в течение года (хотя новые сорта, содержащие УФ-ингибиторы, желтеют не так быстро).

Панели из армированного стекловолокном полиэстера (FRP) долговечны, привлекательны и имеют умеренную цену. По сравнению со стеклом, стеклопластиковые панели более устойчивы к ударам, но пропускают немного меньше света в новом состоянии, пропускают еще меньше света по мере выветривания и имеют высокую скорость расширения/сокращения. Стеклопластик легко режется и поставляется в виде гофрированных или плоских панелей. Его атмосферостойкость может быть значительно улучшена с помощью покрытия из поливинилфторида (например, Tedlar®).

Полиэтиленовая пленка недорогая, но временная, относительно непривлекательная и требует большего ухода, чем другие пластики. Она легко разрушается под воздействием ультрафиолетового излучения солнца, хотя пленка, обработанная УФ-ингибиторами, прослужит на 12-24 месяца дольше, чем необработанная. Поскольку полиэтилен выпускается в виде очень широких листов, для его поддержки требуется меньше структурных элементов каркаса, что обеспечивает большую светопропускную способность. Использование двойного слоя: полиэтилена толщиной 6 mil (около 150 мкм) снаружи и полиэтилена толщиной 2 mil (около 50 мкм) в качестве внутреннего барьера, поможет сохранить тепло, а внутренний слой также поможет уменьшить конденсацию воды. Внутренний слой должен находиться на расстоянии 2,5-10,0 см от внешнего слоя, при этом два слоя должны быть разделены небольшим вентилятором или деревянными прокладками (для создания изоляционного, мертвого воздушного пространства). Два слоя полиэтиленовой пленки снижают теплопотери на 30-40% и пропускают 75-87% доступного света, когда она новая.

Поливинилхлоридная пленка имеет очень высокую излучательную способность для длинноволнового излучения, что создает несколько более высокую температуру воздуха в теплице, покрытой такой пленкой, в ночное время. Включение ингибиторов УФ-излучения может увеличить срок службы пленки. Она дороже полиэтиленовой пленки и имеет тенденцию накапливать больше грязи, которую необходимо смывать зимой для лучшего светопропускания.

Почва

Для выращивания перца в теплицах можно использовать естественную почву. Трудно оценить преимущества и недостатки почвенной культуры по сравнению с беспочвенной из-за отсутствия прямых сравнений в условиях коммерческого производства. Во многих регионах болезни, передающиеся через почву, не позволяют использовать почвенную культуру. По этой причине беспочвенная культура практикуется в Канаде с 1960-х годов (Maas и Adamson, 1980).

Если будет использоваться родная почва, теплицу следует строить на ровных участках на глубоких, хорошо дренированных почвах, таких как супесчаные суглинки. Также важен источник качественной воды, так как высокая концентрация солей в почве или воде может значительно снизить урожайность. Если используется местная почва, перед посадкой каждой культуры следует провести анализ почвы, чтобы определить количество вносимых удобрений. Все фосфорные и калийные удобрения следует вносить до посадки и заделывать непосредственно в почву. Азотные удобрения следует вносить раздельно: одно — перед посадкой, остальные — по мере необходимости в течение вегетационного периода. Азотные удобрения можно вносить в виде подкормки или через систему капельного орошения. Вторичные и второстепенные элементы удобрений следует вносить по мере необходимости. Для стерилизации тепличной почвы использовался бромистый метил, но в связи с возможностью запрета бромистого метила необходимы альтернативы. Паровая стерилизация почвы возможна, но очень дорога. Учитывая проблемы со стерилизацией почвы, большинство растениеводов перешли на беспочвенные среды для выращивания.

Беспочвенная (гидропонная) культура

Гидропонная культура тепличных овощей подразумевает выращивание культур в песке, гравии, торфе, опилках, минеральной вате, кокосовом волокне или искусственных смесях без почвы, содержащихся в мешках, трубках, ваннах, резервуарах или желобах, сконструированных таким образом, чтобы обеспечить циркуляцию питательной среды, необходимой для роста культур.

В отличие от обычной почвенной культуры, гидропонная культура тепличного перца менее щадящая, требует интенсивного управления и надлежащие диапазоны pH и EC. Планирование полива может быть автоматическим и основываться на солнечной радиации. Хотя современные системы автоматизации позволяют минимизировать трудозатраты на внесение удобрений и полив, важен постоянный мониторинг системы. Сельхозпроизводители должны быть хорошо осведомлены о росте растений, балансе питательных веществ, характеристиках культурной среды и физиологии растений.

По оценкам, 80% тепличного перца в настоящее время выращивается в беспочвенной среде, и в течение десятилетия этот процент увеличится почти до 100%.

Все перцы, производимые в коммерческих целях в теплицах Нидерландов, уже выращиваются в садоводческой каменной вате. Она обычно находится в контейнере, через который питательный раствор подается с помощью капельниц, обычно по одной на растение, под автоматическим контролем. Время полива может быть ручным или автоматическим. Рассаду перца обычно начинают выращивать в небольших кубиках каменной ваты — специализированного продукта, производимого на изоляционных заводах путем плавления вулканической породы в доменной печи и последующего прядения ее в волокна. Волокна скрепляются между собой, образуя легкие жесткие плиты среды для выращивания. Преимущества этого материала для садоводства заключаются в том, что он стерилен, легок, инертен и, что самое главное, имеет пустое пространство 97% (что дает ему возможность удерживать очень большие объемы воды, сохраняя при этом достаточное количество воздуха). Стандартные используемые плиты из каменной ваты имеют толщину 75 мм. Хотя существуют некоторые различия между отдельными продуктами из каменной ваты, плиты для выращивания перца, которые могут свободно стекать, содержат около 22% воздуха и 75% воды по объему, когда используются. Содержащие растения кубики помещаются на такую плиту, и, поскольку аэрация увеличивается с высотой, аэрация в верхней части кубика возрастает до >40%. Это является важным фактором для предотвращения гниения кроны. Типичный объем используемой в настоящее время каменной ваты составляет около 1,41 м2 площади теплицы.

Среды

Предпочтительны химически инертные материалы. Физические свойства, особенно пористость, необходимо учитывать в отношении распределения питательного раствора, дренажа и аэрации. Опилки использовались для выращивания перца в Британской Колумбии, Канада (Portree, 1996), благодаря их доступности в лесной промышленности и простоте утилизации после выращивания культуры. Плиты из каменной ваты использовались для простоты управления (Portree, 1996). В Испании были проведены испытания пыли кокосовой койры, мочевины формальдегида и рисовой шелухи с добавлением полиакриламидного геля (поглотителя воды) (Del Amor and Gomez-Lopez, 2009). Кокосовая койра дала самый высокий урожай и качество плодов.

Питательный раствор

В прошлом неиспользованный питательный раствор сливался в окружающую среду (открытая система). В настоящее время питательный раствор часто собирают и повторно используют (закрытая система или рециркуляция) для минимизации загрязнения окружающей среды и экономии воды. При рециркуляции питательный раствор необходимо постоянно контролировать и регулировать pH, EC и концентрацию ионов. В системах рециркуляции также существует вероятность распространения патогенных микроорганизмов. Наиболее распространенными методами решения этой проблемы являются санитарная обработка, фунгициды, поверхностно-активные вещества, окислительные биоциды, ультрафиолетовое излучение, озон, тепловая стерилизация, биологический контроль и фильтрация (Schuerger and Hammer, 2009).

Ни один состав питательных растворов не является универсальным (Jovicich et al., 2004). Кислородное голодание может ограничить рост культур. В гидропонике с рециркуляцией питательного раствора кислородное голодание более вероятно, чем в открытых системах. Вопрос о том, как увеличить содержание кислорода в питательных растворах, все еще активно изучается (Ehret, pers. comm.).

Соленость легче контролировать в гидропонных системах, чем в почвенной культуре. Соленость может оказывать положительное или отрицательное влияние на рост, урожайность и качество перца. Высокая засоленность замедляет рост рассады, снижает урожай (Kara et al., 2007) и увеличивает заболеваемость гнилью кончиков цветков (BER) (Navarro et al., 2002). Частое орошение снижает соленость и приводит к высокой дренажной фракции в закрытых гидропонных системах, что может замедлить скорость накопления соли в корневой зоне, повысить урожайность и улучшить качество плодов (Savvas et al., 2007). Использование умеренно соленой воды (15 мМ NaCl) было полезно, когда перец собирали красным, за счет повышения антиоксидантной активности (Navarro et al., 2006).

Условия выращивания

Последние достижения в области тепличных технологий можно отнести к тепличной инженерии и вычислительной технике. В последние годы проектирование теплиц было связано с эффективным использованием энергии (Bakker et al., 2008), а также с оптимизацией конструкции для производства и выведения новых сортов (Heuvelink and Gonzalez-Real, 2009).

Теплицы проектируются для удовлетворения потребностей растений. На рост и развитие растений влияют пять ключевых элементов: свет, температура, воздух, вода и питательные вещества. Структура теплицы в первую очередь связана со светом, температурой и движением воздуха, в то время как производственные системы в основном связаны с водой и питательными веществами. Большинство современных теплиц оснащены автоматическим контролем окружающей среды.

Температура

На рост растений перца могут влиять многие факторы. Наиболее важным из них является температура воздуха, особенно в ночное время.

Регулирование температуры воздуха в теплице важно как для вегетативного роста, так и для плодоношения. Регулирование температуры воздуха вокруг заданной точки может быть достигнуто с помощью автоматических систем. Предлагаемые температурные параметры дополнительно корректируются с учетом солнечной радиации, температуры наружного воздуха, а также вегетативного и репродуктивного периодов роста (Portree, 1996).

Для получения приемлемого товарного урожая оптимальные дневные/ночные температуры составляют 23/18 °C (Pressman et al., 2006). 

Обогрев обычно составляет основную потребность в энергии для теплицы. На отопление приходится большая часть энергетических потребностей тепличного производства в северных широтах. Поскольку высота растений перца в теплице может достигать 2 м и более, распределение тепла по высоте может быть достигнуто с помощью труб отопления, расположенных как на земле, так и над землей. Источник энергии для отопления зависит от местности.

Охлаждение теплицы также важно. Экстремально высокая температура воздуха в теплице приводит к стрессу культуры в летние месяцы, поэтому для снижения температуры и повышения влажности можно использовать систему охлаждения туманом (Katsoulas et al., 2006). Следует избегать экстремально низких температур, особенно ночной температуры <12°C (Pressman et al., 1998).

Испарительное охлаждение является наиболее эффективным и экономичным способом снижения температуры в теплице в районах с низкой влажностью. Правильная вентиляция также важна не только для контроля температуры, но и для пополнения запасов CO2 и контроля относительной влажности внутри теплицы. Относительная влажность около 90% будет способствовать развитию болезней. Вентиляторы на крыше редко используются в пластиковых теплицах, вместо них используются боковые форточки для обеспечения как вентиляции, так и охлаждения. Форточки должны быть установлены как можно выше на стене. Затенение крыши может потребоваться поздней весной или ранней осенью, если дневные температуры становятся слишком высокими. Различные затеняющие материалы, которые можно распылять или наносить кисточкой, можно приобрести в компаниях по снабжению теплиц. Однако такие затеняющие составы необходимо удалять с наступлением прохладной погоды. Также можно приобрести теневые ткани, обеспечивающие различную степень затенения.

Экстремально высокие температуры в период высокой освещенности наносят ущерб урожаю и качеству. Побелка крыш, использование системы туманообразования низкого давления или затенение с помощью мобильного внутреннего экрана могут снизить температуру. Система туманообразования была эффективна для снижения температуры воздуха и дефицита давления пара, но имела отрицательный эффект снижения качества плодов (Katsoulas и др., 2007). Дополнительными недостатками являются высокая стоимость приобретения и эксплуатации системы туманообразования, а также потребность в воде высокого качества.

В идеале отопление, охлаждение и вентиляция должны быть автоматизированы для экономии труда и обеспечения надлежащего температурного контроля. Полиэтиленовые вентиляционные трубы с перфорационными отверстиями шириной около 7 см, расположенными вдоль них, можно подвесить в верхней части дома, от одного конца к другому, чтобы равномерно перемешивать более холодный воздух с более теплым и предотвращать сквозняки.

Освещение

Освещение так же важно, как и температура. Растениям необходимо достаточно света для поддержания здорового роста и плодоношения в течение всего производственного сезона. Сорта были выведены специально для выращивания в теплицах. Эти сорта хорошо растут при ограниченном фотосинтетически активном излучении (ФАР). Перцы лучше всего растут при свете с длиной волны 400-700 нм. Большинство покрытий для теплиц пропускают эти короткие волны видимого света. Полиэтилен и стекловолокно, как правило, рассеивают свет, в то время как акрил и поликарбонат пропускают излучение напрямую. Рассеянный свет, как правило, идет на пользу растениям, поскольку уменьшает избыток света на верхних листьях и увеличивает количество света, попадающего на нижние листья.

Количество солнечного света, достигающего полога растений, зависит от расположения и конструкции теплицы. Для того чтобы максимально эффективно использовать имеющийся естественный свет, были разработаны укрывные материалы для теплиц, улучшающие светопропускание. Другой подход заключается в использовании искусственного освещения, например, натриевых ламп высокого давления (HPS), закрепленных над пологом растений. Уровень искусственного освещения и связанный с ним фотопериод усложняют принятие решений по освещению. Использование HPS освещения от восхода до заката солнца оказалось более выгодным, чем фиксированное 13 или 17-часовое ежедневное освещение для тепличных перцев. Искусственное освещение также считалось наиболее полезным в период низкой освещенности зимой. Весной и осенью периодически преобладает яркий свет, что оправдывает отключение искусственного освещения.

Количество света на урожайность перца можно смоделировать (Marcelis et al., 2006). В целом, при увеличении освещенности на 1% наблюдалось увеличение урожая на 0,8 1%. Однако свет нельзя рассматривать как отдельный фактор, а как часть общего управления, поскольку его эффективность возрастает при увеличении концентрации CO2 и повышении температуры. Поиск лучшего и более эффективного искусственного освещения продолжается.

Рекомендуемый уровень освещенности для рассады перца составляет примерно 35 ФАР в течение 18 часов в день. Демерс и др. (1991) изучали влияние дополнительного освещения на молодые растения перца и обнаружили, что такое освещение значительно увеличило вес растений до и после сушки, процент сухого вещества, ранний, товарный и общий урожай, общее количество собранных плодов и средний вес товарных плодов. Кроме того, плоды с растений, получавших дополнительное освещение, могли быть собраны на 1-2 недели раньше, чем с растений, получавших только естественное освещение. Дополнительное освещение 125 ммоль/(м2 ⋅ с) оказалось лишь незначительно лучше, если его давать каждый день в течение 20 часов, чем если бы оно давалось в течение 16 часов в первый день.

Вода

Вода подается к корням путем капельного орошения с питательными веществами или без них. Вода и питательные вещества могут подаваться вместе автоматически в почвенной или беспочвенной культуре. Частота и продолжительность подачи раствора определяется потребностями растений. В гидропонных системах объем полива изменяется сезонно от 1 л/м2 в день зимой и ранней весной, до 5 л/м2 в день весной и более 5 л/м2 в день летом (BCMAFF, 2005).

Для обеспечения адекватного орошения вегетационных сред отбираются и контролируются пробы избыточного питательного раствора в гидропонной системе. Нормальными считаются значения до 30% по объему, превышающие насыщение среды выращивания в полуденный час. Чрезмерный полив вымывает накопленные минеральные соли.

Воздух

Нормальный уровень кислорода в атмосфере внутри теплицы не является поводом для беспокойства, за исключением зимнего периода, когда теплицы закрыты почти герметично. Минимальный уровень кислорода в среде для выращивания или почве необходим для здоровой корневой системы. Следует выбирать среду с оптимальной пористостью для отвода воды или питательного раствора и обеспечения доступа воздуха. Частота и продолжительность полива также могут быть отрегулированы для поддержания водно-воздушного баланса.

Было установлено, что внесение дополнительного количества СО2 в теплицу значительно повышает урожайность тепличного перца (Portree, 1996). Такая подкормка наиболее эффективна, если теплица была закрыта на несколько дней без вентиляции. Обогащение двуокисью углерода, по крайней мере, до 800 ppm, обычно рекомендуется для выращивания растений. Максимальные результаты были достигнуты при подаче 1000-1500 ppm CO2 в теплицы с помощью пропановых горелок или других генераторов CO2. Нормальная концентрация CO2 в атмосфере составляет 330-350 ppm. Инжекция CO2 в теплицы в Британской Колумбии практикуется даже летом, когда форточки открыты.

Питательные вещества

Минеральное питание является одним из наиболее важных аспектов эксплуатации теплицы. Питательные растворы для выращивания перца аналогичны тем, что используются для тепличных томатов. В руководствах по производству содержится ценная информация (Portree, 1996; BCMAFF, 2005). В гидропонных системах все необходимые питательные вещества сведены в единый питательный раствор для автоматической доставки к корневой системе. Избыточное или недостаточное поступление этих элементов осложняется такими факторами, как частота и продолжительность полива, возраст культуры, освещение и температура. Опыт и сенсорные устройства помогают оптимизировать автоматическую доставку питательных веществ. Частый анализ питательных растворов, отобранных из среды выращивания и тканей растений, предоставляет опытным садоводам важную информацию для подтверждения визуального диагноза и мониторинга состояния растений.

Интегрированная борьба с вредителями

Интегрированная борьба с вредителями (Integrated pest management, IPM) — это целостный подход к борьбе с вредителями, который не исключает использование пестицидов в теплицах. Скорее, пестициды используются в сочетании с культурной, естественной, механической и биологической борьбой, а также мониторингом насекомых, чтобы максимизировать общую эффективность методов борьбы. Сокращение использования пестицидов при более эффективных графиках уменьшает не только негативное воздействие этих химических веществ на окружающую среду и людей, но и снижает вероятность развития устойчивости у вредителей (CPI, 1997/1998).

Выращивание

Выбор технологии производства зависит от экономических факторов, среди которых важны место производства и целевые рынки. Двумя определяющими факторами принятия технологии являются фундаментальные элементы оборудования (нагрев и субстрат) и способ производства (интегрированное производство и экологическая защита).

В тепличных условиях перец может вести себя как многолетнее растение. Если обстоятельства позволяют, можно сделать так, чтобы одна посадка сохранялась в течение нескольких лет. Такая форма управления экономит затраты на смену культур (т.е. на стерилизацию, семена и размножение), но эта выгода должна быть взвешена против того факта, что перцы будут занимать теплицу в периоды низкой доходности и мешать выращиванию более прибыльной культуры. Решение о том, стоит ли хранить растения дольше года, также в значительной степени зависит от состояния здоровья растений; конечно, нецелесообразно продолжать выращивание культуры, растения которой погибли.

Сорта

Сорта, предназначенные для коммерческого тепличного производства, в основном выведены коммерческими фирмами. Пригодность к местности должна быть проверена. Большинство сортов имеют свои специфические требования к условиям выращивания. Смешивать сорта в одной теплице не рекомендуется.

Субстрат

Сообщалось, что в нескольких тепличных испытаниях перца, выращенного на каменной вате, белая светоотражающая мульча обеспечила лучший рост растений и урожайность, чем красная светоотражающая мульча.

Посев

Рекомендуется использовать термически обработанные семена (BCMAFF, 2005). Семена проращивают в беспочвенной среде при соответствующей температуре до появления всходов.

Для тепличного выращивания семена перца обычно проращивают в ячейках из каменной ваты размером 25 на 35 мм, которые смачивают питательным раствором с ЕС 0,5 мСм/см и рН 5-6. Растворимые соли могут накапливаться в вате или среде выращивания и увеличивать вероятность развития гнили кончиков цветков. Температура среды должна поддерживаться на уровне 26 °C до появления всходов, затем ее следует снизить до 24 °C. Чтобы снизить скорость высыхания ячеек, в теплице необходимо поддерживать относительную влажность воздуха на уровне 60-80%. Во время проращивания вес ячеек должен составлять не менее 70% от их насыщенного веса.

После появления всходов температура среды может быть снижена. Ежедневное дополнительное освещение, которое заканчивается с заходом солнца, используется для стимулирования вегетативного роста. После высадки рассады продолжительность освещения можно сократить. Освещение должно использоваться только в условиях низкой естественной освещенности. Пробки с рассадой переносят в блоки со средой, когда появляются первые настоящие листья. Блоки размещают на белом полистироле на земле для отражения света и подпитывают питательным раствором. Дополнительное освещение прекращают за 1 неделю до перемещения растений в производственную теплицу.

Пересадка

Примерно через 30 дней после посева расстояние между растениями увеличивают. Сеянцы пересаживают в кубики из каменной ваты размером 75-100 мм, когда появляются первые настоящие листья. Температуру поддерживают 21 °C. Некоторые садоводы переворачивают рассаду на этом этапе, так как это замедляет рост растения на 3-4 дня и дает конечное растение, которое короче и менее склонно к падению при обращении с ним. Перед пересадкой кубики следует смочить раствором удобрений с ЕС 2,5 мСм/см.

Качество пересадки будет определять конечный урожай. Плохая пересадка, без нижних листьев, не даст такого же урожая, как здоровая пересадка. Хороший результат дает недельный период закаливания, прежде чем растения будут перенесены из зоны размножения в основную теплицу.

Высадка рассады

Высадку рассады на постоянное место обычно проводят в возрасте 6-7 недель, когда вес растений будет около 40 г, а растения достигают высоты 25-30 см и начинается ветвление на шестом узле. Хотя 7-8-недельные растения могут дать лучшую пересадку с более толстыми листьями и большим количеством сухого вещества.

Плотность посадки влияет на количество побегов на растении. При использовании дорогостоящих семян посадка с более широким расстоянием между растениями, сформированными в три побега, считалась более экономичной, чем более плотная посадка растений, сформированных в два побега.

Конечная плотность растений обычно варьируется в пределах 2,0-3,5 растений на м2. Перцам требуется больше места, чем томатам. Обычно ряды располагают на расстоянии 1 м друг от друга. Минимальное расстояние между растениями должно составлять 60 см в обоих направлениях.

Пересадка в среду для выращивания может вызвать пересадочный шок из-за низкого уровня относительной влажности воздуха вокруг отдельных растений. Для уменьшения стресса температуру воздуха следует на несколько дней поднять до 20 °C. После акклиматизации температура корневой зоны должна составлять 21 °C, а температура воздуха — 23-26 °C (днем) и 21 °C (ночью). Когда ячейки с растениями высохнут до 70% от насыщенного веса (используйте датчик для измерения и контроля), следует провести полив сверху полным питательным раствором для вымывания солей и обновления воздуха. Уровень CO2 в питательном растворе необходимо поддерживать 400-500 мг/л.

Молодые растения поливают раствором полного удобрения. Растения не следует переувлажнять. Кубики из минеральной ваты можно поливать питательным раствором после того, как они высохнут до 70% от своего насыщенного веса.

В Британской Колумбии, Канада, блоки питательной среды помещают в мешок с опилками, прорезая в мешке щель, а не отверстие, и помещают капельницу для полива в блок питательной среды. Обычно достаточно двух-трех поливов в сутки, чтобы поддерживать опилки во влажном состоянии и стимулировать рост корней.

Формирование и обрезка

Способы формирования классифицируются на «испанскую» и V-образную шпалеру (Jovicich et al., 2004). В системе «испанской» шпалеры растению дают возможность расти без обрезки. Эта система экономит около 75% трудозатрат и дает плоды с низким процентом гнили на концах цветков (USDA, 2005). Система «V» состоит из растения с двумя основными стеблями. Молодые растения естественно разветвляются на два, а иногда и на три побега между пятым и восьмым узлом. Примерно через 4 недели после посадки выбирают два самых сильных побега и сохраняют их в качестве двух главных стеблей (лидеров), а все боковые побеги за пределами первого или второго листа обрезают. Парные стебли поддерживаются в вертикальном положении с помощью шпагата, который наматывается на стебли по мере их роста (USDA, 2005). Боковые побеги на 10-15 см ниже апикальной меристемы побега и ниже подвергаются обрезке. Дефектные плоды удаляются. В начале сезона следует рассмотреть вариант оставления двух-трех листьев на побеге. Испанская система» дает больший урожай сверхкрупных плодов и требует меньше труда по сравнению с «V» шпалерной системой (Jovicich et al., 2004).

Опыление

Цветы перца самоопыляемые, но лучшего плодоношения можно добиться при ручном или электрическом опылении, а также опылении с помощью шмелей. В продаже имеются ульи для тепличного производства. Пыльца может вызвать проблемы со здоровьем у работников, и пчелы уменьшают эту опасность.

Хотя в теплице перец самоопыляется, исследования показали, что опыление шмелями или медоносными пчелами сокращает время от завязывания плодов до сбора урожая. Опыление пчелами также может увеличить процент особо крупных и крупных плодов и уменьшить количество деформированных плодов. Эффективность шмелей, по-видимому, связана с сортами. Например, исследования, проведенные в Нидерландах с участием шмелей, показали, что сорт ‘Eagle’ имеет значительную реакцию на опыление, а сорт ‘Mazurka’ — нет. Ульи с медоносными пчелами можно заселять за 3-4 недели до развития цветков, что дает время для акклиматизации ульев до того, как появятся цветки перца для опыления. В этот период пчелам по-прежнему необходим источник пищи.

Уход

Управление растениями включает в себя возраст культуры, уровень естественного освещения и температуру воздуха. Визуальные наблюдения (BCMAFF, 2005) позволяют садоводам достичь баланса между вегетативным и репродуктивным ростом, контролируя температуру воздуха (дневную, ночную и среднюю за 24 часа), обогащение CO2, орошение, подкормки, дефицит давления пара, освещенность, количество листьев и плодов.

Молодые растения естественно разветвляются на два или иногда три побега, обычно после пятого или восьмого узла. При необходимости растения обычно обрезают, оставляя два самых сильных стебля, примерно через 4 недели после высадки. Из-за своей хрупкости перцы нуждаются в тщательной поддержке. Наиболее часто используемая система поддержки — это струна. Струны привязывают к стеблям, а затем к проводам, проходящим на высоте 2,5-3,0 м над каменной ватой. По мере роста растений в высоту их закручивают вокруг струнной опоры каждые 10-14 дней. Избыточный рост в районе верхних 10-15 см растения обычно обрезают. В любое время следует проводить обрезку или обучение попеременно в нескольких рядах, чтобы уменьшить возможные изменения климата, вызванные стрессом растений.

В идеале растение перца дает плоды на каждые два листа. Когда боковые ветви имеют четыре пазухи листьев над первой развилкой, можно приступать к закладке цветков. Неправильной формы и больные плоды следует удалять как можно скорее. Боковые побеги также удаляются как можно раньше, что позволяет лучше проникать свету и развивать более крупные цветки. При высокой интенсивности света следует рассмотреть возможность оставлять больше листьев на побеге, так как это предотвратит ожог плодов солнцем. Вторичные цветки в пазухах листьев имеют относительно низкое качество, поэтому важно, чтобы первый цветок, образовавшийся на молодом растении перца, также был удален, так как, если этого не сделать и плод завяжется, рост ранних побегов уменьшится, и растение будет иметь узкий центр с плохо развитыми плодами.

Перец чувствителен к натрию, который может снизить урожайность и вес плодов. Если pH питательного раствора падает до 5 в течение длительного времени, может проявиться токсичность марганца. Повреждения проявляются в виде «ожоговых» пятен на листьях вблизи верхушки растения, причем в первую очередь эти признаки проявляются у растений в более теплых районах теплицы с высокой скоростью транспирации. Дефицит бора проявляется в виде желтого обесцвечивания кончиков листьев, расположенных примерно на 30 см ниже верхушки растения, при этом жилки листьев пораженных растений становятся коричневыми (этот признак легко заметить, если поднести листья к свету). Это состояние возникает из-за плохого роста корней, бор поглощается молодыми кончиками корней.

Урожайность и прогнозирование урожайности

В тепличных условиях от появления плодов до развития цвета может пройти до 11 недель. Для тепличного производства вполне реально получать шесть-семь плодов в неделю. Более интенсивное производство может затруднить усвоение кальция и привести к вершинной гнили плодов.

Для повышения урожайности обычно используется повышенное удобрение, но это также увеличивает риск высокой засоленности. Будучи индетерминантным, тепличный перец плодоносит до 11 месяцев. Производство тепличного перца имеет циклический характер. Механизм нерегулярного урожая был исследован (Sauviller et al., 2009; Wubs et al., 2009). Недавно были созданы нейросетевые модели, позволяющие прогнозировать недельную урожайность на 1-2 недели вперед (Lin and Hill, 2008). Характер пиков и спада урожайности перца невозможно было контролировать путем манипулирования факторами окружающей среды в теплице (Lin et al., 2009).

Сбор урожая

Плоды перца созревают в виде наплывов или волнообразно (USDA, 2005). В теплых условиях плоды можно собирать один или два раза в неделю.

Период ожидания перед сбором урожая после применения пестицидов необходим для того, чтобы убедиться, что уровни остатков пестицидов находятся в пределах приемлемых стандартов. Многие пестициды рассеиваются в теплице с меньшей скоростью, чем в поле (Fenoll et al., 2009).

Тепличные перцы убирают, когда по крайней мере 85% поверхности плодов достигли характерного сортового цвета — красного, желтого или оранжевого. Плоды тепличного перца созревают примерно за 94 дня (Yahia et al., 2001). Они имеют неопределенный характер созревания, и возможны сезонные колебания в скорости созревания. Перцы, собранные весной, могут содержать в два раза больше фитохимических веществ и антиоксидантов, чем те, которые были выращены зимой (Fox et al., 2005). Уровень аскорбиновой кислоты (AsA) совпадает с началом созревания, о чем свидетельствует изменение цвета и повышение уровня оксидазы аскорбиновой кислоты (AAO). Во время созревания может происходить повышение уровня витамина С, фенольных соединений, сахаров и каротиноидов (Navarro et al., 2006; Perez-Lopez et al., 2007).

Для срезания плодов с растений рекомендуется использовать нож с тупым концом, но с острым концом. Острый край обеспечит чистый срез, предотвращая заражение стебля, а тупой конец не повредит соседние плоды. Ножницы использовать не рекомендуется, поскольку оставляемые ими грубые раны могут способствовать развитию фузариозной инфекции. Плоды обычно собирают, когда они на 85% полностью окрашены. Плоды собирают от одного до трех раз в неделю.

Обрезание цветоносов сохранит лучший внешний вид и приведет к меньшему количеству травм при транспортировке и обработке, но необходимо принять меры, чтобы избежать передачи вирусов между плодами. Хорошей культурной практикой является периодическая стерилизация режущих инструментов, чтобы свести к минимуму распространение болезней. В качестве альтернативы часто практикуется сбор перца путем разрывания (т.е. срывания) из-за снижения вероятности передачи вирусов. Срывание плодов не приводит к большей потере воды, чем срезание плодов (Smith et al., 2006).

Сортировка и калибровка

Плоды с вершинной гнилью, усадочными трещинами, солнечными ожогами и другими дефектами удаляются вручную перед сортировкой, сортировкой и упаковкой на машине. Перец не должен быть погружен в воду во время передачи на упаковочную линию, так как вода может проникнуть в полый стручок и вызвать послеуборочную гниль. Для мытья хорошо использовать верхнее нанесение чистой воды и щеточные валики (USDA, 2005). Натирание воском может увеличить срок хранения и минимизировать повреждения от потертостей и истирания во время сбыта. Если внешний вид плодов удовлетворительный, без остатков опрыскивания или следов насекомых, их обычно не моют и не обрабатывают воском (Lin, pers. observ.).

Перец ценится за свои текстурные качества: хрусткость, упругость и тургор. Эти качества в сочетании с большой центральной полостью и хрупкой внешней стенкой делают перец склонным к механическим повреждениям. Физические повреждения не только ухудшают внешний вид плодов, но и приводят к повышенной потере воды (потере веса и снижению упругости) и гниению.

Для минимизации потери веса и сохранения упругости предпочтительно охлаждение принудительным воздухом в течение нескольких часов после сбора урожая и хранение в атмосфере высокой влажности. Дыхание можно замедлить путем охлаждения до самой низкой безопасной температуры, 7 °C, и относительной влажности 90-95%, что обеспечивает послеуборочный срок хранения 2-3 недели. Перец можно хранить при температуре 5°C, но если срок хранения превышает 2 недели, то происходит повреждение от охлаждения.

Товарные плоды сортируются по диаметру, и более крупные плоды приносят более высокую цену. Сорта плодов соответствуют стандартам страны или классификации, основанной на диапазоне диаметров, аналогичных тем, что используются для импортных перцев, т.е.: очень крупные — диаметр >8,4 см; крупные — 7,6-8,1 см; средние — 6,4-7,4 см; мелкие — 5,6-5,8 см.

Хранение

На параметры качества влияют тип сорта и дата сбора урожая. Потеря веса, размягчение и поражение гнилью являются факторами, которые ухудшают общий вид перца после длительного хранения (Maalekuu et al., 2004).

Потеря веса из-за потери воды зависит от соотношения поверхности и объема плода (при условии постоянной формы), а также от количества и распределения эпикутикулярных восков. Плоды с большим отношением поверхности к объему (маленькие перцы) теряют вес со значительно большей скоростью, чем крупные плоды (Banaras et al., 2005). Потеря воды у перцев, выращенных в теплице, значительно выше, чем у перцев, выращенных в поле, возможно, из-за различий в отложении кутикулярных восков во время роста. Потеря воды вызывает размягчение и сморщивание, что сокращает срок хранения. Упругость плодов напрямую связана с потерей воды в течение 1 недели хранения при оптимальной температуре.

Гниль — еще один важный послеуборочный дефект качества. Гниение может быть результатом длительного хранения или повреждения при охлаждении. Наиболее распространенными возбудителями гнили являются Botrytis, Alternaria (связанная с повреждением при охлаждении), а также мягкая гниль грибкового и бактериального происхождения. Предотвращение инокуляции путем использования хорошей культурной предуборочной практики и избежание послеуборочных травм, температурных и влажностных стрессов являются эффективными способами минимизации заболеваемости гнилью.

Цвет зависит от содержания каротиноидов в плодах и является одной из наиболее важных характеристик, определяющих качество (Gomez- Ladron De Guevara et al., 1998). Скорость разрушения пигментов зависит от температуры хранения и относительной влажности. Повышенные температуры и пониженная влажность способствуют потере пигмента.

Перец, снятый с производства, или излишки перца могут быть переработаны в свежесрезанный продукт. Для поддержания необходимого уровня санитарии во время переработки и упаковки могут потребоваться специальные помещения.

Условия хранения

Свежий перец может храниться 2-3 недели при температуре 7 °C и относительной влажности 90-95% (USDA, 2004). Перец, выращенный в жарком, сухом климате (например, на юго-западе США), хранится дольше (3-5 недель), чем выращенный в жарком, влажном климате (например, на юго-востоке США) (2-3 недели). Возможно, более короткий срок хранения, вызванный роскошными тепличными условиями выращивания, может быть компенсирован лучшими санитарными условиями и доступностью питательных веществ во время роста. Срок хранения может быть продлен еще на неделю путем упаковки в влагоудерживающую пленку при температуре от 7 до 10 °C. Однако такая упаковка в пленку может помешать принудительному воздушному охлаждению, а конденсат на пленке может способствовать росту микроорганизмов.

Перец чувствителен к поражению холодом при хранении ниже 7 °C и к ускоренному созреванию и гниению при хранении выше 13 °C. Оптимальный диапазон температур хранения — 7-13 °C.

В то время как целые перцы чувствительны к охлаждению и должны храниться при температуре от 7 до 10 °C, свежесрезанные перцы должны храниться при температуре от 0 до 5 °C для сохранения визуального качества (Cantwell, 2009).

Перец чувствителен к низкой температуре и низкой влажности, особенно если плоды хранятся в таких условиях, а затем подвергаются воздействию температуры 19-21 °C (Lownds et al., 1994). Температура хранения также влияет на время окрашивания плодов при хранении. Например, если поместить на хранение при 70%-ной окраске, желтым стручкам требуется 23 дня для достижения зрелости при 8 °C и 7 дней при 24 °C, тогда как соответствующие периоды для красных стручков составляют 13 и 10 дней соответственно.

Относительная влажность воздуха должна быть высокой, чтобы предотвратить высыхание плодов. Плоды перца теряют упругость после потери всего 2% влаги, а при потере 6% влаги они сморщиваются.

Контролируемая и модифицированная атмосфера в упаковке

Перец немного выигрывает от хранения в контролируемой атмосфере (Saltveit, 1997). Снижение содержания кислорода до 2-5% дает небольшие преимущества во время транспортировки или хранения, но повышение содержания CO2 до 2-5% может не принести пользы, а CO2 выше 5% может вызвать точечную порчу, обесцвечивание и размягчение. Атмосфера в 3% O2 и 5% CO2 была более благоприятной для красного перца, чем для зеленого.

Упаковка в модифицированной атмосфере с использованием полиэтиленовых пакетов значительно снижает потерю воды, но не влияет на другие качественные характеристики хранящихся перцев (Banaras et al., 2005).

Перцы неклимактеричны и вырабатывают очень низкий уровень этилена при рекомендуемых температурах хранения. Использование этилена для усиления созревания или изменения цвета не рекомендуется. Выдерживание частично окрашенных перцев при температуре 20-25 °C и высокой влажности (>95%) в течение нескольких дней — лучший способ ускорить созревание и изменение цвета. Для сохранения качества храните перцы вдали от плодов, вырабатывающих этилен, и помещений для дозревания, где используется этилен.

Повреждение при замораживании и нарушения при хранении

Перец чувствителен к повреждению при хранении при температуре ниже 7 °C. Симптомы включают поверхностную точечную порчу, повреждения от воды, гниение (особенно из-за Alternaria) и обесцвечивание семенной полости (USDA, 2004). Чувствительность варьируется в зависимости от сорта. Спелые или цветные перцы менее чувствительны к охлаждению, чем зеленые. Температура хранения должна быть выше 7 °C для полностью окрашенных, спелых перцев (Cantwell, 2009) и выше 10°C для зрелых зеленых перцев (USDA, 2005).

Температура ниже 7-10 °C в течение длительного периода времени вызывает повреждение от охлаждения и, в конечном итоге, гниение или разложение после возвращения в комнатную температуру.

Потеря воды — еще один важный дефект, вызванный неправильным хранением. В зависимости от температуры и влажности (т.е. дефицита давления пара), перцы могут потерять упругость (потеря влаги около 2%) или сморщиться (потеря влаги около 6%) в течение нескольких дней. Охлаждение и потеря воды зависят от сорта, и оба негативно влияют на послеуборочное качество (Smith et al., 2006).

Предуборочные факторы

Предуборочное применение биоактиваторов, одним из которых является мессенджер Harpin, для повышения качества послеуборочной продукции является новой областью исследований. Harpin был выделен из бактерии. Предуборочное внекорневое применение Harpin увеличило срок хранения в условиях модифицированной атмосферы при использовании полипропиленовой пленки (Akbudak et al., 2006). В другом случае высокие дневные температуры предотвратили появление симптомов при низких ночных температурах (Pressman et al., 2006). Из-за 10-месячного периода выращивания качество хранящегося перца будет меняться в зависимости от сезона выращивания даже при оптимальных условиях хранения.

Физиологические нарушения

Вершинная гниль

Вершинная гниль плодов перца (Blossom-end rot, BER) является распространенным физиологическим заболеванием тепличного перца, хотя механизм ее возникновения до конца не изучен (Aktas et al., 2005).

Возникновение вершинной гнили связано с дефицитом кальция в плодах, образующихся, когда растения находятся в состоянии стресса (например, засоления). Накопление большого количества Ca в дистальной части плода может быть усилено путем создания низкой относительной влажности вокруг плода (Tadesse et al., 2001). Источник азота имеет решающее значение. Общий и высококачественный урожай плодов снижается при увеличении концентрации NH4 выше 2 ммоль/л. Для снижения вершинной гнили и улучшения качества плодов питательный раствор должен регулироваться так, чтобы он содержал мало K и много Ca.

Растрескивание плодов

Растрескивание плодов — распространенное физиологическое нарушение, которое снижает урожайность товарных плодов.

На заболеваемость влияют факторы окружающей среды (Moreshet et al., 1999). Низкий ночной дефицит давления пара (VPD) связан с высокой частотой растрескивания плодов (Ehret et al., 2008). Прямая радиация и температура внутреннего пространства плодов коррелировали с суточным расширением и усадкой плодов. Плоды с более высокой амплитудой расширения-сжатия имели более серьезные симптомы растрескивания. Водный статус плодов является фактором, определяющим тяжесть растрескивания плодов.

Другие нарушения

Скручивание листьев и хлороз, вызванные обогащением CO2 в теплице, характерны только для тепличного перца (Aloni and Kami, 2002). Другие заболевания связаны с различными биотическими или абиотическими стрессами. Чаще всего абиотические стрессы могут быть прямо или косвенно связаны с доступностью воды и засоленностью.

Болезни

Озабоченность потребителей по поводу слишком большого количества синтетических химикатов в продуктах, лучшие условия труда для работников и меньшее воздействие на окружающую среду являются движущими силами для интегрированной борьбы с вредителями. Хорошая санитария до и во время выращивания культур необходима.

Поскольку перцы прорастают и всходят медленно, они могут быть особенно восприимчивы к воздействию сырости. Использование семян, обработанных фунгицидом, поможет предотвратить потери рассады.

Профилактика является лучшим способом борьбы. По мере созревания растений важно своевременно выявлять болезни и удалять пораженные растения. Также полезно использовать устойчивые к вирусам сорта, если таковые имеются. Пересаживать следует только здоровую рассаду, а слабую следует отбраковывать. Заболевшие растения следует выкорчевать как можно раньше, до начала текущего ухода. Опрыскивание рассады 10%-ным раствором сухого обезжиренного молока, содержащего не менее 35% белка, позволит контролировать распространение вируса при работе с рассадой в теплице. При работе с растениями работники также должны окунать руки в такой раствор, чтобы уменьшить распространение вирусов. Если молочный раствор использовать неудобно, можно также опрыскать руки спиртом для протирания. Кроме того, тщательная очистка обуви и инструментов уменьшит распространение болезни.

Замачивание инвентаря на ночь с четвертичным аммиаком или другим антивирусным средством у входа в теплицу помогут предотвратить проникновение возбудителей болезней в теплицу. Посетителей следует ограничить пешеходными дорожками и не разрешать им работать с урожаем. Все растительные остатки должны быть полностью убраны со всего участка выращивания в конце сезона выращивания. Вирусы могут выживать в сухих растительных остатках в течение 25 лет. По возможности после каждого сезона мойте под давлением все внутренние помещения теплицы и все тележки, корзины и тракторы (особенно их шины), которые используются в теплице. Чтобы уменьшить заражение вирусом табачной мозаики (TMV), никогда не разрешайте курить в теплице.

Фузариозная стеблевая и плодовая гниль, серая плесень ботритиса, мучнистая роса и корневая гниль питиума являются важными болезнями (Правительство Канады, 2006). Другие болезни включают бактериальную мягкую гниль, белую плесень, засыхание рассады, табачную мозаику, томатную мозаику, пятнистое увядание томатов и мягкую крапчатость перца. Борьба с болезнями ограничена отсутствием устойчивых сортов и небольшим количеством доступных зарегистрированных химических препаратов. Борьба с болезнями включает в себя мониторинг культур, а также культурные, физические, биологические и химические меры контроля. Необходимо часто контролировать посевы.

Культурный контроль включает в себя манипулирование тепличными условиями для лучшего роста культур и избегания оптимальных условий для патогенов. Физический контроль включает тепловую обработку среды выращивания. Биологическая борьба с патогенами, передающимися через почву, возросла (Choudhary and Johri, 2009). Несколько видов Bacillus spp. обеспечили индуцированную системную устойчивость к различным заболеваниям растений. Зарегистрировано лишь несколько агентов биологического контроля болезней, таких как Mycostop, Rootshield и Sporodox. Химический контроль используется в случае необходимости.

Вредители

Основными насекомыми-вредителями перца являются тля, грибковые мошки, береговые мухи, капустная листовертка, европейский кукурузный буревестник, паутинные клещи, трипсы и белые мухи (Government of Canada, 2006). К мелким вредителям относятся перцовый долгоносик, картофельная плодожорка, листоеды, личиночные клопы, слизни и улитки, а также другие вредители, которые появляются периодически.
Интегрированная борьба с насекомыми-вредителями и клещами включает в себя мониторинг, культурную и биологическую борьбу. Культурный контроль включает в себя хорошо поддерживаемый сбор стоков и хорошую санитарию, правильную обрезку и удаление зараженных тканей, а также правильное управление культурами. Исследования по выявлению полезных насекомых (или агентов) продолжаются. Для биологического контроля в коммерческих операциях требуется квалифицированный персонал для частого мониторинга и принятия решений о применении агентов. Использование биологического контроля имеет ряд преимуществ: насекомые-вредители не развивают устойчивость, как к химикатам, исключается повторное проникновение вредителей в теплицу, окружающая среда более безопасна для работников, а продукция может быть маркирована как «не содержащая пестицидов» (USDA, 2005).

Пестициды являются важной частью интегрированной борьбы с вредителями, однако они используются только тогда, когда культурные и биологические средства контроля неэффективны. Для борьбы с насекомыми-вредителями и клещами имеются инсектициды (USDA, 2005), однако количество зарегистрированных химических препаратов сокращается. Вредителей также можно уменьшить, но не устранить, используя экранированные конструкции теплиц (USDA, 2005).

Биологический контроль насекомых в коммерческом производстве — это непрерывный процесс. В связи с развитием устойчивости насекомых к инсектицидам, в последнее время основное внимание уделяется биологическому контролю и устойчивым сортам (Zrubecz and Toth, 2008). Обрезка считается одним из компонентов борьбы. Обрезанные растения дают меньше поврежденных плодов. В дополнение к устойчивости к инсектицидам, использование инсектицидов в качестве экстренной меры для борьбы с одним вредителем часто прерывает практику биологической борьбы с другими вредителями теплиц. Необходим постоянный поиск эффективных биологических агентов (Al-Mazra’Awi et al., 2006). Время от времени вспышки численности насекомых-вредителей происходят даже в тех случаях, когда практикуется обычный биологический контроль. Зеленая персиковая тля нанесла серьезный ущерб урожаю в 2002 году в Канаде (Gillespie et al., 2009). В разных географических регионах один биологический агент может быть более эффективным, чем другие, в борьбе с вредителями.

Туннельные укрытия

Междурядья или туннельные системы посадки являются одним из наиболее эффективных средств изменения микроклимата в полевых условиях. Междурядья — гибкие прозрачные покрытия, которые устанавливаются на один или несколько рядов перца для улучшения роста и урожайности — менее дорогостоящие, чем теплицы, но при этом обеспечивают растениям перца измененную среду выращивания.

О’Делл и др. (1979) построили туннели для рядов, используя армированные проволокой прозрачные пластиковые полосы шириной около 1 м, а затем исследовали их использование для выращивания раннего болгарского перца. Туннели были созданы путем размещения полукруглых обручей из проволоки вдоль рядов с интервалом в 2 м, а затем натянули пластик на обручи, используя короткие куски проволоки для закрепления длинных краев полос в почве. Ряды располагались в направлении восток-запад, чтобы преобладающий ветер обеспечивал некоторую вентиляцию туннеля. Концы туннелей были оставлены незакрытыми, но имелись тюки сена, чтобы закрыть концы туннелей в случае холодной погоды. Каждый туннель был высотой около 35 см и шириной 30 см на уровне земли. Туннели успешно выдержали сильный ветер и проливные дожди и были удалены после того, как миновала опасность заморозков. Плодоношение было отличным, и производство началось примерно на 2,5 недели раньше, чем у растений без укрытия, которые были пересажены либо одновременно с укрывной культурой, либо позже. Обручи из армированного пластика и проволоки можно было использовать повторно в течение как минимум 5 лет.

Используя метод депрессивной посадки, Дайнелло и Хениман (1987) создали менее дорогостоящую систему, чем рядовой туннель. Они просто высадили рассаду перца на дно траншеи, а затем накрыли траншею щелевидным листом прозрачного полиэтилена. По сравнению с перцем, пересаженным на обычные, приподнятые, плоские грядки, растения, выращенные в траншеях, дали на 14% больше плодов перца при первом сборе урожая, а общий урожай был выше на >2000 кг га.

Перспективы и вызовы тепличного производства

За последние годы тепличное производство перца продвинулось во всех областях, включая технологию тепличных конструкций и систем, сорта растений и методы выращивания, а также послеуборочное хранение и обработку. Благодаря этим достижениям и потому, что тепличное производство имеет некоторые экологические преимущества, оно, скорее всего, не только сохранится, но и увеличится со временем (Meneses and Castilla, 2009).

Производственные затраты

Производство тепличного перца требует больших капиталовложений, высокого уровня знаний, сложного маркетинга и высоких эксплуатационных расходов (Jovicich et al., 2005). Хотя современные теплицы оснащены автоматизированным климат-контролем (отопление, вентиляция, теневой экран и туманообразование), производство перца требует значительных трудозатрат (подготовка к высадке новых растений, посадка, обрезка и обучение, биологический контроль, уход за культурой и сбор урожая). В 1990-х годах тепличным перцам благоприятствовали высокие рыночные цены на рынках США. Когда регионы с мягкой зимой (Испания, Флорида и Мексика) вышли на мировые рынки в 2000-х годах (Jovicich et al., 2005), теплицы, расположенные в умеренных зонах (Нидерланды и Канада), столкнулись с серьезной проблемой, связанной с более высокими затратами на энергию и труд. Снижение затрат на энергию и повышение производительности и качества представляются наиболее привлекательными стратегиями экономии затрат.

Стрессоустойчивость

Тепличное производство представляет собой контролируемую сельскохозяйственную практику. Обогрев используется для того, чтобы избежать охлаждения и заморозков, а охлаждение — для того, чтобы избежать высоких температур воздуха. Однако могут возникнуть непредсказуемые погодные условия. Если бы стрессоустойчивость была лучше изучена, жесткий контроль над тепличной средой мог бы быть ослаблен, чтобы позволить определенную степень стресса для культур при сохранении урожайности и качества. Селекция новых сортов, устойчивых к биотическим и абиотическим стрессам, является хорошим вариантом, хотя немедленная отдача от нее неясна. Стресс может быть вызван комбинацией факторов (Yermiyahu и др., 2008). Коллективное рассмотрение реакции растений на биотические и абиотические стрессы вызывает все больший интерес (Bostock, 2005). Предыдущая причина стресса может вызвать толерантность к последующему стрессовому фактору.

Воздействие на окружающую среду

Тепличное производство может оказывать меньшее воздействие на окружающую среду, чем производство на открытом поле (Munoz et al., 2008), особенно при экономии воды. Однако строительство теплиц имеет и другие экологические проблемы, такие как визуальное воздействие, эрозия и повреждение ландшафта. Загрязнение окружающей среды в результате интенсивного тепличного производства становится все более актуальной проблемой. В гидропонных системах предпочтителен контроль рециркулируемой воды и питательных веществ. В почвенной культуре использование химических удобрений и пестицидов и их остатков требует постоянного внимания и мониторинга.

Утилизация твердых отходов представляет собой еще один важный аспект защиты окружающей среды (Cheuk et al., 2003). Компост из отходов тепличных хозяйств, содержащий большое количество питательных веществ и обладающий хорошими физическими свойствами, может быть использован в качестве среды для выращивания. Повторное использование пластиковых материалов, таких как напольные покрытия, мешки для выращивания, трубы, клипсы и струны, после производства представляет собой сложную задачу.

Пищевая ценность и проблемы со здоровьем

Польза для здоровья от употребления овощей становится все более важной. Значительные различия в содержании фитохимических веществ наблюдались среди сортов, что указывает на возможность селекции на высокое содержание фитохимических веществ. Культурные методы могут улучшить качество питания. Было обнаружено, что содержание каротиноидов выше в перцах, выращенных в теплице, чем в полевых условиях (Russo and Howard, 2002; Lee et al., 2005). Содержание ликопина и β-каротина в перцах может быть увеличено за счет повышения содержания Ca2+ и NO3 в культуральной среде (Flores et al., 2004).

Большинство отчетов указывают на пользу употребления перца для здоровья; также указываются некоторые риски употребления тепличного перца (Khoshgoftarmanesh et al., 2009). Более широкое использование удобрений с высоким содержанием нитратов может способствовать повышению уровня нитратов в съедобных частях овощей. Надлежащая сельскохозяйственная практика (GAP) и органическое производство привлекли внимание к снижению риска заражения патогенами человека (Kokkinakis и др., 2007).

Селекция

Селекцией в основном занимаются частные компании (Syngenta Seeds, 2009). Селекционеры государственных учреждений также ищут долгосрочные преимущества новых сортов, которые содержат биоактивные соединения для пользы здоровья (Rodriguez-Burruezo et al., 2009), β-каротин (Даскалов и Баралиева, 1992), адаптацию к низким температурам выращивания для хорошего плодоношения и низкого растрескивания плодов (Elkind et al., 2008), устойчивость к заболеваниям (Stevanovic et al., 1992), толерантность к экстремальным факторам окружающей среды (Perepadia and Dikanev, 1978) и высокую урожайность (Portree, pers. comm.).

Органическое производство

Органическое производство недавно приобрело популярность (Russo, 2005) и быстро развивается (Del Amor, 2007). При выращивании тепличного перца может наблюдаться низкая урожайность, хотя данные об этом отсутствуют. Органическое производство тепличного перца получило поддержку, поскольку в нем не используются синтетические пестициды и удобрения. Органически выращенный перец имеет более высокий уровень витамина С, фенольных и каротиноидов (Перес-Лопес и др., 2007). Органическое производство повысило антиоксидантную активность, но снизило содержание хлорофиллов и β-каротина (Del Amor, 2007). В органически выращенном тепличном перце красные плоды содержали более высокий уровень фенольных веществ, более высокую активность пероксидазы и более высокую активность капсидиола (выраженную как ингибирование роста грибов), чем плоды от традиционно выращенных растений (Del Amor et al., 2008). Важно отслеживать и избегать истощения запасов нитратов на более поздних стадиях цикла выращивания органических культур.

Все процессы от прорастания семян до послеуборочной обработки должны быть включены в систему органического производства. Возможно производство органически выращенных трансплантатов для переноса на поле (Руссо, 2005, 2006). Последующий рост культуры увеличился, а колонизация корней Pusarium и Pythium spp. уменьшилась после применения ризобактерий, стимулирующих рост растений (PGP), с использованием коммерчески доступного штамма PGP (BioYield®) (Kloepper et al., 2007).

Литература

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

Выращивание перца в открытом грунте

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.

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.

Полуавтоматическая пересадочная машина с посадочным устройством карманного типа для саженцев с голыми корнями и растений, извлеченных из лотков (Mechanical Transplanter Co. 580 raised bed plantter).
Полуавтоматическая пересадочная машина с посадочным устройством карманного типа для саженцев с голыми корнями и растений, извлеченных из лотков (Mechanical Transplanter Co. 580 raised bed plantter).
Полуавтоматический пересадочный аппарат с ротационным чашечным посадочным устройством для рассады в розетках и горшках (Mechanical Transplanter Co. 5000 WD).
Полуавтоматический пересадочный аппарат с ротационным чашечным посадочным устройством для рассады в розетках и горшках (Mechanical Transplanter Co. 5000 WD).

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 узел перфорированной сажалки (посадочная система Posi-flow для пластиковой мульчи).
Посадочный узел перфорированной сажалки (посадочная система Posi-flow для пластиковой мульчи).
Посадочный узел полностью автоматического пересадочного аппарата с дибблингом (Munilla and Shaw, 1987).
Посадочный узел полностью автоматического пересадочного аппарата с дибблингом (Munilla and Shaw, 1987).

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 ко