Промислове вирощування рослин в захищеному грунті - в даний час представляється як процес високих технологій. Треба забезпечувати рослинам достатньо світла, тепла, харчування, вуглекислого газу. У міру розвитку технологічних можливостей людина приділяв більше уваги те одним факторам життєзабезпечення рослин, то іншим.
Починалося з простого парника, забирає у природи в ще холодні весняні дні радіацію сонця, яка завдяки однойменному ефекту обігрівало грунт і рослина. Потім навчилися будувати великі теплиці, піднімаючи їх висоту до десятка метрів, покриваючи її особливим склом або плівкою, які пропускали потрібні рослинам види випромінювання і гальмували догляд тепла.
Від практично єдиного засобу обігріву парників - біологічного, перейшли до інтелектуальних формам підтримки температурного режиму в телицю, використовуючи, коли необхідно багатоконтурні системи обігріву всього обсягу теплиці, екранного захисту від втрат тепла, а також системи кондиціонування для спекотних літніх днів і особливими затінюють екранами.
Потім додали системи живлення рослин, замінивши ґрунт субстратом і домігшись, щоб субстрат був біологічно і хімічно нейтральним, заміна якого не вимагала б заново підбирати рецептуру харчування. Управління режимами харчування привело до індивідуального дозованому харчування кожної рослини в строго певний час, що залежить від стадій розвитку рослин.
Наукове усвідомлення ролі вуглекислого газу в життєдіяльності рослин, призводить до зростання уваги до підгодівлі рослин цим компонентом закритого обсягу теплиць.
Йдучи цим шляхом, агрономи підштовхували технологію, а остання своїми досягненнями змінювала агротехнологічні прийоми вирощування тепличних рослин.
І кожне нове досягнення було схоже на панацеї, коли людині здавалося, що саме завдяки цьому нововведенню в технології відбудеться прорив в врожайності. Але, запровадивши нову технологію, отримавши від її впровадження практично стрибкоподібне зростання врожайності, людина через деякий час стикався з тим ефектом, що, при подальшому збільшенні цього фактора врожайність зростає все повільніше, а часом і взагалі починає падати.
І причини такого «некоректного» поведінки рослин були, как не странно, відкриті ще близько двохсот років тому. Як все воістину великі закони вони носять світоглядний, філософський характер.
Відповідно до цієї теорії, «сила» ґрунту має свого особливого носія і що цим носієм є гумус.
Цим терміном позначалося деякий, що не піддається більш точному визначенню, що згоряє речовина органічного походження, особливий вид добрива, що не вимагає участі тваринного організму для свого виникнення. Думали, що підвищення і зниження врожаю полів залежать від змісту, а також зменшення і збільшення запасу гумусу в грунті і що кількість гумусу може бути збільшено як шляхом внесення гною, так і вмілим господарюванням.
Природно, на родючому полі виростає більше рослин, ніж на неродючому, і що саме тому в багатому грунті накопичується більше органічних залишків, ніж в бідній.
Вважали, що худе поле могло б давати більш високі врожаї, якби тільки сільський господар умів забезпечити йому більшу кількість гумусу.
Відповідно до цього погляду, першопричиною родючості полів є притаманна грунті сила, яка викликається до життя мистецтвом сільського господаря, подібно до тих поживним і цілющим силам, існування яких старої фізіологією і медициною передбачалося в поживних і лікувальних засобах.
Вплив цієї сили на підвищення врожайності залежить від кругообігу органічних речовин, які в формі гумусу сприяють життя рослин, а в формі частин рослин - життя тварин і людини. Ця сила, як думали, розлита всюди. І дійсно, у всіх країнах земної кулі, у всіх климатах, на найрізноманітніших грунтових типах - на граніт, базальт, на піщаних і вапняних грунтах - під впливом сонячних променів і опадів, часто з однаковою пишністю ростуть одні і ті ж рослини, а тому і здавалося, що склад самого грунту не має істотного впливу.
Після того як прийшли до переконання, що в гумусі відкритий носій родючості, природно, стали приписувати безпліддя полів нестачі в них гумусу. Деяким мінеральних речовин, а саме мергелю, гіпсу та вапна, внесення яких в грунт підвищувало врожай, приписували здатність діяти на продуктивну силу грунту в якості збудника, подібно до того, як солі і прянощі підсилюють в організмі людини певні процеси травлення і звернення соків. Вплив кістяного борошна приписувалося міститься в ній органічної частини (клейове речовина).
Однак перший агрохімік залишив у спадок один з фундаментальних законів екології. Він сформулював в 1840 р закон обмежує фактора (відомий також, як бочка Лібіха).
Бочка ілюструє цей закон. Не можна в неї налити води, вище найнижчою дощечки в стінці. Виходить, що якщо світло в нестачі, то всі інші чинники не настільки важливі, навіть якщо вони в надлишку. А в разі, коли світло в достатку, знаходиться інше слабка ланка, напр. живлення рослин.
Закон обмежує фактора свідчить, що найбільш значущий для організму той фактор, який найбільше відхиляється від оптимального його значення.
Тобто розмір врожаю обмежується тим фактором агротехніки, який знаходиться в недоліку.
Юстус фон Лібіх встановив, що продуктивність культурних рослин, в першу чергу, залежить від того поживної речовини (мінерального елемента), який представлений в грунті найбільш слабо. Наприклад, якщо фосфору в грунті лише 20% від необхідної норми, а кальцію - 50% від норми, то обмежуючим фактором буде недолік фосфору; необхідно в першу чергу внести в грунт саме фосфорсодержащие добрива.
Лімітуючим фактором може бути не тільки недолік, на що вказував Лібіх, а й надлишок таких факторів, як, наприклад, тепло, світло і вода. Організми характеризуються екологічним мінімумом і екологічним максимумом.
Діапазони між цими двома величинами прийнято називати межами стійкості, витривалості або толерантності.
Будь-який чинник, що знаходиться в надлишку або нестачі, обмежує зростання і розвиток організмів і популяцій.
Рослини, як будь-який біологічний об'єкт, складна система навіть на сучасному рівні знань. Те, що на даний час нам відомі один перелік законів життєдіяльності рослин, не говорить, що цей перелік закритий і додати в нього вже нічого.
Мало того, здавалося б, уже відомі закони, уточнюючи доходять до своїх протилежностей, обмежуючи діапазон свого застосування. Причин в історії науки - маса.
Але, на жаль, мода (а іноді і маркетингові комунікації) посувають нас стрімголов кидатися за черговий панацеєю - «чарівним» фактором збільшення врожайності.
Здавалося б, штучне освітлення в теплицях доповнює сонячне як визнаний основний вид освітлення (в іншому випадку не будували б теплиці з світлопропускаючого матеріалу, який, на жаль, має заодно високими властивостями теплопровідності). Треба б розраховувати електродосвечіванія як необхідність хоч якось замінити сонячну фотосинтетичний активну радіацію (ФАР). Мало того, вже давно відомо, що врожайність напряму залежить від цієї радіації і, обмежуючи загальний ФАР, зменшують врожайність тепличних культур. Однак, мабуть, через простоту рекомендації по електродосвечіванія продовжують наполягати на нормативах електричної і світлової потужності ламп і часу досвічування.
Іноді посилаються на радянські зони ФАР, забуваючи про те, що розкид інтенсивності радіації всередині зон істотний. Так для першої зони розкид від 110 кал / кв. см до 220 кал / кв. см - тобто в два рази одна межа відстоїть від іншої.
Для VII зони кордону від 2 370 кал / кв. см до 3 450 кал / кв. см. Розкид хоча і менше, ніж для I зони, але теж значний - півтора рази.
Самі кордону зон мають характер, який не збігається з географічними паралелями, що описують руху сонця і теоретично надходить на Землю сонячну радіацію. Тому, здавалося б, розташування двох теплиць в одній світловий зоні може призвести до різних режимів додаткового освітлення в кожній з теплиць.
Різниця в одержуваної рослиною ФАР призводить до різниці в урожайності. І зворотне для отримання певної врожайності рослині необхідно «доставити» певний (не менше й не надто більше) кількість світлової енергії «правильного» - фотосинтетичний активного - діапазону. Якщо не буде стільки сонячної енергії - рослина не зможе навіть теоретично сформувати сухої речовини, достатнього для розвитку як самої рослини, так і його господарсько-корисних частин (листя, плодів).
І ніякі добрива, системи режимів поливу і підтримання температури вже не допоможуть.
Але, варто забезпечити достатню ФАР для рослин в теплицях, як відразу ж проявляється «хвіст» інших факторів життєзабезпечення рослини - харчування, температури, достатку вуглекислого газу. Адже навіть теоретично, за хімічними формулами фотосинтезу для виробництва однієї простої молекули цукрів потрібно певного кількість квантів світла, молекул води і вуглекислого газу, не кажучи вже про температурний режим, який управляє швидкістю цих реакцій.
Далі за теорією йде практика, коли для даного виду (сорту, гібрида) рослини не завжди визначений оптимальні режими ФАР, харчування, збагачення вуглекислим газом і обігріву. Та не варто забувати Лібіха з його бочкою і закон толерантності Шелфорда. Перший закон говорить про обмеження «знизу», а другий доповнює його обмеженням «зверху», визначаючи область параметрів основних факторів життєдіяльності рослин. У цій області, можна сказати, що кожен фактор допомагає людині в підвищенні врожайності. Виходячи з досить вузької області «застосування» дані фактори обмежують врожайність. Причому, чим більше «догляд» з даних кордонів, тим більше проявляється даний фактор, який обмежує.
Температурні режими розглядаються з точністю до денних і нічних температур для різних рослин. Зустрічаються навіть посилання на різницю температурного режиму для різних фаз розвитку рослин.
Ув'язка врожайності тепличних рослин з ФАР проводиться в розділах планування врожайності, більше теоретичних, ніж технологічних.
Склалася така думка, що підгодівля рослин захищеного грунту вуглекислим газом - це технологія, яка все ще просувається, як забезпечує приріст врожаю на 20-30%. Ведеться обговорення джерел вуглекислоти і їх переваг, але однозначності в поданні, що закритий обсяг повинен звідкись отримувати достатню кількість необхідного для фотосинтезу вуглекислого газу, - немає.
Навіщо витрачати мінеральні добрива і воду для поливу, якщо немає достатнього освітлення рослин в теплиці?
Навіщо досвечивать, якщо не підтримується температурний режим чи ні достатньої кількості вуглекислого газу?
Всі ці «навіщо» - чисті збитки тепличного бізнесу, абсолютно Безрезультативні витрачання сировини і енергії.