Введение

Дисциплина садоводства, связанная с выращиванием цветущих и декоративных растений. Флорикультура – это изучение эффективного производства растений, дающих эффектные, красочные цветы и листву для эстетического наслаждения и улучшения среды обитания человека. Это коммерчески успешная отрасль садоводства и сельского хозяйства, распространенная по всему миру. За годы работы были разработаны эффективные методы производства для сотен таксонов растений, используемых в цветочной индустрии, что расширило общие знания о биологии растений в целом. Селекция и выведение новых сортов привели к появлению десятков тысяч новых генотипов, используемых человеком. Жасмин, бархатцы, хризантемы, розы, орхидеи, антуриумы и другие – цветы, пользующиеся коммерческим спросом.

Обзор

Цветы – часть человеческого общества. Они используются в моменты радости и печали и являются частью повседневной жизни. Цветы и растения могут находиться в помещении на солнечном окне, быть частью ландшафта на переднем дворе или на террасе или веранде на заднем дворе. Люди изучали цветы и растения, их взаимодействие с человеком, а также способы их выращивания, чтобы все люди могли ими наслаждаться. Эту работу выполняют ученые-флорикульторы по всему миру. К цветочным культурам относятся срезанные цветы и срезанная декоративная зелень, рассадные растения (садовые цветы, однолетние и многолетние растения), комнатные растения (лиственные и цветущие в горшках). Эти растения выращиваются в открытом грунте, на цветочных полях или в контейнерах в теплицах. Защищенный способ выращивания часто используется, поскольку эти растения имеют высокую ценность для человека. Цветочные культуры выращиваются как простыми, так и высокотехнологичными способами. Эти культуры можно выращивать в почве на полях или в полевой почве в недорогих арочных теплицах. На протяжении многих лет цветы выращивались сезонно для конкретных культур, недалеко от рынков в Европе, Северной Америке и Азии. Однако многие культуры цветочной промышленности переместились в определенные климатические зоны, как правило, в горы Южной Америки, Африки и Китая, чтобы некоторые растения можно было выращивать круглый год там, где доступна ручная рабочая сила. Защищенное садоводство (теплицы) развивалось одновременно с постоянными изменениями в цветочных культурах и на рынках. Цветоводство является важным компонентом сельского хозяйства в контролируемой среде (СКС). Цветочные культуры имеют высокую ценность для человека, поэтому для эффективного производства этих растений для мировых рынков необходимы затраты на дорогостоящую производственную систему – теплицы, автоматизированный контроль окружающей среды, автоматизированный полив и удобрение, роботизированную обработку семян, рассады и контейнеров, дополнительное фотосинтетическое освещение. Некоторые растения поливаются вручную, но большинство – капельным орошением, орошением с помощью стрел или затоплением. Гидропоника может использоваться для многих срезанных цветов. Общая оптовая стоимость продаж всех цветочных культур США в 2022 году составила 6,69 миллиарда долларов США, произведенных 8951 производителем цветочных культур на площади 833 миллиона квадратных футов.

Прогресс в цветоводстве

За годы наблюдений любители и производители растений узнали много важной информации о выращивании определенных видов. Хризантемы культивируют в Китае уже более 3000 лет, поэтому садоводы хорошо знали это растение и способы его выращивания. Специалисты по флорикультуре лишь продолжили эту практику, стремясь контролировать условия окружающей среды для управления сроками цветения, чтобы цветы были доступны в важные даты для торжеств и встреч.

Фотопериодизм

Хризантема была одним из растений, использованных в экспериментах, которые привели к определению фотопериода и фотопериодизма. Однако, вероятно, китайские, корейские и японские садоводы уже обладали хорошим пониманием этого явления, основанным на многолетнем опыте. Механизм этого физиологического ответа и причины его возникновения стали предметом многочисленных исследований в университетах и в промышленности. Пуансеттия – еще одно растение короткого дня, имеющее важное значение для цветоводов. Эти и другие эксперименты, а также практический опыт показали, что температура оказывает влияние на фотопериодическую реакцию. Многие виды срезочных и рассадных растений реагируют на обработку длинным или коротким днем для ускорения цветения. Применение световых установок для увеличения продолжительности дня и укрывного материала для ее сокращения является важным дополнением к цветоводству, позволяющим повысить эффективность производства растений.

Культура тканей растений, микроразмножение

Размножение растений всегда было неотъемлемой частью цветоводства и садоводства. Культура растительных тканей возникла как способ сохранения эмбрионов орхидей, когда любители орхидей выводили новые сорта. С 1950-х по 1980-е годы большинство программ в области садоводства и многих ботанических программ по всему миру имели ученых, работающих над размножением растений с использованием методов культуры тканей. Эти программы расширили знания о широком спектре таксонов и позволили промышленности установить связь с коммерческим производством. Культура растительных тканей позволила быстро размножать новые, уникальные фенотипы и генотипы в больших количествах. Многие сорта декоративно-лиственных растений доступны только благодаря культуре тканей. Уникальным образом, герани, выращенные в культуре тканей, подвергались тепловой обработке для выявления и удаления многих вирусов, что позволяло проводить вирусную диагностику. По мере удаления вирусов многие ценные садоводческие характеристики многих сортов исчезали, что привело к тому, что селекционеры стали оставлять некоторые вирусы в селекционных линиях для будущих сортов. Тепловая обработка культуры тканей многих таксонов с тех пор используется для удаления бактериальных и вирусных патогенов в различных культурах цветочно-декоративных растений.

Контейнеры и носители для выращивания

В культуре растений контейнеры различных видов использовались на протяжении долгого времени. В контейнер или горшок помещали полевую или садовую почву, возможно, с добавлением органического вещества (компоста), затем добавляли растение и регулярно поливали. Это было просто, но требовало опыта и внимательности, чтобы избежать переувлажнения. Большинство людей не осознают, что этот успех был связан с относительно глубокими горшками, обычно глубиной 15–25 см или больше. Силы гравитации было достаточно, чтобы отводить воду из почвы, обеспечивая хороший дренаж достаточной части объема и доступ кислорода к корневой системе. Когда в 1950-х и 1960-х годах теплицы в США начали расширять бизнес по выращиванию рассады, им потребовались контейнеры меньшего размера для логистики, связанной с размещением растений и их транспортировкой. Вакуумно-формованные пластиковые лотки и кассеты предлагали такие размеры, но компостированную полевую почву в небольших контейнерах было легко переувлажнить. Первым шагом стало добавление торфяного мха и перлита в полевую почву в соотношении 1:1:1. Затем стали использовать другие материалы – сфагнум и вермикулит – в соотношении 1:1, получив смесь «Корнелл торф-лайт». В 1970-х годах компании, созданные для переработки и распространения субстратов для выращивания растений по всей стране, стали использовать еще больше материалов. Физические свойства всех продуктов необходимо было оценивать по единым стандартам, чтобы принимать обоснованные решения с учетом экономических факторов. С началом производства плагинов (молодых растений), механизации проращивания семян и механизации пересадки в 1980-х годах потребовалось больше усилий для управления небольшим объемом субстрата в кассетах для плагинов. Исследования всех аспектов субстратов и конструкции контейнеров продолжаются. Добыча и использование торфа для выращивания растений остается экологической проблемой в Северной Америке и Европе. В субстраты продолжают добавлять альтернативные и более устойчивые материалы – сосновую кору, переработанную сосновую кору, кокосовое волокно, древесные волокна и т.д. Разработка устойчивых решений для материалов субстратов остается приоритетной задачей для отрасли.

Остатки пестицидов

Остатки пестицидов остаются значительной проблемой для цветочных культур. Во многих странах контроль за использованием пестицидов ограничен, однако цветоводы и потребители могут подвергаться воздействию этих остатков. Влияние определенных пестицидов, в частности неоникотиноидов, на пчел и других опылителей вызывает серьезную обеспокоенность. Применение этих пестицидов на садочные цветы в процессе тепличного производства может существенно повлиять на популяции опылителей в садах потребителей. Продолжаются исследования в области биологической защиты от вредных насекомых, клещей и болезней растений в теплицах, направленные на снижение использования пестицидов при выращивании цветочных культур.

Дополнительное освещение

Дополнительное освещение цветочных культур началось с применения фотопериодических обработок, а затем интерес переключился на изучение возможности замены солнечного света искусственным светом от электрических ламп в зимних условиях. Лампы накаливания оказались неэффективными, поэтому цветоводству пришлось ждать усовершенствования технологий освещения. Прогресс в области флуоресцентных и промышленных ламп (ртутных, натриевых высокого и низкого давления и т.д.) привел к повышению урожайности гераней, роз и других культур. В последующие десятилетия искусственное освещение стало стандартной практикой в Европе, Северной Америке и Японии. Была проведена работа по стандартизации потребности растений в свете (лучистой энергии) как от естественных, так и от искусственных источников. Термин "суточный интеграл световой энергии" (DLI) был введен для измерения оптимального количества лучистой энергии, необходимого каждому растению для оптимального роста. Появление светодиодных (LED) ламп открыло новые возможности для дополнительного освещения. Эти лампы были более эффективны в производстве света, меньше нагревались и позволяли регулировать спектральный состав света по сравнению с другими типами ламп. Дополнительное освещение используется для оптимизации производства рассады, однолетних растений и других культур.

Питание растений, качество воды и орошение

Цветочные культуры выращивались в полевой почве, как и все садоводческие и сельскохозяйственные культуры. Питательные вещества, необходимые цветам, удерживались в почвенной матрице и дополнялись внесением органических веществ и животного навоза. Эти органические добавки были трудоемкими и давали непостоянные результаты, что снижало возможность оптимизации производства цветов. В 1950-х и 1960-х годах цветоводство перешло к использованию субстратов для выращивания и неорганических удобрений, поскольку контейнерное производство становилось все более важным. Этот переход был поддержан исследованиями в области гидропоники больше, чем исследованиями в области почвоведения. Беспочвенная природа гидропоники была более схожа с беспочвенной природой субстратов для выращивания.