Различают потребность и требовательность растений к воде. Потребность в воде характеризуется количеством воды, необходимым для обеспечения нормального роста растений и формирования урожая. Ее можно выразить продуктивностью транспирации [количество сухого вещества (в г), образуемого растением при расходовании 1000 г воды], транспирационным коэффициентом [количество воды, расходуемое на построение единицы сухого вещества] или коэффициентом водопотребления [количество воды (в м3), испаряемое растениями и почвой для образования 1 т сырой массы товарного урожая]. На получение 1'кг сухого вещества овощные растения в среднем расходуют около 300— 800 кг воды (транспирационный коэффициент 300— 800). На 1 т товарного урожая расходуется от 25 до 300 м3 воды (коэффициент водопотребления 25—300). Продуктивность транспирации для большинства овощных культур близка к 3 г, т. е. на 1000 г расходуемой растением воды синтезируется около 3 г сухого вещества. На построение своего тела растение использует около 0,2% воды, остальные 99,8% расходуются на испарение.
Требовательность к воде характеризуется оптимальным для растений уровнем влажности почвы, который неодинаков у разных культур в разные периоды вегетации. У овощных культур он находится в пределах 75—85% НВ (наименьшей влагоемкости). Потребность и требовательность к воде зависят от биологических особенностей овощей, фазы их вегетации, характера развития корневой системы и строения листового аппарата, а также от различных факторов внешней среды (температуры, света, условий питания, типа почвы и пр.).
Разные виды овощных растений сильно различаются по своей требовательности к воде. Наиболее требовательные— различные виды капусты, огурец, зеленные культуры (салат, шпинат, укроп, зеленый лук), корнеплодные культуры семейства капустные (редис, редька, репа, брюква), баклажан. Растения этой группы имеют слаборазвитую корневую систему, но довольно большую вегетативную массу. Они плохо добывают влагу из почвы и неэкономно ее расходуют, в связи с чем нуждаются в высокой влажности почвы в течение всей вегетации.
Высокотребовательные к воде — лук и чеснок, которые также слабо добывают ее, но расходуют более экономно, чем растения предыдущей группы. Менее требовательная к условиям водного режима — столовая свекла, которая интенсивно расходует влагу, но и хорошо ее добывает. Еще менее требовательны к почвенной влаге морковь, петрушка, томат и перец, которые хорошо ее добывают и относительно экономно расходуют. Наиболее устойчивы к недостатку воды, хорошо переносят жару и засуху арбуз, дыня, тыква, сахарная кукуруза, фасоль. Эти культуры, отличаясь мощноразвитой корневой системой с высокой сосущей силой, хорошо добывают влагу из почвы и экономно ее расходуют. Наиболее чувствительна к недостатку влаги среди этих культур тыква, которая много расходует влаги.

Овощные растения различаются в своей требовательности также к влажности воздуха. Для огурца, лука, различных видов капусты, зеленных овощных культур оптимум относительной влажности воздуха находится около 80—95%> Более умеренны требования к влажности воздуха у моркови, свеклы, томата, баклажана, перца, фасоли, для которых оптимум относительной влажности воздуха около 60—80%. Бахчевые культуры хорошо растут и развиваются при влажности воздуха 50—60%.
Наряду с высокой требовательностью к наличию влаги в почве и воздухе овощные растения очень чувствительны к ее избытку, отмечаемому при высоком стоянии грунтовых вод и частых обильных осадках. При избытке влаги в почве из-за недостатка кислорода ухудшается дыхание корней и они отмирают. Избыточная влажность воздуха усиливает поражаемость растений бактериальными и грибными болезнями, в период цветения она препятствует нормальному опылению цветков и оплодотворению завязей. Для требовательных к теплу овощных растений важна и температура воды. При поливе холодной водой в тканях растений теплотребовательных овощных культур повышается вязкость протоплазмы, понижается сосущая сила, вследствие чего резко снижается поступление в растения воды и, несмотря на наличие воды в почве, наступает так называемая физиологическая засуха. Для улучшения водного режима при недостатке влаги овощные растения размещают на участках с пониженным рельефом, на заливных почвах, применяют кулисные посевы, сажают лесополосы, мульчируют почву, проводят задержание снега и талых вод, своевременную борьбу с сорняками, разрушают почвенную корку, используют и ряд других приемов. Наиболее эффективный из них — орошение. В районах с избыточным увлажнением и в местах пониженного рельефа осушают почву или размещают овощные растения на грядах и гребнях.

Световой режим. Свет необходим растениям в основном как источник энергии для фотосинтеза и накопления органического вещества, т. е. для роста, развития и формирования. В открытом грунте рост и развитие растений обеспечиваются за счет солнечной энергии, в защищенном грунте овощные растения иногда выращивают с досвечиванием различными искусственными источниками света или полностью при искусственном освещении. На рост и развитие овощных растений влияет, интенсивность освещения, продолжительность дня и ночи, а также спектральный состав света.

По требовательности к интенсивности освещения овощные культуры можно расположить в следующей убывающей последовательности: дыня, арбуз, тыква, перец, баклажан, томат, огурец, кукуруза, фасоль, шпинат, петрушка, зеленый лук, петрушка, сельдерей, свекла, щавель, ревень, спаржа. Средней требовательностью отличаются чеснок, лук, корнеплодные овощные культуры, капуста. Малотребовательны — листовые овощные культуры (салат). Не требовательны к свету выгоночные культуры — и другие, у которых листья образуются даже при очень ограниченной освещенности за счет запасных веществ в корнеплодах, корневищах и др. Выгонку цикория салатного, ревеня, отбеливание лука порея и спаржи, доращивание цветной капусты и других овощных растений проводят в темноте. Для роста грибов свет также не нужен.

Растения, выросшие при интенсивном свете, имеют толстые, относительно низкие стебли с короткими междоузлиями, крупными темнозелеными листьями, с мощной корневой системой. При недостатке света растения растут слабые, имеют тонкие, вытянутые стебли, листья светлозеленой окраски. Растения могут расти некоторое время и в темноте, но их стебли тонкие, листья недоразвитые, без хлорофилла, механические ткани развиты слабо. Такие растения называют этиолированными.

Оптимальная освещенность для светотребовательных овощных культур находится на уровне около 30— 40 тыс. лк, для средне и малотребовательных — 20— 30 тыс. л к. По реакции на длину дня, или на смену дня и ночи (фотопериодизм), овощные растения делят на три группы: длиннодневные, к которым относятся растения, происходящие из умеренных широт,— капуста, брюква, репа, редька, редис, морковь, северные сорта свеклы, петрушка, лук, салат, шпинат, укроп, овощной горох, и другие; короткодневные — происходящие из тропических стран — южные сорта фасоли, гороха, свеклы, огурца, томата, арбуза, дыни, тыквы, перец, баклажан,, кукуруза; нейтральные к длине дня — ряд сортов огурца, томата, гороха, фасоли, бахчевых культур, созданных в умеренных и в северных широтах страны.

Для перехода к цветению и плодоношению длиннодневным растениям необходим 14—17часовой световой день. При коротком 10—12часовом дне они не цветут до осени, интенсивно образуют вегетативные органы листья, кочаны, корнеплоды (они же продуктовые органы) и дают более высокий урожай лучшего качества,, чем при длинном дне. Растения короткого дня, наоборот, в условиях 12часового дня быстрее зацветают и плодоносят, чем при длинном дне. Нейтральные в фотопериодическом отношении виды и сорта овощных растений на длину дня не реагируют. Продолжительность дня влияет на рост и развитие овощных растений только до наступления плодоношения.

Для растений существенное значение имеет спектральный состав света. Как известно, солнечный спектр состоит из видимых и невидимых лучей, которые представляют собой электромагнитные колебания различной длины волн. Особенно большое значение имеют лучи, которые составляют фотосинтетически активную радиацию (ФАР). Более широкое понятие — физиологически активная радиация. Она принимает участие в фотосинтезе, фотопериодических реакциях, передвижении веществ в растениях, процессах роста и развития растений. Воздушногазовый режим. Для нормального роста и развития растениям необходимы кислород и углекислый газ. Кислород растения используют для дыхания, а углекислый газ для фотосинтеза. Сухое вещество овощных растений почти па 50% состоит из углерода, который они получают из углекислого газа воздуха. Как известно, в приземном слое атмосферы содержится 21% кислорода. Его запасы в воздухе постоянно пополняются зелеными растениями в процессе фотосинтеза. Поэтому надземная часть растений обычно не испытывает недостатка в кислороде. Корневая система нередко подвергается кислородному голоданию в связи с тем, что часть его потребляют микроорганизмы, а доступ кислорода в почву затруднен, особенно на тяжелых почвах, при уплотнении почвы и при наличии на ее поверхности корки. Поэтому рыхление почвы и разрушение корки — важные агротехнические приемы, обеспечивающие корневую систему растений кислородом.

Углекислого газа в приземной атмосфере содержится в среднем около 0,03%, т. е. 0,3 л в 1 м3 воздуха. Взрослые овощные растения на 1 га ежедневно поглощают около 500—550 кг углекислого газа, что при содержании 0,03% соответствует более 1 млн м3 воздуха. Поэтому для обеспечения нормальной жизнедеятельности растений необходимо постоянное пополнение воздуха в зоне нахождения растений углекислым газом. При этом нужно иметь в виду, что увеличение концентрации углекислого газа до 0,2—0,6% повышает продуктивность растений. Для огурца оптимальная концентрация углекислого газа 0,3—0,6%, картофеля, капусты и моркови— 0,2—0,3, томата и редиса — 0,1—0,2%.
Поэтому для лучшего обеспечения растений углекислым газом необходимы внесение в почву органических удобрений, прежде всего навоза, и тщательное рыхление почвы, обеспечивающее приток кислорода к корням растений и к микроорганизмам, что стимулирует интенсивное разложение органического вещества и диффузию образующегося при этом углекислого газа к листьям растений. В защищенном грунте важное значение для обеспечения растений углекислым газом имеет вентиляция сооружений.

Питательный режим. При характеристике данного режима овощных растений применяют понятия «потребность» и «требовательность» растений к минеральному питанию. Потребность овощных культур характеризуют общим "выносом растениями элементов минерального питания из почвы в течение вегетации (в кг/га). Уровень выноса зависит от величины урожая, продолжительности вегетации растений и содержания в почве элементов питания. По выносу основных элементов минерального питания (азота, фосфора и калия) овощные растения можно разделить на следующие группы: культуры большого выноса (до 600 кг/га), отличающиеся высокой потребностью в элементах минерального питания,— среднепоздние и поздние сорта капусты, морковь, свекла, средние и поздние сорта картофеля; культуры среднего выноса (до 400 кг/га)—ранние сорта капусты, цветная капуста, томат, лук; культуры малого выноса (до 200 кг/га), с низкой потребностью в элементах минерального питания — салат кочанный, ряд других зеленных культур, огурец, редис, шпинат, рассада овощных культур.

Требовательность растений к минеральному питанию характеризуется выносом элементов питания на единицу товарного урожая. Она обычно не коррелирует с потребностью (общим выносом) и зависит в основном от биологических особенностей растений — скороспелости, темпов роста и развития, мощности корневой системы, чувствительности растений к реакции среды и концентрации солей в почве. По требовательности к почвенному плодородию, а следовательно, и к условиям минерального питания овощные культуры можно условно разделить на группы: очень требовательные, требовательные и средне или малотребовательные.

К очень требовательным (первая группа) относятся растения со слабо развитой корневой системой, малоустойчивые к высокой концентрации и кислотности почвенного раствора,— рассада, редис, салат, цветная и ранняя белокочанная капуста, огурец, лук, чеснок, морковь, петрушка, перец, баклажан и др. В большинстве случаев это растения с относительно коротким вегетационным периодом.

К требовательным (вторая группа) к условиям почвенного плодородия относятся растения с более развитой корневой системой, которые выдерживают относительно высокую концентрацию солей и кислотность почвы,— среднеспелые и поздние сорта белокочанной капусты, томат, свекла, сельдерей, шпинат, овощные фасоль и боб, тыква, кабачок, дыня и др. Средне и малотребовательные культуры (третья и четвертая группы) могут расти при довольно широком диапазоне плодородия почв, их кислотности и концентрации почвенного раствора — щавель, репа, редька, брюква, арбуз.

Растения первой группы нуждаются в высокоплодородных почвах с нейтральной реакцией почвенного раствора, положительно отзываются на .применение органических и минеральных удобрений. Растения второй группы также нуждаются в плодородных почвах и применении минеральных удобрений в повышенных дозах. Растения третьей группы могут давать хорошие урожаи и на почвах среднего плодородия и уровня окультуренности. Овощные растения потребляют больше всего калия, затем азота и меньше фосфора. Однако соотношение потребления этих элементов различно у разных культур. Так, растения томата, капусты, свеклы, моркови, огурца, салата потребляют больше калия, чем азота. Азота много выносят с урожаем капуста, томат, свекла, лук, шпинат, ряд других зеленных культур. Фосфор плохо усваивают томат, баклажан, перец, лук, салат, редис. Много выносят его с урожаем свекла, огурец, капуста, арбуз, дыня, тыква. Калий участвует в синтезе белков и углеводов, повышает прочность стеблей, способствует удержанию воды в клетках, передвижению веществ из вегетативных органов в генеративные, усвоению азота и фосфора. Он повышает устойчивость растений к болезням,, ускоряет созревание плодов и формирование запасающих органов, повышает их качество и лежкоспособность.

Азот необходим растениям для синтеза белков а аминокислот, он способствует росту вегетативных органов (стеблей, листьев). Поэтому азот особенно нужен листовым овощным культурам. Однако избыточное внесение азотных удобрений приводит к чрезмерному росту вегетативной массы, задержке формирования и созревания генеративных органов, что ведет к более позднему поступлению урожая, снижению урожайности и ухудшению качества продукции, особенно плодовых овощных культур. Кроме того, под влиянием избыточного и несвоевременного внесения азотных удобрений ослабляется способность растений противостоять заморозкам,, снижается устойчивость их к болезням, ухудшается лежкоспособность продукции. Избыточное несбалансированное питание растений азотом способствует накоплению в овощах (особенно в зеленных и плодовых) вредных для здоровья людей нитратов и нитритов. Поэтому применять азотные удобрения, как и другие виды удобрений, следует точно в соответствии с установленны оптимальными дозами, не злоупотребляя ими в погоне за высоким урожаем.

Фосфор необходим растениям в начале вегетации для усиления их роста и во второй период вегетации для повышения устойчивости растений к болезням, ускорения развития растений, закладки и роста генеративных органов, а также запасающих органов, ускорения их созревания, улучшения качества продукции и ее сохраняемости. Особенно отзывчивы на фосфор плодовые овощные растения — томат, баклажан, арбуз, дыня, тыква, а также двулетние овощные растения. Микроэлементы, особенно бор, марганец, медь, а также железо, кобальт, молибден, цинк и другие необходимы растениям наряду с основными элементами.. Бор и марганец влияют на формирование генеративных органов, ряд микроэлементов входит в состав ферментов, регулирующих обмен веществ в растениях. Недостаток микроэлементов в почве компенсируют внесением микроудобрений.

Реакция почвы. Все овощные растения лучше растут, развиваются и дают высокие урожаи на почвах с нейтральной и слабокислой средой (рН 5,8—6,5). На кислых почвах урожай резко снижается. Наиболее чувствительны к кислотности почвы все виды капусты и лука, свекла, сельдерей, пастернак, шпинат, спаржа, перец, дыня (оптимальное значение рН 6,5—7,2),. среднеустойчивы к кислотности почвы бобовые культуры, чеснок, морковь, петрушка, репа, редька, редис, баклажан, томат, кукуруза, тыква, огурец, арбуз (выносят рН дс 5,5, а оптимум рН 6,0—6,5), устойчивы к кислотности среды щавель, ревень (выносят рН до 5,0, оптимум рН 5,5—6,0). Кислотность почвы снижают известкованием. Внесение 1 т/га извести уменьшает рН почвы в среднем на 0,1.

Неправильное применение орошения, удобрений и других агроприемов приводит к вредному для растений сульфатному и хлоридному засолению почвы, что особенно часто наблюдается в южных и юговосточных районах. Овощные культуры разделяют по солеуетойчивости на три группы: высокосолеустойчивые — тыква, свекла, баклажан, сельдерей, капуста (выдерживают концентрацию солей до 1%); среднесолеустойчивые — арбуз, дыня, лук, томат, репа, брюква (до 0,4— 0,6%); неустойчивые к засолению — огурец, морковь, редис, чеснок, кукуруза и рассада всех культур (до ' 0,1—0,4%).

Для большинства овощных растений наиболее пригодны высокоплодородные, богатые органическим веществом почвы. К ним прежде всего относятся пойменные и окультуренные торфоболотные земли, а также черноземы. В поймах крупных рек различают прирусловую, центральную и притеррасную часть. Прирусловая пойма отличается относительно легкими по механическому составу почвами, легко прогреваемыми, но имеющими низкий уровень естественного плодородия. Для центральной поймы характерны плодородные средние и тяжелые суглинки, поздно просыхающие, часто переувлажненные. На притеррасной пойме преобладают, как правило, низинные торфяники и другие заболоченные почвы. Выращивание овощных растений здесь возможно только после осушения.