Отраслевая сеть инноваций в АПК

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ​

Формирование оптимальной агротехнологии производства огурца и томата методом малообъемной технологии с целью улучшения качества товарной продукции и повышения уровня самообеспечения региона

Титульный лист и исполнители

ВВЕДЕНИЕ

Многочисленными исследованиями доказана исключительно важная роль овощной продукции в питании и здоровье человека. В овощах содержится большое количество клетчатки, легкоусваиваемых углеводов, витаминов, ферментов, минеральных солей, органических кислот и других биологически ценных, благоприятно влияющих на организм человека веществ. В настоящее время перед отраслями аграрного комплекса России стоит задача обеспечения рационального питания человека, предусматривающая равномерное потребление овощей в течение всего года. В решении данной проблемы значительная доля приходится на защищенный грунт.

В последнее десятилетие овощеводство защищенного грунта в мире трансформировалось в высокоиндустриальную отрасль сельского хозяйства. При оптимальных условиях микроклимата и питания, которые создают в тепличных комплексах посредством современного оборудования, возможно получать высокую урожайность овощных культур.

В России с 2012 г. отмечается увеличение валовых сборов тепличных овощей,были введены сотни гектаров современных тепличных комплексов, которые требуют интенсивных технологий выращивания овощных культур. Защищенный грунт позволяет получать высокие урожаи и обеспечивает производство овощной продукции круглый год, расширение ее ассортимента, выращивание рассады для теплиц. Прирост производства тепличных овощей повышает уровень самообеспеченности населения отечественной продукцией, так как доля импортной тепличной продукции остается на высоком уровне.

Основными овощными культурами защищенного грунта являются огурец и томат. В условиях защищенного грунта Российской Федерации огурец занимает многие годы лидирующую позицию.Томат в Российской Федерации и в мире является второй культурой, которая выращивается в защищенном грунте. При этом доля импорта тепличного томата в стране находится на высоком уровне, обеспеченность отечественной продукцией огурца по данным статистики – около 90 %. Одним из основных резервов повышения урожайности и качества овощей является совершенствование существующих технологий выращивания.

В Ставропольском крае овощеводство защищенного грунта интенсивно развивается. По итогам 2019 г. в тепличных предприятиях края было произведено 80 тыс. тонн овощей, что превышает показатель 2015 г. в 4 раза. По валовому сбору Ставропольский край вошел в пятерку регионов лидеров по производству тепличной продукции. На начало 2020 г. общая площадь теплиц в крае составила 237 га, разница по сравнению с 2015 г. была в 3,3 раза.

Основная доля продукции тепличных комбинатов Ставропольского края экспортируется в центральные регионы России. Местный рынок продукции обеспечивается небольшой долей тепличных комбинатов и фермерских хозяйств, нехватка покрывается за счетпоставки из соседних регионов и частичного импорта из-за рубежа. В перспективе в крае планируется ввод в эксплуатацию новых тепличных комбинатов и строительство фермерских теплиц, для которых необходимо эффективное использование площадей для обеспечения высокой рентабельности производства и повышения самообеспеченности региона свежей продукцией путем формирования оптимальной агротехнологии овощных культур.

Повышение урожайности овощных культур методом малообъемной технологии можно получить при оптимизации всех условий роста и развития растений. Проведение исследований по применению в защищенном грунте биологической системы защиты растений от вредителей и болезней, биологически активных веществ и изучение оптимальных схем питания, является актуальным. Оптимальная агротехнология производства овощей в защищенном грунте позволяет увеличить урожайность тепличной продукции, улучшить ее качество и в целом повысить самообеспеченность региона. Предлагаемые решения по формированию оптимальной агротехнологии производства огурца и томата методом малообъемной технологии будут востребованы фермерами и крупными сельхоз товаропроизводителями, специализирующимися на тепличном овощеводстве как в условиях шестой световой зоны, так и в других зонах выращивания овощных культур в условиях защищенного грунта.

1. СХЕМЫ ПИТАНИЯ ОВОЩНЫХ КУЛЬТУР В УСЛОВИЯХ ЗАЩИЩЕННОГО ГРУНТА

Питание растений – это процесс поглощения, передвижения и усвоения питательных элементов и энергии в виде фотосинтетической активной радиации (ФАР) из окружающей среды, что особенно актуально в условиях защищенного грунта. Питание является важнейшей частью обмена веществ в растительном организме. Пространственное разделение двух питательных сред, в которых обитают растения, привело к возникновению у них двух органов питания: корня, предназначенного для поглощения элементов минерального питания и воды из почвы, и листа, приспособленного к ассимиляции углекислого газа и энергии ФАР из атмосферы. Механическая и функциональная связь между ними осуществляется стеблем. Корень, стебель и лист пронизаны непрерывной системой проводящих пучков, состоящих из ситовидных трубок флоэмы, по которым идет нисходящий транспорт ассимилянтов из листа в корень, и сосудов ксилемы, по которым вода и элементы минерального питания поднимаются из корня в лист. Первичное включение диоксида углерода в органические соединения происходит преимущественно в листьях, воды и элементов минерального питания – во всех органах растения. Эти два вида питания растений взаимосвязаны между собой (Шеуджен А.Х., 2003).

Обеспечение рационального режима питания – один из основных и наиболее сложных вопросов в технологии выращивания овощей защищенного грунта. В условиях интенсивной химизации овощеводства систематическое повышение урожаев культур сопровождается увеличением выноса всех элементов минерального питания, включая макро- и микроэлементы, что обостряет потребность в применении удобрений и регуляторов роста растений. Для нормального роста и развития растений необходимы различные элементы питания, особенно это важно в условиях защищенного грунта. Несмотря на резкие различия в количественной потребности, функции каждого необходимого макро- и микроэлемента в растениях строго специфичны, ни один элемент не может быть заменен другим.

Современные технологии получения высоких урожаев овощных культур в агропромышленном комплексе предусматривают создание оптимальных условий питания растений, водного и воздушного режимов почвы (субстрата), надежной защиты растений от болезней и вредителей. Каждый элемент технологического процесса вносит свой существенный вклад в формирование урожая и влияет на экономическую эффективность производства. При этом теория различных агротехнических приемов значительно отстает от практики их применения. Поэтому поиск новых высокоэффективных методов повышения урожайности растений является перспективным (Борисов В.А., Авилов Н.Л., 2013). Одним из таких методов для условий защищенного грунта является оптимизация минерального питания культуры путем корректировки схем питания, которая проводилась для томата и огурца.

1.1 Исследование схем питания огурца

Первой культурой в России, выращиваемой в защищенном грунте, был огурец, который является одной из наиболее широко распространенных и охотно потребляемых населением овощной культурой. В закрытом грунте России огурец лидирует по площадям и выращивается в зимне-весенней культуре (занимает 70-80 % зимних теплиц), в весенне-летней (90 % весенних теплиц, выращивается в них после рассады), в летне-осенней (10-15 % всей площади теплиц) (Ахатов А.К., 2011).

Цель исследований – оценка влияния схем питания на продуктивность огурца в условиях защищенного грунта.

Методика исследований.

Исследования по изучению влияния схемпитания на продуктивность огурца проводили в течение зимне-весеннего оборотаАО «Солнечный» Ставропольского края. АО «Солнечный» находится в шестой световой зоне. Огурец выращивали в зимней остекленной теплице, параметры микроклимата регулировали в автоматическом режиме с помощью климатической компьютерной программы, вкачестве субстрата использовали минеральную вату.Вегетационные опыты были заложены в соответствии с общепринятыми методиками (Моисейченко В.Ф., Заверюха А.Х., Трифонова М.Ф., 1994). Технология выращивания огурца в зимне-весенний оборот была общепринятой для данной зоны (Гиш Р.А., 2018). Объекты исследований: огурец БьёрнF1, Артист F1, схемы питания.

Схема опыта:

  1. Контроль (стандартная схема питания);
  2. Рекомендованная схема питания 1 (К);
  3. Рекомендованная схема питания 2 (Са).

Контроль включал стандартную схему питания для огурца.В таблице 1.1.1 приведен сокращенный состав стандартной схемы питания для выращивания огурца без микроэлементов.

Таблица 1.1.1 – Стандартная схема питания для различных периодов выращивания огурца, мг/л

Период N-

4 +

N-NО3 ¯ К+ Са2+ Мg2+ Р5+ 4 2-
Запитка минераловатных матов, кубиков 10 220 220 220 60 40 40
Рассада 10 200 220 180 70 50 50
Первые 4-6 недель после посадки 10 220 270 180 40 40 40
С 4-6 недели после посадки 10 220 310 160 40 40 40
Период массового плодоношения 10 220 310 200 65 40 80

Рекомендованная схема питания 1 (К) – стандартная схема питания с изменениями по содержанию калия (таблица 1.1.2), рекомендованная схема питания 2 (Са) – стандартная схема питания с изменениями по содержанию кальция (таблица 1.1.3).

Таблица 1.1.2 – Рекомендованная схема питания 1 (К) для различных периодов выращивания огурца, мг/л

Период N-

4 +

N-

3 ¯

К+ Са2+ Мg2+ Р5+ 4 2-
Запитка минераловатных матов, кубиков 10 220 240 220 60 40 40
Рассада 10 200 240 180 70 50 50
Первые 4-6 недель после посадки 10 220 300 180 40 40 40
С 4-6 недели после посадки 10 220 340 160 40 40 40
Период массового плодоношения 10 220 340 200 65 40 80

Таблица 1.1.3 – Рекомендованная схема питания 2 (Са) для различных периодов выращивания огурца, мг/л

Период N-

4 +

N-

3 ¯

К+ Са2+ Мg2+ Р5+ 4 2-
Запитка минераловатных матов, кубиков 10 220 220 240 60 40 40
Рассада 10 200 220 180 70 50 50
Первые 4-6 недель после посадки 10 220 270 180 40 40 40
С 4-6 недели после посадки 10 220 310 160 40 40 40
Период массового плодоношения 10 220 310 220 65 40 80

Для всех вариантов опыта применяли одинаковое количество микроэлементов во все периоды роста и развития огурца (мг/л): Fe2+– 0,84, Mn2+– 0,55, Zn2+– 0,33, B+– 0,27, Cu2+– 0,05. Уровни ЕС, рН, норма и частота поливов для всех вариантов опыта были одинаковые.

БьёрнF1 (Оригинатор «EnzaZaden» – Нидерланды) – высокопродуктивный раннеспелый партенокарпический гибрид, формирующий плоды корнишонного типа. Гибрид предназначен для выращивания в теплицах и открытом грунте, характеризуется быстрой отдачей урожая. Растение гибрида формирует основную массу своего урожая на главном стебле, развивая медленно боковые побеги. Гибрид Бьёрн F1 отличается стабильностью, завязывая плоды и не сбрасывая завязи в условиях стресса. Плоды цилиндрической формы, темно-зеленого цвета, длиной 10-12 см, массой 100-120 г, характеризуются лежкостью и транспортабельностью. Гибрид имеет среднюю устойчивость к вирусу мозаики и мучнистой росе, высокую устойчивостью к оливковой пятнистостиогурца.

Артист F1(Оригинатор «BejoZaden» – Нидерланды) – ультраранний партенокарпический гибрид огурца для выращивания в открытой почве, пленочных и стеклянных теплицах; плоды с высокими вкусовыми качествами, насыщенного зеленого цвета с мелкими, частыми шипами, тонкой кожицей, транспортабельные и лежкие; предназначен для засолки, маринования и консервации, потребления в свежем виде; выдерживает недостаточную освещенность; растение характеризуется хорошей устойчивостью к вирусу огуречной мозаики, кладоспориозу и ложной мучнистой росе.

Опыт сопровождался в динамике следующими наблюдениями, учетами и расчетами: содержание в растениях азота, фосфора и калия (Практикум по агрохимии, 2008); содержание азота в растворе (ГОСТ 33045-2014), содержание фосфора в растворе (ГОСТ 18309-2014), содержание калия в растворе пламенно-фотометрическим методом; степень развитие болезнейпо методике ВИЗР; площадь листьев методом высечек; степень отмирания завязей; общий выход стандартной продукции за оборот; содержание сухого вещества в плодах методом высушивания; содержание сахаров в плодах поляриметрическим методом; содержание витамина С в плодах огурца по Мурри; количество нитратов в плодах с помощью нитратного ионоселективного датчика; общий урожай в динамике его поступления по мере созревания плодов.

Результаты исследований.

Изучение химического состава растений, механизма его образования и различных реакций, происходящих в растении, – необходимаяпредпосылка для разработки научно обоснованных, практически важных приемов, повышающих урожай и изменяющих его химический состав в сторону улучшения. Таким образом, химический состав растений рассматривается не только как объект познания, но и как предмет воздействия на него.

На урожайность продукции огурца положительно влияет создание оптимальных элементов питания, способствующих быстрому формированию ботвы. Питательные элементы, усвоенные вегетативными органами, используются на формирование плодов. В течение первых 15-20 дней растение поглощает небольшие количества азота, фосфора и калия, в период же интенсивного роста вегетативных органов, а затем вовремя плодообразования происходит интенсивное их усвоение (Дерюгин И.П., Кулюкин А.Н., 1998). Знание химического состава растений позволяет полнее раскрыть особенности формирования урожая сельскохозяйственных культур. В опыте изучалось влияние схем питания на содержание макроэлементов в разных частях растений огурца: листьях и плодах. В результате применения рекомендованных схем питания содержание азота, фосфора и калия в растениях огурца увеличивалось (таблицы 1.1.4, 1.1.5).

Таблица 1.1.4 – Влияние схем питания на содержание макроэлементов в растенияхогурца Артист F1, % к сухой массе

Вариант Листья Плоды
Nобщ. P2O5 K2O Nобщ. P2O5 K2O
Контроль (стандартная схема питания) 5,23 0,85 3,22 2,58 1,53 5,21
Рекомендованная схема питания 1 (К) 5,51 0,86 3,43 2,68 1,55 5,41
Рекомендованная схема питания 2 (Са) 5,46 0,86 3,41 2,65 1,54 5,39
НСР0,05 0,05 0,02 0,04 0,05 0,02 0,05

Таблица 1.1.5 – Влияние схем питания на содержание макроэлементов в растениях огурца Бьёрн F1, % к сухой массе

Вариант Листья Плоды
Nобщ. P2O5 K2O Nобщ. P2O5 K2O
Контроль (стандартная схема питания) 5,15 0,82 3,14 2,54 1,51 5,17
Рекомендованная схема питания 1 (К) 5,47 0,84 3,38 2,65 1,54 5,39
Рекомендованная схема питания 2 (Са) 5,42 0,85 3,35 2,63 1,53 5,36
НСР0,05 0,06 0,03 0,05 0,05 0,03 0,07

Азот среди элементов минерального питания – наиболее мощный регулятор роста, хотя это и не гормональное вещество, так как является важнейшим строительным материалом растений, участвующим в образовании белков, которые содержат 15-18 % азота. Белки образуются из аминокислот и являются главной составной частью протоплазмы. Кроме того, азот входит в состав молекулы хлорофилла, витаминов (например, тиамина), алкалоидов (Минеев В.Г., 2004).

Использование рекомендованной схемы питания 1 (К) способствовало лучшему усвоению азота растениями огурца: количество азота в листьях увеличивалось относительно контроля на 0,28(Артист F1) и 0,32% к сухой массе (Бьёрн F1), в плодах – на 0,1и 0,11% к сухой массе соответственно. Внесение в составе рекомендованной схемы питания 2 большего количества кальция способствовало увеличению азота в листьях огурца Артист F1 по сравнению с контролем на 0,23% к сухой массе, Бьёрн F1 – на 0,27 % к сухой массе. Содержание азота в плодах огурцаАртист F1 при применении рекомендованной схемы питания 2 (Са) было больше чем в контроле на 0,07 % к сухой массе, Бьёрн F1 – на 0,09 % к сухой массе. Разница в содержании азота в растениях огурца при применении рекомендованных схем питания по отношению к контролю была существенная. Содержание азота в листьях и плодах при использовании рекомендованной схемы питания 1 (К) была не существенно больше по сравнению с вариантом опыта рекомендованной схемы питания 2 (Са): разница составила 0,02-0,05 % к сухой массе.

О роли фосфора в растениях указывают авторы в научном труде «Современное овощеводство …» (2007). Фосфор содержится в растениях в значительно меньших количествах, чем азот, но является не менее важным для жизнедеятельности растений биогенным элементом. В.В. Агеев, А.И. Подколзин (2005), пишут, что под влиянием фосфора формируется мощный организм, ускоряются процессы синтеза углеводов, белков, жиров, ферментов, снижается величина транспирационного коэффициента, повышается зимостойкость и засухоустойчивость растений со всеми вытекающими отсюда последствиями. В начале развития огурец требует усиленного фосфорного питания. В период интенсивного роста вегетативной массы нужно больше азота, а во время массового цветения и плодоношения – умеренное азотное питание и достаточное обеспечение фосфором и калием.

В результате применения рекомендованной схемы питания 1 (К) и рекомендованной схемы питания 2 (Са)содержание фосфора в листьях и плодах огурца не достоверно увеличилось по сравнению с контролем на 0,01-0,03 % к сухой массе. Данные исследования отражают то, что повышение содержания калия и кальция в схемах питания не оказало существенного влияния на фосфорные обмены в растениях огурца.

Калий – один из основных элементов минерального питания – находится в растительных организмах в ионной форме и не входит в состав органических соединений клетки. О роли калия для овощных культур указывают И.П. Дерюгин, А.Н. Кулюкин (1998). Овощные культуры особенно требовательны к калию и положительно отзываются на высокие дозы калийных удобрений. На 10 т плодов с соответствующим количеством вегетативной массы огурец потребляет 30-32 кгN; 15 кг Р2О5 и 45 кг К2О.

Использование рекомендованных схемпитанияспособствовало увеличению содержания калия в растениях огурца по сравнению с контролем. Содержание калия в листьях огурца Артист F1 при применении рекомендованной схемы питания 1 (К) было больше чем в контроле на 0,21 % к сухой массе, огурца Бьёрн F1 – на 0,24 % к сухой массе, увеличение показателя в плодах было больше на 0,2и 0,22 % к сухой массе соответственно. При использовании рекомендованной схемы питания 2 (Са) количество калия в листьях увеличивалось относительно контроля у огурца Артист F1 на 0,19 % к сухой массе, у Бьёрн F1 – на 0,21 % к сухой массе. Увеличение содержания калия в плодах огурца Артист F1 при рекомендованной схеме питания 2 (Са)по сравнению с контролем было на уровне 0,18 % к сухой массе, Бьёрн F1 – 0,19 % к сухой массе. Различия в содержании калия в листьях и плодах гибридов огурца между применением двух рекомендованных схем питания были не существенные.

Изучаемые гибриды огурца различались по накоплению элементов питания в листьях и плодах. Огурец Бьёрн F1 имел более ранний и интенсивный тип роста и быстрее расходовал элементы питания на формирование органов растений чем Артист F1. В листья Бьёрн F1 азота было меньше по сравнению с Артист F1 на 0,04-0,12 % к сухой массе, фосфора – на 0,01-0,03 % к сухой массе, калия – на 0,05-0,08% к сухой массе, в плодах различия составили 0,02-0,04, 0,01-0,02, 0,02-0,04 % к сухой массе соответственно.

Таким образом, по результатам исследований лучшее усвоение элементов питания мы наблюдали при использовании рекомендованных схем питания как в плодах, так и в листьях огурца, что подтверждает тесную связь вегетативного и генеративного развития растения. В.Ф. Ноллендорф (1978) отмечает, что на урожайность плодов положительно влияет создание оптимальных концентраций элементов питания, способствующих быстрому формированию ботвы. Питательные элементы, усвоенные вегетативными органами, используются на формирование плодов.

В рамках исследований были проведены лабораторные анализы по степени поглощения азота, фосфора, калия растениями огурца из питательного раствора и определение остаточного количества этих элементов в дренажных растворах в зависимости от схемы питания. Исследования проводили в две фазы роста и развития огурца: первые 4-6 недель после посадки и период массового плодоношения. Стандартную и рекомендованные схемы питания использовали на протяжении всего периода выращивания огурца зимне-весеннего оборота, изменяя только уровень электропроводности (ЕС) в зависимости от фазы развития культуры. Субстрат напитывали растворами с уровнем ЕС = 2,2 мСм/см, рассаду огурца поливали с ЕС = 1,8 мСм/см, в первые 4-6 недель после расстановки на минераловатные маты ЕС поддерживали на уровне 2,3 мСм/см, в период массового плодоношения – 2,5 мСм/см.

При анализе лабораторных исследованиймы получили, что при применении рекомендованных схемпитания степень усвоения азота, фосфора, калия растениями огурца из питательного раствора была выше по сравнению с контролем, что отразилось в снижении остаточных количеств элементов в дренажном растворе (таблица1.1.6).

Таблица 1.1.6 – Влияние схем питания на остаточное количество макроэлементов в дренажном растворе огурца Артист F1, мг/л

Вариант Первые 4-6 недель после посадки Период массового плодоношения
Nобщ. P2O5 K2O Nобщ. P2O5 K2O
Контроль (стандартная схема питания) 106 22 157 87 18 128
Рекомендованная схема питания 1 (К) 91 19 141 74 15 111
Рекомендованная схема питания 2 (Са) 93 18 148 79 15 119

При использовании рекомендованной схемы питания 1 (К) в первые 4-6 недель после посадки огурца Артист F1на минераловатные маты остаточное содержание азота в дренажном растворе по сравнению с контролем было меньше на 15 мг/л, фосфора – на 3, калия – на 16, в период массового плодоношения– на13, 3 и 17 мг/л соответственно. Содержание калия в дренажном растворе при использовании рекомендованной схемы питания 1 (К) было меньше чем контроле, не смотря на большее количество этого элемента в изучаемой схеме, что говорит о том, что при повышенном калийном питании поглотительная способность растений в период интенсивного роста увеличивалась.

Количество азота при использовании рекомендованной схемы питания 2 (Са) в первую изучаемую фазу огурца Артист F1 было меньше чем в контроле на 13 мг/л, фосфора – на 4 мг/л, калия – на 9 мг/л, в период массового плодоношения различия были на уровне 8, 3 и 9 мг/л соответственно. Содержание элементов питания при применении рекомендованной схемы питания 2 (Са) было больше по сравнению с рекомендованной схемой питания 1 (К), за исключением количества фосфора в период массового плодоношения огурца.

Динамика изменения элементов в дренажном растворе в зависимости от применения схем питания при выращивании огурца Бьёрн F1 была аналогична изменениям у Артист F1. Содержание азота в дренажном растворе при использовании рекомендованных схем питания у Бьёрн F1была меньше чем в контроле на 10-14 мг/л, фосфора – на 2-3 мг/л, калия – на 5-13 мг/л(таблица 1.1.7).

Таблица 1.1.7 – Влияние схем питания на остаточное количество макроэлементов в дренажном растворе огурца Бьёрн F1, мг/л

Вариант Первые 4-6 недель после посадки Период массового плодоношения
Nобщ. P2O5 K2O Nобщ. P2O5 K2O
Контроль (стандартная схема питания) 101 20 148 85 16 117
Рекомендованная схема питания 1 (К) 87 18 138 72 14 104
Рекомендованная схема питания 2 (Са) 91 17 143 75 14 109

Гибриды огурца различались по потреблению элементов питания из питательного раствора. При выращивании огурца Бьёрн F1 остаточное количество элементов питания в дренажном растворе было меньше чем у Артист F1: разница в азоте составила 2-5 мг/л, фосфора – 1-2 мг/л, калия – 5-11 мг/л.

Остаточное содержание элементов питания в дренажном растворе находится в прямой зависимости с коэффициентами использования элементов питания. Лабораторные анализыпоказали, что при снижении содержания азота, фосфора, калия в дренажном растворе коэффициенты использования этих элементов растениями огурца Артист F1 увеличивались и находились в пределах 42-67 %. При использовании рекомендованной схемыпитания 1 (К) коэффициенты использования элементов питанияувеличивались по сравнению с контролем в первые 4-6 недель после посадки огурца на постоянное место: азота – на 7 %, фосфора – на 8, калия – на 11, в период массового плодоношения – на 6, 8,8 % соответственно. Потребление азота и калия при применении рекомендованной схемы питания 1 (К) было максимально в опыте и больше чем в варианте с рекомендованной схемой питания 2 (Са), разница в коэффициентах использования была в пределах 1-8 %, коэффициент использования фосфора в фазу первые 4-6 недель после посадки был наоборот меньше на 1%, а в период массового плодоношения –на одном уровне – 65 % (таблица 1.1.8).

Таблица 1.1.8 – Влияние схем питания на коэффициенты использования макроэлементов растениями огурца Артист F1из питательного раствора, %

Вариант Первые 4-6 недель после посадки Период массового плодоношения
Nобщ. P2O5 K2O Nобщ. P2O5 K2O
Контроль (стандартная схема питания) 52 45 42 60 55 59
Рекомендованная схема питания 1 (К) 59 53 53 66 63 67
Рекомендованная схема питания 2 (Са) 58 55 45 64 63 62

В фазу первые 4-6 недель после посадки у огурца Бьёрн F1 при применении рекомендованной схемы питания 1 (К) коэффициенты использования элементов питания были больше чем в контроле: азот – на 6 %, фосфор – на 5, калий – на 9 %, в период массового плодоношения – на 6, 5 и 7 % соответственно. При применении рекомендованной схемы питания 2 (Са) коэффициенты использования элементов питания были больше по сравнению с контролем на 2-8 %, по отношению к рекомендованной схеме питания 1 (К) показатель по потреблению азота и калия оказался меньше на 1-7 % (таблица 1.1.9).

Таблица 1.1.9 – Влияние схем питания на коэффициенты использования макроэлементов растениями огурца Бьёрн F1из питательного раствора, %

Вариант Первые 4-6 недель после посадки Период массового плодоношения
Nобщ. P2O5 K2O Nобщ. P2O5 K2O
Контроль (стандартная схема питания) 54 50 45 61 60 62
Рекомендованная схема питания 1 (К) 60 55 54 67 65 69
Рекомендованная схема питания 2 (Са) 59 58 47 66 65 65

Потребление элементов питания между гибридами огурца различалось. Коэффициенты использования макроэлементов растениями огурца Бьёрн F1из питательного раствора были больше чем у Артист F1 на 1-5 %.

В задачи исследованийвходило изучение влияния разработанной схемы питания на продуктивность огурца. Степень развития болезней изменялась в зависимости от схемы питания. Наибольшее развитие среди болезней в опыте было отмечено у мучнистой росы. Степень развития мучнистой росы в опыте была в пределах 7,0-8,4 %. При применении рекомендованных схем питания степень развития мучнистой росы снижалась относительно контроля word image 1072 Формирование оптимальной агротехнологии производства огурца и томата методом малообъемной технологии с целью улучшения качества товарной продукции и повышения уровня самообеспечения региона на 0,2-0,7 %. Использование большего количества кальция в составе рекомендованной схемы питания 2 (Са) способствовало укреплению клеточных стенок и повышению иммунитета растений огурца, в результате степень развития мучнистой росы в этом варианте была наименьшая в опыте – 7,4 % в среднем, разница по сравнению с контролем составила 0,7 %, по отношению к рекомендованной схеме питания 1 (К) – 0,2 %. Степень развития мучнистой росы у огурца Артист F1 была меньше чем у Бьёрн F1 в среднем на 0,7 % (рисунок 1.1.1, приложение 1).

Рисунок 1.1.1 – Влияние схем питания на степень развития мучнистой росы в посадках огурца, %

Во время вегетации огурца важно было установить, как скажется на росте и развитии растений огурца использование различных схем питания. Различия в темпах роста, а в дальнейшем и в плодоношении, нашли свое отражение в площади листьев, степени отмирания завязей и выходе стандартной продукции огурца.

Площадь листьев является наиболее динамичным показателем из общего числа фотосинтетических показателей, оказывающих влияние на урожайность растений. На этот показатель оказывают влияние целый комплекс факторов, среди которых важная роль принадлежит условиям минерального питания. Элементы питания, поглощенные корневой системой расходуются на формирование вегетативной массы и плодов. И в листьях, и в корнях протекают многочисленные синтетические процессы, продуктами которых непрерывно обмениваются надземные и подземные органы растения. Все превращения происходят в живых клетках, микроскопически малых ячейках, из которых состоят все органы и ткани растения. Замеры площади листьев проводились в середине вегетации растений. Площадь листьев огурца определяли методом высечек.

Площадь листьев опытных растений огурца при использовании рекомендованной схемы питания 1 (К) была больше по сравнению с контролем в среднем по опыту на 0,015 м2/растение, с рекомендованной схемой питания 2 (Са) – на0,019 м2/растение. Применение большего количества кальция способствовало получению наибольшей площади листьев в опыте – 1,805 м2/растение в среднем.Площадь листьев огурца Артист F1 была больше чем у Бьёрн F1 на 0,047-0,051 м2/растение (таблица 1.1.10).

Таблица 1.1.10– Влияниесхем питания на площадь листьев огурца, м2/растение

Вариант, А Гибрид, В А,

НСР0,05 = 0,007

Артист F1 Бьёрн F1
Контроль (стандартная схема питания) 1,762 1,809 1,786
Рекомендованная схема питания 1 (К) 1,775 1,826 1,801
Рекомендованная схема питания 2 (Са) 1,781 1,829 1,805
В, НСР0,05 = 0,012 1,773 1,821 НСР0,05 =0,019

При создании современных сортов и гибридов часто используют формы с букетным (пучковым) типом расположения завязей. Растения с букетным типом цветения характеризуются дружностью плодоношения, так как в отличие от обычных форм у них не наблюдается большого разрыва в сроках цветения в пучке, то есть цветки зацветают один за другим через 1-3 дня или одновременно. При этом большое количество завязей наливается, не испытывая конкуренции за питательные вещества и не отличаясь сильно по размеру и скорости налива. Поэтому потенциальный общий урожай у таких гибридов гораздо выше, чем у обычных форм с одной-двумя завязями. Изучаемыегибриды Артист F1 и БьёрнF1имеют букетный тип формирования завязей: в каждом узле при сбалансированном питании образуется от 2 до 6 завязей. При неблагоприятных условиях, несбалансированном питаниине все завязи в букете способны сохраняться и в дальнейшем развиваться. Исследования показали, что степень отмирания завязей изменялась в зависимости от схемы питания.

Схема питания со сбалансированным содержанием элементов питания способствует завязыванию и росту плодов. Количество отмершей завязи от общего числа появившихся цветков учитывали в середине вегетации культуры. Применение рекомендованных схем питания способствовало снижению степени отмирания завязей огурца по сравнению с контролем на 2,7-3,1 %. Наименьшая степень отмирания завязей огурца была получена при использовании рекомендованной схемы питания 2 (Са) – 18,9 %.Степень отмирания завязей огурца Артист F1 была меньше относительно Бьёрн F1 на 1,1-1,2 % (таблица 1.1.11).

Таблица 1.1.11 – Влияние схем питания на степень отмирания завязейогурца, %

Вариант, А Гибрид, В А,

НСР0,05 = 0,3

Артист F1 Бьёрн F1
Контроль (стандартная схема питания) 21,4 22,6 22,0
Рекомендованная схема питания 1 (К) 18,7 19,8 19,3
Рекомендованная схема питания 2 (Са) 18,3 19,5 18,9
В, НСР0,05 = 0,4 19,5 20,6 НСР0,05 =0,7

Одной из важных хозяйственных характеристик овощной продукции является процент стандартных плодов в полученном урожае. В опытах был проведен анализ данных выхода стандартной продукции огурца в зависимости от схемы питания, поскольку для производителей овощей важен не только факт увеличения урожайности, но и количество более дорогой стандартной продукции. Стандартные плоды огурца должны быть свежими, целыми, незагрязненными, не пораженными болезнями и вредителями, ровными.

Использование рекомендованных схем питания способствовало повышению выхода стандартной продукции огурца. При применении рекомендованной схемы питания 1 (К) показатель был больше чем в контроле в среднем по опыту на 2,2 %, рекомендованной схемы питания 2 (Са) – на 1,8 %. Наибольший выход продукции был получен при использовании рекомендованной схемы питания1 (К) (таблица 1.1.12).

Таблица 1.1.12 – Влияниесхем питания на выход стандартной продукции огурца, %

Вариант, А Гибрид, В А,

НСР0,05 = 0,5

Артист F1 Бьёрн F1
Контроль (стандартная схема питания) 84,5 82,9 83,7
Рекомендованная схема питания 1 (К) 87,0 84,7 85,9
Рекомендованная схема питания 2 (Са) 86,6 84,4 85,5
В, НСР0,05 = 0,7 86,0 84,0 НСР0,05 =1,2

Биохимический состав плодов в сильной степени зависит от факторов внешней среды растений и, особенно, от условий питания. Исследования показали, что схемы питания оказывали влияние на формирование биохимического состава плодов огурца. Влияние удобрений на качественные показатели плодов огурца (сухое вещество, сумма сахаров, витамин С, нитраты) были изучены нами в фазу массового плодоношения. Изучаемые схемы питания способствовали накоплению питательных веществ в плодах огурца(таблица 1.1.13).

Таблица 1.1.13 – Влияние схем питания на качество продукции огурца Артист F1

Вариант Сухое вещество,

%

Сахара,

%

Витамин С, мг % Нитраты, мг/кг
Контроль (стандартная схема питания) 4,65 2,63 6,21 112
Рекомендованная схема питания 1 (К) 4,82 2,75 6,28 128
Рекомендованная схема питания 2 (Са) 4,78 2,72 6,31 123
НСР0,05 0,05 0,04 0,02 4

Сухое вещество на 90-95 % представлено органическими соединениями в виде углеводов, жиров, белков, азотосодержащих небелковых соединений, ферментов и т. д.; и на 5-10 % – минеральными солями (Ягодин Б.А., 2002). Содержание сухого вещества в плодах огурца при использовании рекомендованных схемпитания было выше по сравнению с контролем на 0,13-0,017 %.

Согласно данным Портянкина А.Е., Шамшиной А.В. (2010) мякоть огурца на 95-98 % состоит из клеточного сока. Кроме воды в химический состав свежих огурцов входят сахара 1,07-2,54 %, белковые вещества 0,56-1,10 %, клетчатка 0,33-0,78 %, жиры 0,08-0,27 %, зольные вещества 0,25-0,58 %.В работе«Практикум по физиологии растений» (1990) имеются данные о том, что в условиях защищенного грунта плоды огурца имеют несколько меньше сахаров, аскорбиновой кислоты, клетчатки, калия, кальция, фосфора и железа, чем плоды открытого грунта.

Как показали исследования, при использовании рекомендованной схемы питания1 (К)содержание сахаров в плодах огурца было выше по сравнению с контролем на 0,12 %, рекомендованной схемы питания 2 (Са) – на 0,09 %.

Зеленые огурцы содержат витамин С и пептонизирующие ферменты. Благодаря значительному содержанию солей йода, огурцы имеют большое профилактическое значение для предупреждения атеросклероза. Содержание витамина С в плодах огурцов зависит от степени их созревания: в мелких больше витамина С, чем в развившихся крупных, а в перезревших огурцах его почти совсем нет (Толстоусов В.П., 1974). Применение рекомендованной схемы питания 1 (К)способствовало увеличению содержания аскорбиновой кислоты в плодах огурца относительно контроля на 0,07 мг %, рекомендованной схемы питания 2 (Са)– на 0,1 мг %.

В плодах огурца определяли содержание нитратов в зависимости от схемы питания. Для тепличных огурцов ПДК нитратов в плодах составляет 200 мг/кг. Результаты лабораторных анализов показали, что содержание нитратов в плодах огурца в опыте было меньше ПДК на 72-88 мг/кг. Использование рекомендованных схемпитания способствовало увеличению нитратов в плодах огурца относительно контроля: схемы с дополнительным количества калия – на 16 мг/кг, кальция – на 11 мг/кг (таблица 1.1.14).

Таблица 1.1.14 – Влияние схем питания на качество продукции огурца

Бьёрн F1

Вариант Сухое вещество,

%

Сахара,

%

Витамин С, мг % Нитраты, мг/кг
Контроль (стандартная схема питания) 4,59 2,61 6,19 108
Рекомендованная схема питания 1 (К) 4,81 2,72 6,25 116
Рекомендованная схема питания 2 (Са) 4,75 2,68 6,28 113
НСР0,05 0,06 0,05 0,02 3

При применении схем питания количество питательных веществ в плодах огурца Бьёрн F1 увеличивалось относительно контроля: разница в содержании сухого вещества составила 0,16-0,22 %, сахаров – 0,07-0,11 %, витамина С – 0,06-0,09 мг %. Содержание нитратов в плодах огурца Бьёрн F1 при применении схем питания превышало контроль на 5-8 мг/кг.

Больше всего сухого вещества, сахаров и нитратов в плодах огурца Артист F1 и Бьёрн F1 накапливалось при использовании рекомендованной схемы питания 1 (К), витамина С –рекомендованнойсхемы питания 2 (Са). В плодах огурца Артист F1 питательных веществ накапливалось больше чем у Бьёрн F1.

Обеспечение рационального режима питания – один из основных и наиболее сложных вопросов в технологии выращивания овощей защищенного грунта. Изучаемые схемы питания влияли на формирование урожайности огурца. Исследования проводили в зимне-весенний оборот АО «Солнечный» (рисунок 1.1.2), по окончании которого урожайность огурца корнишонного типа без метода светокультуры в условиях шестой световой зоны может варьировать в пределах 20-30 кг/м2.

word image 187 Формирование оптимальной агротехнологии производства огурца и томата методом малообъемной технологии с целью улучшения качества товарной продукции и повышения уровня самообеспечения региона

Рисунок 1.1.2 – Посадки огурца Артист F1 в АО «Солнечный» Ставропольского края

Урожайность огурца в опыте была в пределах 25,1-28,5 кг/м2. Корректировка схем питания способствовала увеличению урожайности огурца по сравнению с контролем на 2,2-2,8 кг/м2. При применении рекомендованной схемы питания 1 (К) урожайность огурца в среднем по опыту было больше относительно контроля на 11,0 %, рекомендованной word image 1073 Формирование оптимальной агротехнологии производства огурца и томата методом малообъемной технологии с целью улучшения качества товарной продукции и повышения уровня самообеспечения региона схемы питания 2 (Са) – на 8,7 %. Наибольшая урожайность огурца была отмечена при применении большего количества калия в составе схемы питания (рисунок 1.1.3, приложение 2).

Рисунок 1.1.3 – Влияние схем питания на урожайность огурца, кг/м2

Изучаемые гибриды огурца различались между собой по формированию урожайности: у огурца Артист F1 была больше по сравнению с Бьёрн F1 на 0,7кг/м2.

Таким образом, в результате исследований установлено, что при повышении содержания калия и кальция в схемах питания продуктивность огурца увеличивалась: интенсифицировалось потребление элементов питания растениями из питательного раствора на 3-11 %, снижалась степень развития мучнистой росы на 0,4-0,7 %, степень отмирания завязей – на 2,7-3,1 %, увеличивались площадь листьев – на 0,013-0,02м2/растение, выход стандартной продукции – на 1,5-2,5 %, урожайность огурца – на 8,6-10,9 %, улучшалось качество продукции.

1.2 Исследование схем питания томата

Томат продолжает уже много лет удерживать ведущие позиции в мире как самая распространенная и востребованная овощная культура. По данным ФАО с 1993 по 2013 гг. посевные площади, занятые этой культурой в мире увеличились на 1,7 млн. га и составили 4,8 млн. га. Валовый сбор плодов превышает 164 млн. т, а урожайность достигла 34,5 т/га. Ведущими производителями томата являются такие страны как Китай (984,6 тыс. га), Турция (311,0 тыс. га), Египет (212,9 тыс. га), Иран (163,6 тыс. га), США (150,0 тыс. га). Россия занимает 6 место с посевной площадью не менее 110 тыс. га при средней урожайности 22,1 т/га, что меньше среднемирового показателя (Огнев В.В., 2017).

Урожайность томата и качество получаемого урожая зависит от условий выращивания. Существует целый ряд приемов, направленных на повышение продуктивности культуры. Одним из наиболее важных приемов повышения продуктивности томата и качества его урожая, кроме создания новых высокопродуктивных сортов и гибридов, является применение оптимальных схем минерального питания.

Цель исследований – оценка влияния схем питания на продуктивность томата в условиях защищенного грунта.

Методика исследований.

Исследование схемпитания для томата проводились в течение продленного оборота теплично-оранжерейного комплекса ФГБОУ ВО Ставропольского ГАУ. Зимняя остекленная теплица находится на территории г. Ставрополя, который относится к шестой световой зоны. В качестве субстрата использовали кокосовое волокно.

Объекты исследований: томат МерлисF1, схемы питания.

Мерлис F1 (Оригинатор – DeRuiterSeeds, США) – ранний индетерминантный гибрид томата. Плоды плоско-округлой формы, красного цвета с белым блеском, гладкие, весом 150-180 г. Гибрид рекомендуется к выращиванию в стеклянных и пленочных теплицах. Плоды томата предназначены для потребления в свежем виде, имеют высокую транспортабельность. Гибрид проявляет устойчивость к вирусам, фузариозной гнили корней, бурой пятнистости, вертициллезу, фузариозному увяданию и среднюю устойчивость к мучнистой росе.

Схема опыта:

  1. Контроль (стандартная схема питания);
  2. Рекомендованная схема питания 1 (К);
  3. Рекомендованная схема питания 2 (Са).

Контроль включал стандартную схему питания для томата.В таблице 1.2.1 приведен сокращенный состав стандартной схемы питания для выращивания томата. Рекомендованная схема питания 1 (К) – стандартная схема питания с изменениями по содержанию калия (таблица 1.2.2), рекомендованная схема питания 2 (Са) – стандартная схема питания с изменениями по содержанию кальция (таблица 1.2.3).

Таблица 1.2.1 –Стандартная схема питания для различных периодов выращивания томата, мг/л

Период N-

4 +

N-NО3 ¯ К+ Са2+ Мg2+ Р5+ 4 2-
Рассада, запитка субстрата 20 200 260 200 70 50 70
Цветение от 1 до 5кисти 20 230 340 240 70 50 80
Цветение от 5 кисти до конца вегетации (массовое плодоношение) 20 220 380 210 70 40 80

Таблица 1.2.2 – Рекомендованнаясхема питания 1 (К) для различных периодов выращивания томата, мг/л

Период N-

4 +

N-NО3 ¯ К+ Са2+ Мg2+ Р5+ 4 2-
Рассада, запитка субстрата 20 200 300 200 70 50 70
Цветение от 1 до 5кисти 20 230 380 240 70 50 80
Цветение от 5 кисти до конца вегетации (массовое плодоношение) 20 220 420 210 70 40 80

Таблица 1.2.3 – Рекомендованная схема питания 2 (Са) для различных периодов выращивания томата, мг/л

Период N-

4 +

N-NО3 ¯ К+ Са2+ Мg2+ Р5+ 4 2-
Рассада, запитка субстрата 20 200 260 220 70 50 70
Цветение от 1 до 5кисти 20 230 340 270 70 50 80
Цветение от 5 кисти до конца вегетации (массовое плодоношение) 20 220 380 210 70 40 80

Для всех вариантов опыта применяли одинаковое количество микроэлементов во все периоды роста и развития томата (мг/л): Fe2+– 0,84, Mn2+– 0,55, Zn2+– 0,33, B+– 0,32, Cu2+– 0,05. Уровни ЕС, рН, норма и частота поливов для всех вариантов опыта была одинаковая.

Опыт сопровождался в динамике следующими наблюдениями, учетами и расчетами: содержание в растениях азота, фосфора и калия (Практикум по агрохимии, 2008); содержание азота в растворе (ГОСТ 33045-2014); содержание фосфора в растворе (ГОСТ 18309-2014); содержание калия в растворе пламенно-фотометрическим методом;содержание кальция в растениях по ГОСТ 26570-95;степень развитие болезнейпо методике ВИЗР; содержание сухого вещества в плодах методом высушивания; содержание сахаров в плодах поляриметрическим методом; содержание витамина С в плодах огурца по Мурри; количество нитратов в плодах с помощью нитратного ионоселективного датчика; содержание каротина в плодах (ГОСТ 13496.17-95); содержание ликопина в плодах (ГОСТ 26176-91); степень завязываемости плодов; средняя масса плода; общий урожай в динамике его поступления по мере созревания плодов.

Результаты исследований.

В задачи исследований входило изучение влияния схемпитания на продуктивность томата. При использовании рекомендованной схемы питания изменялся химический состав растений томата и дренажных растворов.

Прямое влияние на формирование химического состава растений оказывает система минерального питания. Изучение химического состава позволяет полнее раскрыть особенности формирования урожая сельскохозяйственных культур, что является важнымпри разработке рациональной системы удобрения, оценке условий питания и качества урожая.

Химический состав листьев томата определяли в период массового плодоношения, в этот период азот в растениях играет особенно важную роль. С. Брей (1986) пишет, что период формирования способности растений осуществлять фотосинтез совпадает с изменениями в азотном обмене растения. Соединения азота, поглощенные, ассимилированные и подвергшиеся дальнейшим превращениям в корне, экспортируются по ксилеме через ткани стебля в листья.

Содержание азота в листьях и плодах томата увеличивалось при применении рекомендованных схем питания. Увеличение калия и кальция в схемах питания действовало синергетически на азотный обмен, что способствовало его повышению в органах растений. При применении рекомендованной схемы питания 1 (К) содержание азота в листья превышало контроль на 0,27 % к сырой массе, в плодах – на 0,16 % к сырой массе(таблица 1.2.4).

Таблица 1.2.4– Влияние схем питания на содержание химических элементов в растениях томата, % к сырой массе

Вариант Листья Плоды
Nобщ. P2O5 K2O Nобщ. P2O5 K2O СаО
Контроль (стандартная схема питания) 4,92 0,65 4,46 4,51 0,56 4,67 2,41
Рекомендованная схема питания 1 (К) 5,19 0,72 4,80 4,67 0,61 4,83 2,52
Рекомендованная схема питания 2 (Са) 5,13 0,70 4,73 4,65 0,59 4,78 2,59
НСР0,05 0,03 0,02 0,04 0,04 0,02 0,04 0,02

Меньшее влияние на увеличение азота в органах растений томата оказало применение дополнительного количества кальция по сравнению с усиленным калийным питанием. В результате использования рекомендованной схемы питания 2 (Са) количество азота в листьях было больше чем в контроле на 0,21 % к сырой массе, в плодах – на 0,14 % к сырой массе.

Содержание фосфора в листьях томата при применении рекомендованных схемпитания увеличилось по сравнению с контролем на 0,03-0,07 % к сырой массе.

Калий усиливает ассимиляцию СО2, выполняя определенную роль в функциональных превращениях хлоропластов. Он улучшает фотосинтетическое и анаэробное фосфорилирование. При его недостатке этот процесс тормозится, а дыхание растений повышается, в результате чего продуктивность их падает. Калий регулирует водный обмен клетки, физическое состояние коллоидов цитоплазмы, ее набухаемость и вязкость, что особенно важно для получения качественной продукции. Под влиянием калия возрастает водоудерживающая способность цитоплазмы, что уменьшает опасность кратковременного завядания растений при временном недостатке влаги.

Корректировка схем питания по количеству применяемых калия и кальция способствовала увеличению усвоения калия растениями томата. В результате использования рекомендованной схемы питания 1 (К) содержание калия в листьях томата было больше относительно контроля на 0,34 % к сырой массе, в плодах – на 0,16 % к сырой массе, применения рекомендованной схемы питания 2 (Са) – на 0,27 и 0,11 % к сырой массе соответственно.

Кроме анализа химического состава растений по макроэлементам, были проведены исследования по определению содержания кальция в плодах томата. По мнению Ш.Г. Бексеева (1989) кальций – это жизненно важный питательный элемент. Большинство культурных растений поглощает его больше, чем магния, но меньше, чем калия. И.П. Дерюгин, А.Н. Кулюкин (1998) утверждают, что кальцию принадлежит важная роль в регулировании многих процессов обмена веществ, особенно в его участии в построении клеточных мембран и поддержании их структурной организации, мембранного потенциала. Таким образом, кальций влияет не только на поступление ионов в клетку, но и на проникновение бактерий и других патогенных микроорганизмов. Вследствие этого кальций оказывает большое влияние на лёжкость плодов томата: чем больше содержание кальция, тем выше сохраняемость собранных плодов.

Содержание кальция в плодах томата при применении рекомендованных схем питания увеличивалось. Наибольшее количество кальция в спелых плодах томата накапливалось при использовании рекомендованной схемы питания 2 (Са) – 2,59 % к сырой массе, что было выше, чем в контроле на 0,18 % к сырой массе. При применении рекомендованной схемы питания 1 (К) количество кальция в плодах было выше чем в контроле на 0,11 % к сырой массе. Отсюда можно сделать вывод, что при использовании рекомендованной схемы питания собранные плоды томата можно предохранить от поражения патогенами, тем самым увеличить их срок хранения.

Динамика увеличения содержания основных питательных элементов в плодах томата при использовании схем питания была такая же, как и в листьях, что подтверждает тесную связь вегетативного и генеративного развития растения.

В задачи наших исследований входило изучение степени поглощения азота, фосфора, калия растениями томата из питательного раствора и определение остаточного количества этих элементов в дренажных растворах в зависимости от схемы питания. Исследования проводили в две фазы роста томата: цветения 1-ой кисти и цветения 5-ой кисти. Стандартную и рекомендованные схемы питания использовали на протяжении всего периода выращивания томата продлённого оборота, изменяя только уровень ЕС в зависимости от фазы развития культуры. Субстрат напитывали растворами с уровнем ЕС = 2,4 мСм/см, молодые растения томата поливали с ЕС = 2,8 мСм/см, в период между цветением 1-ой и 5-ой кистями ЕС поддерживали на уровне 3,0 мСм/см, в следующие этапы –3,0-3,5 мСм/см.

В опыте было изучено, насколько эффективно томат использовал азот, фосфор, калий в зависимости от схем питания. При анализе лабораторных исследований, было получено, что при применении рекомендованных схем питания степень усвоения азота, фосфора, калия растениями томата из питательного раствора была выше по сравнению с контролем, что отразилось в снижении остаточных количеств элементов в дренажном растворе.

При применении рекомендованной схемы питания 1 (К) в фазе цветения 1-ой кисти томата остаточное содержание азота в дренажном растворе по сравнению с контролем было меньше на 13 мг/л, фосфора – на 4, калия – на 5, в фазе цветения 5-ой кисти ниже – на 20, 2 и 6 мг/л соответственно. Содержание азота при использовании рекомендованной схемы питания 2 (Са) в первую изучаемую фазу томата было меньше чем в контроле на 8 мг/кг, фосфора – на 3 мг/кг, калия – на 8 мг/кг, в фазу цветения 5-й кисти снижение макроэлементов было соответственно 17, 1 и 9 мг/кг (таблица 1.2.5).

Таблица 1.2.5 – Влияниесхем питания на остаточное количество макроэлементов в дренажном растворе, мг/л

Вариант Цветение 1-ой кисти Цветение 5-ой кисти
Nобщ. P2O5 K2O Nобщ. P2O5 K2O
Контроль (стандартная схема питания) 94 22 123 109 19 119
Рекомендованная схема питания 1 (К) 81 18 118 89 17 113
Рекомендованная схема питания 2 (Са) 86 19 115 92 18 110

Для полного отражения поглотительной способности растениями томата макроэлементов из питательного раствора был проведен анализ коэффициентов использования элементов питания. При снижении содержания азота, фосфора, калия в дренажном растворе коэффициенты использования этих элементов растениями томата увеличивались. Коэффициенты использования элементов из питательного раствора у томата были достаточно высокими, и варьировали в пределах 50-73 %. При использовании рекомендованной схемы питания 1 (К) коэффициенты использования элементов растениями томата увеличивались по сравнению с контролем: в фазу цветения 1-ой кисти азота – на 6 %, фосфора – на 8, калия – на 5, в фазу цветения 5-ой кисти – на 10, 5, 4 % соответственно. Применение рекомендованной схемы питания 2 (Са)коэффициенты использования азота были больше контроля на 4-8 %, фосфора – на 2-6 %, калия – на 2-8 %. Потребление азота и фосфора из питательного раствора у растений томата в фазу цветения 1-й кисти было больше чем при цветении 5-й кисти на 3-9 %, потребление калия, наоборот, во вторую фазу было больше – разница составила 4-5 % (таблица 1.2.6).

Таблица 1.2.6 – Влияниесхем питания на коэффициенты использования макроэлементов растениями томата из питательного раствора, %

Вариант Цветение 1-ой кисти Цветение 5-ой кисти
Nобщ. P2O5 K2O Nобщ. P2O5 K2O
Контроль (стандартная схема питания) 59 56 64 50 53 69
Рекомендованная схема питания 1 (К) 65 64 69 60 58 73
Рекомендованная схема питания 2 (Са) 63 62 66 58 55 71

Рекомендованные схемы питания способствовали повышению устойчивости тепличного томата к заболеваниям. В опыте был проведен учет фитофтороза икладоспориоза. Степень развития фитофтороза в опыте былавыше чем кладоспориоза на 0,8-2,3 %. При применении рекомендованных схем питания степень развития болезней снижалась относительно контроля на 1,3-3,4 %. Наименьшая степень развития болезней word image 1074 Формирование оптимальной агротехнологии производства огурца и томата методом малообъемной технологии с целью улучшения качества товарной продукции и повышения уровня самообеспечения региона была отмечена при использовании большего количества кальция в составе схемы питания: фитофтороз – 4,5 %, кладоспориоз – 3,7 %, разница по сравнению с контролем была 3,4 и 1,9 % соответственно (рисунок 1.2.1, приложение 3).

Рисунок 1.2.1 – Влияние схем питания на степень развитие болезней томата

Использование рекомендованных схем питания способствовало улучшению качества продукции томата. Качество продукции томата зависит не только от биологических особенностей выращиваемых гибридов, но и от условий выращивания. Н.В. Чечеткина, Г.А. Старых (2013) пишут, что плоды томата обладают хорошими питательными и вкусовыми качествами. Минеральное питание оказывает на качество плодов большое влияние.

Содержание сухого вещества в плодах томата варьировала в пределах 6,96-7,64 %. В результате использования рекомендованных схем питания было отмечено накопление сухого вещества в плодах томата. Максимальное содержание сухого вещества было при выращивании томата с использованиемрекомендованной схемы питания 1 (К) – 7,64 %, разница по сравнению с контролем составила 0,68 %, относительно рекомендованной схемы питания 2 (Са) – 0,21 %. При применении рекомендованной схемы питания 2 (Са) содержание сухого вещества в плодах томата превышало значение контроля на 0,47 % (таблица 1.2.7).

Таблица 1.2.7 – Влияние схем питания на качество плодов томата

Вариант Сухое вещество,

%

Сахара,

%

Витамин С, мг % Нитраты, мг/кг
Контроль (стандартная схема питания) 6,96 3,44 28,32 163
Рекомендованная схема питания 1 (К) 7,64 3,92 29,87 189
Рекомендованная схема питания 2 (Са) 7,43 3,75 30,24 177
НСР0,05 0,12 0,14 0,21 9

Основную часть сухого вещества в плодах томата составляют сахара.Использование рекомендованных схемпитания способствовало увеличению содержанию сахаров в плодах томата относительно контроля на 0,31-0,48 %. Наибольшее количество сахаров отмечалось при использовании в схеме питания большего количества калия – 3,92 %, разница по сравнению с рекомендованной схемой питания 2 (Са) составила 0,17 %.

Плоды томата имеют в своем составе такие физиологически активные вещества как витамины. Определение витамина С в плодах томата проводилось в стадии полной спелости. Корректировка схем питания способствовала увеличению витамина С в плодах томата. При использовании рекомендованной схемы питания 1(К) количество витамина С превышало показатель в контроле на 1,55 мг %. Больше всего витамина С накапливалось в результате применения рекомендованной схемы питания 2 (Са) – 30,24 мг %, что было больше чем в контроле на 1,92 мг %, схемы питания с большим количества калия – на 0,37 мг %.

В современном мире качество продукции овощей определяют не только наличием «полезных» веществ, но и содержанием соединений, снижающих качество и пищевую ценность. К таким соединениям относятся нитраты. Для тепличной продукции томата предельно допустимая концентрация нитратов в плодах не должна превышать значение 300 мг/кг. Результаты лабораторных анализов показали, что содержание нитратов в плодах томата в опыте находилось в пределах нормы. При применении рекомендованной схемы питания 1 (К) количество накопленных нитратов в плодах томата было больше по сравнению с контролем на 16 мг/кг, при использовании рекомендованной схемы питания 2 (Са) – на 14 мг/кг.

В состав плодов томата входят пигменты, которые оказывают прямое влияние на их окраску. В научных исследованиях М.И. Ушакова (2008) приведены данные, что пигменты каротиноидного типа являются физиологически активными веществами, формирующими пищевую ценность плодов томата. К этим пигментам относятся в первую очередь каротин (, , – изомеры), ксантофил и ликопин, обладающими антиоксидантным действием.

А. Мешков, И. Бурцева (2011) отмечают, что в важное значение томат приобретает благодаря содержанию ликопина –природного пигмента из группы каротиноидов. Ликопинявляется витамином-антиоксидантом. Ликопин имеет высокую антиокислительную активность (почти в три раза более активен, чем бета-каротин) и характеризуется отсутствием токсического действия, даже в высоких дозах.

Применение рекомендованных схем питания способствовало увеличению содержания пигментов в плодах томата. Выращивание томата с использованием рекомендованной схемы питания 2 (Са) способствовало увеличению каротина в плодах томата относительно контроля на 0,08 мг %, ликопина – на 0,21 мг %. Самым эффективным в опыте было применение рекомендованной схемы питания 1 (К), при которой содержание каротина в плодах достоверно увеличилось по сравнению с контролем на 0,12 мг %, количество ликопина возросло на 0,33 мг % (таблица 1.2.8).

Таблица 1.2.8 – Влияние схем питания на содержание пигментов каротиноидного типа в плодах томата, мг %

Вариант Каротин Ликопин
среднее +/- к контролю среднее +/- к контролю
Контроль (стандартная схема питания) 0,61 4,56
Рекомендованная схема питания 1 (К) 0,73 0,12 4,89 0,33
Рекомендованная схема питания 2 (Са) 0,69 0,08 4,77 0,21
НСР0,05 0,02 0,06

Современные технологии получения высокого урожая овощной продукции в защищенном грунте предусматривает создание благоприятных условий микроклимата, водного и воздушного режимов субстрата, надёжной защиты растений от болезней и вредителей и особенно оптимальных условий питания растений. Обеспечение рационального режима питания – один из основных и наиболее сложных вопросов в технологии выращивания овощей защищенного грунта.

Минеральное питание оказывает важное влияние на формирование плодов томата. Дополнительное внесение калия и кальция в рекомендованных схемах питания способствовало увеличению степени завязываемости плодов, их средней массы и урожайности томата.

Степень завязываемости плодов в опыте была высокая. При применении рекомендованных схемы питания 1 (К) степень завязываемости плодов томата повышалась относительно контроля на 5,0 %, рекомендованных схемы питания 2 (Са) – на 5,5 %. Наибольшая степень завязываемости плодов была получена при повышении содержания кальция в схеме питания – 89,6 % (таблица 1.2.9).

Таблица 1.2.9 – Влияние схем питания на продуктивность томата

Вариант Степень завязываемости плодов, % Средняя масса плода, г Урожайность, кг/м2
Контроль (стандартная схема питания) 84,1 154,9 51,4
Рекомендованная схема питания 1 (К) 89,1 162,8 56,9
Рекомендованная схема питания 2 (Са) 89,6 160,3 55,8
НСР0,05 0,4 0,6 0,5

С увеличением площадей возделывания томата возрастают требования к таким показателям продуктивности растений как средняя масса плода. Плоды бывают разной формы, величины. Размер и форма плодов зависит не только от сортовых различий, но в значительной степени и от условий выращивания. Культурные сорта томата делятся на мелкоплодные (60 г), среднеплодные (60-120 г) и крупноплодные (свыше 120 г, у некоторых сортов – до 800 г и более). Изучаемый гибридМерлис F1 относится к крупноплоднымтоматам, который выращивали в продленный оборот (рисунок 1.2.2).

Средняя масса плода томата в опыте различалась в зависимости от схемы питания. Самые крупные плоды отмечались при использовании рекомендованной схемы питания 1 (К) – 162,8 г, разница относительно контроля составила 7,9 г. При применении рекомендованной схемы питания 2 (Са) средняя масса плодов томата была больше чем в контроле на 5,4 г.

В зависимости от схем питания урожайность томата находилась в пределах 51,4-56,9 кг/м2, использование рекомендованных схем питания обеспечило прибавку относительно контроля в 8,6-10,7 %. При применении рекомендованной схемы питания 2 (Са) урожайность томата увеличивалась по сравнению с контролем на 4,4 кг/м2. Максимальная урожайность томата в опыте была получена при использовании рекомендованной схемы питания 1 (К) – 56,9 кг/м2, что превышало контроль на 5,5 кг/м2.

D:\Users\User\Downloads\WhatsApp Image 2020-12-12 at11.jpeg Рисунок 1.2.2 – Томат Мерлис F1 в теплично-оранжерейном комплексе Ставропольского ГАУ

Таким образом, изучениесхем питания тепличного томата показало, что при повышении количества калия и кальция в питательном растворе продуктивность томата увеличиваласьпо сравнению со стандартной схемой питания: повышалось потребление элементов питания растениями, степень завязываемости плодов и урожайность культуры на 8,6-10,7 %, улучшалось качество продукции, снижалась степень развития болезней на 1,3-3,4 %. При этом наблюдается повышение экономической эффективности производства томата в условиях защищенного грунта.

1.3 Рекомендации по применению схем питания для овощных культур в условиях защищенного грунта

Условия минерального питания должны учитывать цели реализации продукции защищенного грунта. В зависимости от задач производства и рынков сбыта продукции возможно проводить корректировку стандартных схем минерального питания тепличных культур, которые могут быть использованы при малообъёмной технологии выращивания в крупных тепличных предприятиях и малых фермерских хозяйствах.

  1. При выращивании огурца в условиях защищенного грунта, товарная продукция которого предназначена для местного свежего рынка, рекомендуется в схемах питания увеличивать содержание калия (К+): при запитке субстрата и выращивании рассады – до 240 мг/л, в первые 4-6 недель после посадки – до 300 мг/л, с 4-6 недели после посадки и в период массового плодоношения – до 340 мг/л (таблица 1.3.1).

Таблица 1.3.1 – Рекомендованная схема питания (К) для различных периодов выращивания огурца, мг/л

Период N-

4 +

N-

3 ¯

К+ Са2+ Мg2+ Р5+ 4 2-
Запитка минераловатных матов, кубиков 10 220 240 220 60 40 40
Рассада 10 200 240 180 70 50 50
Первые 4-6 недель после посадки 10 220 300 180 40 40 40
С 4-6 недели после посадки 10 220 340 160 40 40 40
Период массового плодоношения 10 220 340 200 65 40 80

Повышенное калийное питания тепличного огурца способствует интенсификации потребления элементов питания растениями из питательного раствора, обеспечивает снижение опадения завязей, повышение урожайности культуры и улучшение качества продукции.

  1. Для улучшения транспортабельности и лёжкости плодов огурца рекомендуется увеличивать в схемах питания количество кальция (Са2+): при запитке субстрата и выращивании рассады – до 240 мг/л, в период массового плодоношения – до 220 мг/л (таблица 1.3.2).

Таблица 1.3.2– Рекомендованнаясхема питания(Са) для различных периодов выращивания огурца, мг/л

Период N-

4 +

N-

3 ¯

К+ Са2+ Мg2+ Р5+ 4 2-
Запитка минераловатных матов, кубиков 10 220 220 240 60 40 40
Рассада 10 200 220 180 70 50 50
Первые 4-6 недель после посадки 10 220 270 180 40 40 40
С 4-6 недели после посадки 10 220 310 160 40 40 40
Период массового плодоношения 10 220 310 220 65 40 80

При увеличении кальция в схемах питания огурца в период формирования корневой системы и фазы массового плодоношения усиливается потребление элементов питания растением, повышается устойчивость к болезням, стрессовым факторам, в результате увеличивается урожайность, выход стандартной продукции, накапливаются питательные вещества в плодах, улучшается их сохраняемость.

  1. Для увеличения объёмов поставки на региональный рынок свежей товарной продукции томата с хорошими показателями вкуса рекомендуется при выращивании культуры увеличивать в схемах минерального питания количество калия (К+): при запитке субстрата и выращивании рассады – до 300 мг/л, в фазу цветения от 1-й до 5-й кисти – 380 мг/л, в фазу цветения от 5-й кисти до конца вегетации (массовое плодоношение) – 420 мг/л (таблица 1.3.3)

Увеличение калия в схемах питания томата защищенного грунта способствует повышению активизации обменных процессов в растении, обеспечивает оптимальный ход окислительных процессов, углеводный и азотный обмен, что выражается в усилении потребления элементов растениями из питательных растворов, улучшении степени завязываемости плодов, получении прибавки урожайности и накоплении биохимических показателей в плодах (сухое вещество, сахара, витамин С, ликопин, каротин).

Таблица 1.3.3 – Рекомендованнаясхема питания (К) для различных периодов выращивания томата, мг/л

Период N-

4 +

N-

3 ¯

К+ Са2+ Мg2+ Р5+ 4 2-
Рассада, запитка субстрата 20 200 300 200 70 50 70
Цветение от 1 до 5кисти 20 230 380 240 70 50 80
Цветение от 5 кисти до конца вегетации (массовое плодоношение) 20 220 420 210 70 40 80
  1. Для увеличения объёмов производства на удалённые рынки плодов томата с высокими показателями лёжкости и транспортабельности рекомендуется при выращивании культуры увеличивать в схемах питания количество кальция (Са2+): при запитке субстрата и выращивании рассады – до 220 мг/л, в фазу цветения от 1-й до 5-й кисти – до 270 мг/л, в фазу цветения от 5-й кисти до конца вегетации (массовое плодоношение) – использовать 210 мг/л (таблица 1.3.4)

Таблица 1.3.4 – Рекомендованнаясхема питания 2 (Са) для различных периодов выращивания томата, мг/л

Период N-

4 +

N-

3 ¯

К+ Са2+ Мg2+ Р5+ 4 2-
Рассада, запитка субстрата 20 200 260 220 70 50 70
Цветение от 1 до 5кисти 20 230 340 270 70 50 80
Цветение от 5 кисти до конца вегетации (массовое плодоношение) 20 220 380 210 70 40 80

Применение большего количества кальция в схемах питания томата защищенного грунта обеспечивает рост корневой системы, которая повышает усвоение элементов питания растением. Кальций, участвуя в формировании клеточных стенок, повышает устойчивость растений томата к патогенам и сохраняемость продукции. Увеличение в схеме питания томата кальция способствует повышению урожайности и улучшению качества плодов.

2. БИОЛОГИЧЕСКИЙ МЕТОД ЗАЩИТЫ ОВОЩНЫХ КУЛЬТУР ОТ ВРЕДИТЕЛЕЙ И БОЛЕЗНЕЙ В УСЛОВИЯХ ЗАЩИЩЕННОГО ГРУНТА

Защита растений одно из важнейших мероприятий в технологическом процессе выращивания культур в защищенном грунте.Микроклимат теплиц и беспрерывное выращивание тепличных растений на протяжении всего года способствует накоплению вредителей и болезней растений. Применив комплекс мероприятий, можно полностью избавиться от вредителей и болезней на протяжении длительного периода времени (Пигорев И.Я., 2018).

Легче предупредить появление тех или иных болезней и вредителей, чем бороться с ними.Система по защите растений состоит из комплекса карантинных, профилактических, агротехнических, санитарно-гигиенических, химических и биологических мероприятий.

В большинстве сельскохозяйственных предприятий мира технология защиты растений немыслима без использования различных агрохимикатов, в том числе инсектицидов. Однако, практика современного растениеводства показывает, что ихприменение целесообразно в большей мере в случаях массового распространения вредителей и для дезинфекции теплиц, тары, инвентаря и др., в период между культурооборотами.

В каждой стране применение инсектицидов регламентируется законодательством. В нем определяется не только перечень разрешенных для применения на той или иной культуре препаратов, но также максимально допустимые концентрации их действующих веществ (в воздухе и на поверхности растений), расход на единицу площади, время выхода рабочих в обработанное помещение, срок ожидания до сбора урожая, и ряд других показателей (Хромова Л.М., 2016).

Химические средства по-прежнему играют важную роль в защите растений. Используя препараты, следует учитывать их влияние не только на виды-мишени, с которыми ведется борьба, но также и их побочное действие на других вредителей и естественных врагов.

Твердюков А.П., Никонов П.В., Ющенко Н.П. (1993) пишут, что условия теплиц определяют специфику борьбы с вредными организмами. Резко возрастает значение карантинных мероприятий, особенно тех, которые направлены против всего комплекса вредителей. Обязательными становятся регулярные профилактические мероприятия до и после возделывания культур, а также в промежутках между оборотами. При недооценке этих мер или их некачественном выполнении возможны потери 40-50 %, а в ряде случаев и всего урожая.

Ситуация осложняется усилением негативных последствий применения пестицидов. Особенности возделывания культур в теплицах требуют сокращения сроков ожидания. В сочетании с большим числом обработок (до 30-40 за вегетацию) это приводит к сильному загрязнению продукции остаточными количествами пестицидов. Кроме того, многократные обработки, а также повышенная влажность и температура создают крайне неблагоприятные условия для работы в защищенном грунте.

Следует отметить и проблему возрастающей устойчивости основных вредителей и болезней к инсектицидам и фунгицидам. Так, по последним данным, уровень резистентности паутинных клещей, белокрылки, превышающий естественный в сотни раз, вырабатывается всего за одну вегетацию. В настоящее время эти вредители проявляют устойчивость практически ко всем группам химических средств защиты растений. Аналогичная ситуация и с большинством других вредителей и возбудителей болезней.

В связи с этим, в последнее время все большую популярность приобретают биологические и интегрированные системы защиты растений.

Единовременный переход хозяйства на использование биологических систем защиты растений практически невозможен, в связи с чем широкую популярность сегодня имеют интегрированные системы.

В современном сельском хозяйстве такая стратегия защиты растений получила наименование IPM (Integrated Pest Management), дословно –«Интегрированное Управление Вредителями». Это обозначение принято сейчас во всем мире, но в переводе на русский язык не очень благозвучно, поэтому в отечественной литературе IPM принято по-прежнему обозначать термином «Интегрированная система защиты растений». Она основана на знании популяционной динамики живых компонентов агроценоза (растений, фитофагов и их естественных врагов), оценке взаимоотношений между ними и окружающей средой, а также учете требований экологической и санитарно-гигиенической безопасности для производителей и потребителей сельскохозяйственной продукции (Ретьман С.В., 2018).

В 1980-х гг. была разработана подобная комплексная биологическая система защиты огурца от основных вредителей и некоторых заболеваний. Ее авторы стремились создать беспестицидную технологию выращивания культуры. Система базировалась на профилактических и агротехнических мероприятиях и предусматривала возможность применения пяти видов энтомофагов и акарифагов и четырех микробиологических препаратов. Она получила развитие в тех хозяйствах, где были созданы биолаборатории, в которых производились эти энтомоакарифаги и биопрепараты(Технология защиты …, 2019).

Применение микробиологических средств защиты основано на разработках ряда научных учреждений и подобно химическим пестицидам регламентируется «Списком пестицидов и агрохимикатов», разрешенных к применению. Следует учитывать действие препаратов не только на вредителей, против которых их применяют, но и на другие компоненты агроэкосистемы.

Условия закрытого грунта в наибольшей степени пригодны для применения биологических средств защиты растений. Этому способствует ограниченность и замкнутость пространства, возможность регулирования условий среды (температуры, влажности, освещенности и пр.) и соотношения полезных и вредных организмов(Джунусов К.К., 2017).

Работа крупных тепличных комбинатов в течение года практически исключает возможность уничтожения в период зимних холодов устойчивых к пестицидам популяций вредителей и одновременно снижает эффективность профилактических мероприятий, проводимых по окончании вегетации растений. В результате специалисты вынуждены увеличивать кратность обработок растений акарицидами, инсектицидами и фунгицидами, а нередко и норму расхода препарата. Это приводит к накоплению остатков пестицидов и их токсических метаболитов в почве, растениях и плодах, резко-ухудшению условий труда рабочих в теплицах. Поэтому естественен большой интерес, проявляемый к биологическим средствам защиты растений (Тарасова И.Н., 2017).

Достаточно эффективными оказались энтомофаги и акарифаги, бактериальные и грибные препараты против всех наиболее серьезных вредителей и болезней овощных культур, встречающихся в период их вегетации в теплицах. Даже на существующем уровне методики их массового размножения пригодны для накопления достаточного количества биологических средств в производственных биолабораториях при крупных тепличных хозяйствах (Авдеенко С.С., 2019).

В практике биологической защиты растений огурца от паутинного клеща в условиях защищенного грунта накоплен значительный опыт применения хищного клеща фитосейулюса (Phytoseiulus persimilis А.Н.). Используют два способа выпуска фитосейулюса – локальный и массовый. Нормы выпуска хищника определяются визуально и зависят от степени поврежденности растений. Обычно на одно заселенное вредителем растение складывают по 1-6 листьев сои с фитосейулюсом (в среднем 10-60 хищников).

Высокоэффективен против паутинного клеща, а также тлей, минирующих мух и трипсов инсектоакарицид кишечно-контактного действия – фитоверм – 1% к.э. Действующим веществом препарата является наличие природных авермектинов, продуцируемых почвенным грибом Streptomyces avermitilis (штамм ВНИИСХМ-54). Авермектины – это нейротоксины, которые, проникая в организм кишечным или контактным путем, специфически воздействуют на нервную систему насекомых. Препарат применяют в 0,2% концентрации. Максимальный эффект достигается на 10-й день после обработки. Продолжительность защитного действия не менее 20 дней. Повторную обработку, по мере появления вредителя, необходимо проводить не раньше, чем через 14 дней (Медведицкая Ю.В., 2020).

В настоящее время в борьбе с белокрылкой широко применяют паразитическое насекомое энкарзию (Enkarsia Formosa Gahan). Технология применения энкарзии во многом сходна с колонизацией фитосейулюса при защите растений от паутинного клеща (Барановская И.Н., 2020).

Важным условием успешного применения энкарзии является своевременное обнаружение очагов белокрылки и выпуск необходимого количества паразита. Зараженные энкарзией личинки белокрылки через определенное время погибают, мумифицируются и приобретают характерный черный цвет.

Как и белокрылка, энкарзия дает несколько поколений в год. При температуре 20°С и относительной влажности воздуха 70-90 % продолжительность развития одного поколения энкарзии составляет 20-25 дней, а продолжительность жизни имаго – 25-28 дней.

Для борьбы с тепличной белокрылкой применяют также микробиологические препараты, изготовленные на основе спор грибов рода ашерсония и вертициллиума (Биологическая защита…, 2018).

Ашерсония (Aschersonia) заражает личинки белокрылки 2-го и 3-го возрастов и не активна против имаго. Споры гриба, прорастая, проникают в тело личинки. Применяется ашерсония способом опрыскивания растений суспензией (спор, полученной путем смыва их водой с готовой культуры). Опрыскивания необходимо повторять через каждые 10-12 дней.

Для более успешной борьбы с белокрылкой можно совмещать выпуски паразита энкарзии с обработками растений ашерсонией. При преобладании личинок белокрылки 1-го и 2-го возрастов необходимо растения обработать ашерсонией, а затем через 4-5 дней провести выпуск энкарзии из расчета 5 особей на одно растение. При преобладании личинок белокрылки 3-го и 4-го возрастов необходимо выпустить энкарзию, затем через 14-15 дней растения следует обработать ашерсонией. Обработки биопрепаратом с последующими выпусками повторять через каждые 10-12 дней (Рекомендации по усовершенствованию…, 2017).

Гриб вертициллиум, в отличие от ашерсонии, поражает белокрылку в фазу яйца, личинки и взрослого насекомого.Вертициллиум может развиваться в широком диапазоне температур 5-32°С. При температурах выше 32°С рост мицелия гриба прекращается. Оптимальными условиями для развития мицелия гриба является температура воздуха 22-26°С и относительная влажность воздуха 95-100%. Жизнеспособность гриба сохраняется в течение 15 дней при температуре 5 °С (Тарасова И.Н., 2017).

В практических целях в борьбе с белокрылкой по растительным остаткам можно проводить дезинфекцию теплиц сернистым газом (сжигание 100 г серы на 1 м3).

В борьбе с тлями предлагается большой выбор биологических средств, однако борьба сними все же остается наиболее проблематичной. Овощеводство, а также цветоводство несут огромные убытки из-за потери урожайности. Эффективность биозащиты недостаточна из-за узкой специализации биотических средств, т.е. против разных видов нужны разные афидофаги. На разных овощных культурах против одних и тех же тлей некоторые биосредства дают разные результаты.

Большое значение в снижении численности персиковой тли имеет паразитическое насекомое афидиус (Aphidius africariae Hal.) из семейства афидиид. Применяют паразита в основном на сладком перце (Хромова Л.М., 2016).

Продолжительность жизни имаго и плодовитость зависят от климатических условий. Оптимальными условиями для паразита являются температура 25°С и относительная влажность воздуха 70-80%.

Против бахчевой тли успешно применяются интродуцированные энтомофаги – Lusiphlebus testaceipes Chiss и L. fabarum Marsck. С целью накопления лизифлебуса для массового выпуска в теплицы он хорошо сохраняется в холодильнике при температуре +5°С в течение 20 суток. При трехкратном применении энтомофага в теплице в соотношении паразит-хозяин 1 : 20 биологическая эффективность составила 76%, при норме выпуска 1:10 – свыше 83% (Джунусов К.К., 2017).

Положительные результаты получены при применении хищного клопа макролофуса (Macrolophus nubilis Н. S.) из семейства клопов-слепняков, который способен эффективно уничтожать тлю, белокрылку, трипсов и других вредителей. Макролофус является зоофитофагом.

Известно более 40 видов насекомых и клещей, которые являются хищниками или паразитами табачного трипса. К наиболее перспективным из них относится хищный клещ – амблисейус маккензи (Ambliseiys mckezie Scb Et Pr.), которого используют в основном в защищенном грунте. Разводят клеща по методике, разработанной ВНИИФ.

Хищный образ жизни у амблисейуса ведут протонимфы, дейтонимфы и взрослые клещи. Самка хищника ежесуточно уничтожает более 7 личинок табачного трипса, иногда питается яйцами, выступающими на поверхности. Взрослыми особями вредителя амблисейус не питается. (Пигорев И.Я., 2018)

В борьбе с табачным трипсом используют микробиопрепарат мускардинных грибов (Beauveria bassiana Bals.). Технический препарат выпускается в виде порошка серого или кремового цвета с титром не менее 2 млрд спор на 1 г.

Важнейшее регулирующее значение в динамике численности пасленовой мухи (Liriomiza solani Macg.) имеют паразиты Opius pallipes (Himenoptera, Braconidae), Digliphus isaca, Chrysocharis sp. (Himenoptera, Europhidae) иDacnusasibirica (Himenoptera, Braconidae) (Биологическая защита…, 2018).

Для развития энтомофага благоприятна температура в пределах 25°С, влажность воздуха 60%. В этих условиях развитие генерации заканчивается за 14 дней, плодовитость составляет 68 яиц. Биологическая активность энтомофага реализуется при соотношении паразит-хозяин 1: 30 и составляет 76-80%. Технология разведения разработана и находит широкое применение в теплицах(Агансонова Н.Е., 2018).

Ассортимент биологических препаратов в борьбе с болезнями огурца и томата весьма незначителен.Против бактериоза томата применяется биологический бактерицид и фунгицид Фитолавин-300. Это порошок желто-серого цвета на основании антибиотика фитобактериомицина. Высокоэффективен против корневых слизистых и сосудистых бактериозов, фузариозов, а также листовых бактериозов(Ретьман С.В., 2018).

Приобретая биологические средства, следует учитывать также дальность транспортировки, температурный режим в пути и вид тары. Незначительные отклонения от рекомендованных режимов ведут к заметному изменению количества доставляемого биоматериала (Технология защиты …, 2019).

С целью получения экологически чистой продукции тепличных культур необходимо знать основные биологические особенности этой культуры, а именно, требования к условиям водного, теплового, светового, пищевого режимов по периодам вегетации. В теплицах необходимо создание таких условий микроклимата, которые бы способствовали повышению урожайности и качества плодов тепличного томата. При оптимальном сочетании таких факторов, как агрофизические и агрохимические свойства используемых грунтов (субстратов), биологические особенности возделываемых сортов и гибридов, приемы агротехники и защиты растений, ежегодно можно получать высокие урожаи тепличного томата с отличными вкусовыми и товарными свойствами. Все перечисленные факторы равнозначны, и отклонение хотя бы одного из них от оптимального значения вызывает снижение продуктивности и ухудшение качества.

В промышленном тепличном овощеводстве вероятность ошибок при использовании средств защиты растений очень велика, от чего резко ухудшается качество продукции и состояние окружающей среды. Загрязненность овощной продукции пестицидами в последнее время весьма вероятна. Отмечается тесная взаимосвязь роста заболеваемости населения в зависимости от уровня химической нагрузки (Старых Г.А., 2013). Для устранения вредного влияния на окружающую среду и качество получаемой продукции весьма перспективным является широкое применение в защищенном грунте биологических методов борьбы с болезнями и вредителями.

Биологическая защита растений – это комплекс мер, при котором мобилизуются полезные организмы, повышающие иммунитет растений и, параллельно, подавляются вредные организмы, в результате чего численность популяций фитопатогенов и фитофагов сокращается настолько, что причиняемый ими ущерб снижается до уровня безопасного с экономической и санитарно-гигиенической точек зрения. Важное значение имеет тот факт, что основные полезные организмы-антагонисты, не теряя активности, сохраняют свои регуляторные функции длительное время и обеспечивают возможность создания устойчивого равновесия между вредными организмами и их естественными врагами. Биологическая борьба экологически сложна, но экономически и социально обоснована.

2.1 Оценка влияния биологических мер защиты томата от болезней и вредителей на качество и урожайность продукции

По площади возделывания (Согласно данным ФАО, более 4 млн. га) томат занимает среди овощных культур первое место в мире. Россия находится на 6-7 месте в мире по размеру площадей под этой культурой (около142 тыс. га) и 11 месте по валовому сбору (более 1,82 млн. т) (Огнев В.В., Терешникова Т.А., 2013).

Второй культурой в Российской Федерации и в мире, которая выращивается в защищенном грунте, является томат, являющийся широко распространенной и вместе с тем охотно потребляемой населением овощной культурой. В Ставропольском крае по объемам производства томат занимает первое место.

Цель исследований – оценкаэффективности применения биологической системы защиты растений в технологии выращивания томата в условиях защищенного грунта.

Методикаисследований.

Исследования проводились в течение продленного оборота в условиях защищенного грунта зимней теплицы ФГБОУ Ставропольского государственного аграрного университета. Зимняя теплица находится на территории г. Ставрополя, который относится к шестой световой зоне.

Объекты исследований: томат Бостина F1, МаксезаF1, Мерлис F1, биологическая система защиты растений, традиционная система защиты растений с применением пестицидов.

Схема опыта:

1. Традиционная система защиты растений,

2. Биологическая система защиты растений.

Бостина F1 (Оригинатор – Syngenta, Швейцария) – томат, предназначенный для выращивания в зимних, весенних теплицах и под временными пленочными укрытиями. Раннеспелый гибрид, растение индетерминантное, лист среднего размера, зеленый, соцветие простое, плодоножка с сочленением, плоды салатного типа, плод округлый, слаборебристый, среднеплотный, окраска незрелого плода светло-зеленая, зрелого – красная, масса плода 220-260 г.

МаксезаF1 (Оригинатор – Enza Zaden, Голландия) – индетерминантный гибрид томата. Растение полуоткрытое, сильное с междоузлиями средней длины. Плоды округлой или плоскоокруглой формы, насыщенно-красные, массой 160-220 г, имеют высокую плотность, лежкость и транспортабельность, кисти формируются быстро.

Мерлис F1 (Оригинатор – De RuiterSeeds, США) – ранний индетерминантный гибрид томата. Плоды плоско-округлой формы, красного цвета с белым блеском, гладкие, весом 150-180 г. Гибрид рекомендуется к выращиванию в стеклянных и пленочных теплицах. Плоды томата предназначены для потребления в свежем виде, имеют высокую транспортабельность.

При проведении очистке и дезинфекции теплицы, промывке конструкций и оборудования на обоих вариантах опыта применяли: Вироцид, 55-58-%-ная HNO3, перекись водорода, 1-%-ный раствор СИД-2000.

В традиционную систему защиты растений входило применение фунгицидов Ордан (2,5-3,0 кг/га), Квадрис (0,8-1,0 л/га), Тиовит Джет (2,5-3,0 кг/га), Байлетон (0,2-0,3 кг/га), Скор (0,3-0,5 л/га), Луна Транквилити (0,8-1,0 кг/га) – опрыскиваниепо листу с расходом рабочей жидкости 1000-2000 л/га, Превикур Энерджи (0,015 %-й раствор в корневую обработку);химических инсектицидов: Актара (0,8-1,0 кг/га), Адмирал (0,2-0,4 л/га), Апплаунд(0,5-0,7 кг/га), Мовенто (0,5-1,0 кг/га), Вертимек (0,8-1,2 л/га), Фитоверм (1,0-3,0 л/га) – опрыскивание по листу с расходом рабочей жидкости 1000-2000 л/га.

При биологическом методе защиты растений применяли биопрепараты Фитоспорин-М (1,5-2,0 кг/га), Алирин-Б (0,15 кг/га), Гамаир(0,15кг/га), Псевдобактерин 2 (10 л/га, концентрация 0,015 %), Триходермин (0,5 кг/га),развешивали цветные клеевые и феромонные ловушки, выпускали энтомофагов Macrolophus caliginosus(40-60 тыс. особей на га), Trichogramma brassicae (750-800 тыс. особей/га). Препараты применяли в качестве профилактических и истребительских мер защиты растений от вредителей и болезней.

Методика проведения исследований и методы обработки полученных данных:учет распространенности болезней в посадках культуры;учет распространения вредителей в посадках томатапо методике ВИЗР;степень завязываемости плодов; средняя масса плода; содержание сухого вещества в плодах методом высушивания; содержание сахаров в плодах поляриметрическим методом;содержание нитратов в плодах с помощью нитратного ионоселективного датчика (модификация ЦИНАО); общий урожай в динамике его поступления по мере созревания плодов.

Результаты исследований.

Интенсивное выращивание овощных культур в условиях защищенного грунта создает благоприятные условия для накопления патогенной микрофлоры и развития болезней грибной, бактериальной и вирусной природы. Рациональная система защиты растений томата является важным экологическим аспектом при возделывании данной культуры в условиях защищенного грунта. В связи с экологизацией защиты растений очень важное значение приобретает биологический метод борьбы с болезнями и вредителями.

Однако некоторые исследователи убеждены, что кроме биологического метода, система защиты пасленовых культур от болезней должна включать и другие современные приемы: профилактические, агротехнические, химические – поскольку в период интенсивного распространения инфекции применение какого-либо отдельно взятого приема неэффективно (Гринько Н.Н., Тарасенко В.С., 1997).Другие авторы считают, что при использовании биологического метода применение химических средств защиты растений должно быть сведено к минимуму, так как это наносит вред полезным микроорганизмам и энтомофагам.

Вследствие чего важную роль при изучении продуктивности тепличных овощных культур имеет фитосанитарная оценка посадок растений в зависимости от применения средств защиты растений. Среди болезней при выращивании томата встречались мучнистая роса, фитофтороз, кладоспориоз и фузариоз.

В задачи исследований входило определение распространенности болезней, учет проводили до и после обработок препаратами.Притрадиционной системе защиты растения томата обрабатывали фунгицидами Превикур Энерджи, Ордан, Квадрис, Тиовит Джет,Байлетон, Скор, Луна Транквилити, при биологическом методе применяли биопрепараты Фитоспорин-М, Алирин-Б, Гамаир, Псевдобактерин 2, Триходермин.

При поражении растений томата фитофторозом со временем на листьях, стеблях появляются темные пятна бурого или серовато-бурого оттенка, которые быстро распространяются. В условиях высокой влажности на нижней стороне пораженных листьев, на стеблях появляется белый пушистый налет. На плодах образовываются темные расплывчатые пятна, которые могут сливаться между собой, постепенно распространяясь по всей поверхности.

Внешние признаки фузариоза томатов сходны с признаками вертициллёза, однако отличаются более выраженным хлорозом листьев. Заболевание начинается с нижних ярусов листьев и распространяется вверх, охватывая все листья. Сначала отмечают слабое привядание верхушек побегов, затем деформацию черешков и скручивание листовых пластинок.На поперечном срезе поражённых стеблей отмечается побурение сосудов. Фузариоз в опыте был распространен в весенние месяцы.

До проведения обработок распространённость фитофтороза в посадках томата составила 10,5-13,1 % (традиционная система защиты растений) и 10,1-12,9 % (биологическая система защиты растений), фузариоза – 5,8-6,8 и 5,3-6,5 % соответственно. Традиционная система защиты растений с применением пестицидов в этом отношении была более эффективна по сравнению с биологическими мерами. После обработки растений химическими средствами защиты растений распространенность фитофтороза снизилась в 1,9-2,4 раза, фузариоза – в 1,6-2,1 раза, эффективность применения биологических средств оказалась меньше – разница в распространенности болезней до и после обработок была ниже в 1,3-1,8 раза (фитофтороз) и 1,4-1,5 раза (фузариоз) (таблица 2.1.1).

Таблица 2.1.1 – Влияние системы защиты растений на распространенность фитофтороза и фузариоза томата, %

Вариант Фитофтороз Фузариоз
до обработки после обработки до обработки после обработки
Бостина F1
Традиционная система защиты растений 13,1 6,8 6,8 3,6
Биологическая система защиты растений 12,9 8,5 6,5 4,2
МаксезаF1
Традиционная система защиты растений 11,8 5,4 5,8 2,8
Биологическая система защиты растений 12,1 6,7 5,3 3,7
Мерлис F1
Традиционная система защиты растений 10,5 4,3 6,1 3,9
Биологическая система защиты растений 10,1 7,5 6,2 4,5

Настоящая мучнистая роса встречается в защищенном грунте повсеместно. Переходит из оборота в оборот при нарушении санитарных норм и несоблюдении профилактических мер борьбы, так как может зимовать в остатках грунта или субстрата. Также может переходить при наличии культур предыдущего культурооборота на рассаду нового оборота. Болезнь проявляется в виде мучнистого налета на верхней стороне листа. С развитием болезни пятна образуются и на нижней стороне листьев, черешках, стебле. Пораженные листья желтеют и отмирают. Заболевание прогрессивно распространяется со старых листьев на молодые, и ярким симптомом является потеря листьев. Колебания температуры и влажности способствует развитию болезни, а воздушные потоки из ворот и форточек – распространению спор гриба. Потеря листьев более выражена при низкой влажности. Патоген не является специфическим в отношении хозяина и способен перекрестно заражать другие растения. Сильная дефолиация приводит к сокращению размера и количества плодов. В период особенно сильного развития заболевания для его подавления необходимо применение фунгицидов.

Первые симптомы кладоспориоза проявляются на верхней поверхности старых листьев томата в виде пораженных участков, окраска которых варьирует от светло-зеленой до желтоватой. Одновременно на нижней поверхности листьев образуются оливково-зеленые массы конидий гриба. По мере прогрессирования болезни нижние листья желтеют и опадают. Данный болезнетворный гриб обычно заражает листья, однако поражаться могут также стебли, цветки и плоды.

Исследованиями установлено, что при учете мучнистой росы и кладоспориоза наибольшую эффективность показало использование химических средств защиты растений, в результате распространенность болезней после обработок была наименьшая в опыте. Распространённость мучнистой росы после обработок химическими средствами защиты растений была меньше, чем до обработок на 5,2-7,2 %, при использовании биологических средств защиты растений – на 4,3-5,3 %. Учет распространенности кладоспориоза показал, что при применении традиционной системы защиты растений показатель после обработок был меньше, чем до обработок на 1,7-2,3 %, при использовании биологической системы защиты растений – на 1,2-1,6 %.

Наибольшая распространённость среди изучаемых болезней была у мучнистой росы: показатели до обработок были выше, чем фитофтороза, фузариоза и кладоспориоза на 1,0-9,9 %. Наименьшую распространённость в посадках томата имел кладоспориоз – 4,1-5,5 % до обработок препаратами, что было больше относительно мучнистой росы, фитофтороза и фузариоза на 0,6-9,9 %. Самая высокая устойчивость к распространённости болезней была отмечена у томата Мерлис F1(таблица 2.1.2).

Таблица 2.1.2 – Влияние системы защиты растений на распространенность мучнистой росы и кладоспориоза томата, %

Вариант Мучнистаяроса Кладоспориоз
до обработки после обработки до обработки после обработки
Бостина F1
Традиционная система защиты растений 15,4 8,2 5,5 3,2
Биологическая система защиты растений 14,9 9,6 5,3 3,7
МаксезаF1
Традиционная система защиты растений 13,8 7,5 4,5 2,8
Биологическая система защиты растений 13,4 8,6 4,7 3,5
Мерлис F1
Традиционная система защиты растений 11,5 6,3 4,1 2,3
Биологическая система защиты растений 11,8 7,5 4,3 2,9

Ограниченный видовой состав растений на одних и тех же площадях, относительно постоянные климатические условия в теплицах формируют специфическую и во многом неблагоприятную фитосанитарную обстановку. И хотя число видов вредителей в защищенном грунте значительно меньше, чем в естественных условиях, их постепенное накопление и отсутствие природных регулирующих факторов значительно повышают вредоносность.

В настоящее время особое внимание уделяется разработке экологически безопасных методов защиты растений, а именно биологическому методу. В будущем этот метод займет важное место в интегрированной системе защиты растений, так как по сравнению с химическим, он не требует больших энергетических затрат, не ведет к загрязнению сельскохозяйственной продукции и окружающей среды, не нарушает экологического равновесия.

Биологический метод борьбы с вредителями основан на использовании живых организмов и продуктов их жизнедеятельности. Вначале в практике биометода применялись паразитические и хищные насекомые – энтомофаги, в последние годы стали использовать патогенные микроорганизмы – возбудители болезней насекомых: бактерии, грибы, вирусы.

Вредоносность насекомых снижают специфические паразитические и хищные насекомые, грибные и бактериальные заболевания. Поэтому при высокой численности энтомофаги и энтомопатогены способны самостоятельно снизить количество вредителей до уровня, при котором они уже не причиняют ощутимого ущерба возделываемым растениям.

В опыте по изучению влияния системы защиты растений на продуктивность томата встречались белокрылка тепличная, паутинный клещ, минирующая муха и хлопковая совка. При традиционной системе защиты растений применяли химические инсектициды Актара, Адмирал, Апплаунд, Мовенто, Вертимек, Фитоверм. Биологическая система защиты растений томата против вредителей включала выпуск энтомофагов Macrolophus, Trichogramma brassicae, применение цветных клеевых и феромонных ловушек.

Взрослое насекомое белокрылки кормится соками овощных растений. Желтые пятна на листьях – первый сигнал к поиску насекомого. Личинки тоже питаются соками листьев. Когда вредителей много, то и сока они высасывают много, растение не справляется с возросшей нагрузкой и начинает отмирать.

После обработок химическими инсектицидами и выпуска энтомофагов количество вредителя снизилось, наибольшая эффективность в этом отношении была отмечена при использовании биологических методов защиты растений. После выпуска энтомофагов распространение белокрылки тепличной в посадках томата было меньше чем до применения энтомофагов на 38-49 шт./лист, при проведении химических мер разница в распространении вредителя после обработок была 32-41 шт./лист (таблица 2.1.3).

Таблица 2.1.3 – Влияние системы защиты растений на распространение белокрылки тепличной и паутинного клеща в посадках томата

Вариант Белокрылка тепличная, шт./лист Паутинный клещ, шт./лист
до обработки после обработки до обработки после обработки
Бостина F1
Традиционная система защиты растений 65 29 12 4
Биологическая система защиты растений 59 18 13 2
МаксезаF1
Традиционная система защиты растений 75 34 22 7
Биологическая система защиты растений 72 23 19 6
Мерлис F1
Традиционная система защиты растений 56 24 9 3
Биологическая система защиты растений 52 14 8 2

Питаются паутинные клещи соком из листьев растений, располагаясь на изнаночной их стороне, и постепенно приводя растение к иссушению, болезни и гибели. Паутинные клещи не только буквально убивают культурные насаждения сами, но и переносят вирусные болезни растения.

Экономический порог вредоносности паутинного клеща в теплице составляет 5 особей на лист. В опыте против паутинного клеща наибольшую эффективность имело применение биологических средств защиты растений (энтомофаги), в результате этого распространение вредителя после обработок было меньше чем до обработок в 3,2-6,5 раза. После использования химических инсектицидов распространение паутинного клеща снизилось, чем до обработок в 3,0-3,1 раза.

К опасным вредителям томата относятся минирующая муха и хлопковая совка. Основной вред для культурных растений проявляется от личинок этих вредителей.

Самки минирующей мухи первого поколения откладывают яйца в семядоли или молодые листья. Когда мухи откладывают яйца на листья, то это заметно по желтым следам проколов. Отродившиеся личинки образуют в листьях хорошо заметные ходы, или мины. Внутри мин можно увидеть темную дорожку экскрементов личинок. Поражение растений томата минирующей мухой наблюдали с фазы 4-х пар настоящих листьев.

При поражении растений хлопковой совкой личинки первого и второго возраста скелетизируют листья, более старшие питаются генеративными органами растений. Гусеница способна наносить серьезные убытки при производстве томатов, повреждая плоды со стороны плодоножки и выгрызая их изнутри. Хлопковая совка в посадках томата появилась в период плодоношения, экономический порог вредоносности для этой фазы составляет 40-90 штук яиц на 100 растений.

Экономический порог вредоносности минирующей мухи в эту фазу составляет 7-12 яиц на 1 растение при заселении 26-30 % растений. Больше всего распространение минирующей мухи подавляло проведение обработок химическими инсектицидами. До обработок распространение минирующей мухи в варианте с традиционной системой защиты растений было 15-21 шт. яиц/раст. при заселении 26-30 % растений, после обработок показатель снизился на 12-16 шт. яиц/раст. при заселении 26-30 % растений. Биологический метод против минирующей мухи был менее эффективен. После выпуска энтомофагов распространение вредителя было меньше, чем до обработок на 6-14 шт. яиц/раст. при заселении 26-30 % растений (таблица 2.1.4).

Таблица 2.1.4 – Влияние системы защиты растений на распространение минирующей мухи и хлопковой совки в посадках томата

Вариант Минирующая муха, шт. яиц/раст.при заселении 26-30 % рас Хлопковая совка, шт. яиц/100 раст.
до обработки после обработки до обработки после обработки
Бостина F1
Традиционная система защиты растений 19 4 65 11
Биологическая система защиты растений 17 6 62 17
МаксезаF1
Традиционная система защиты растений 21 5 78 41
Биологическая система защиты растений 22 8 81 51
Мерлис F1
Традиционная система защиты растений 15 3 54 25
Биологическая система защиты растений 13 7 51 33

До проведения обработок распространение хлопковой совки было 51-81 штук яиц на 100 растений в зависимости от варианта опыта и гибрида томата. При подавлении распространения хлопковой совки наиболее эффективны были химические средства защиты растений: после обработок инсектицидами распространение хлопковой совки снизилось на 29-37 штук яиц на 100 растений. Выпуск энтомофагов против хлопковой совки способствовал снижению вредителя, чем до проведения обработок на 18-23 штук яиц на 100 растений.

Наибольшая устойчивость к распространению вредителей была отмечена у томата Мерлис F1. Самая низкая устойчивость к распространению вредителей была получена при выращивании томата МаксезаF1.

Важное значение в условиях защищенного грунта имеет стрессоустойчивость гибридов. При нарушении каких-либо условий выращивания в теплицах может наблюдаться низкая степень завязываемости плодов.Степень завязываемости плодов томатов – важный фактор, влияющий на урожайность культуры, особенно в условиях защищенного грунта и зависит от многих факторов: температурного режима, освещенности, влажности воздуха, применения пестицидов и др.

Степень завязываемости плодов томата при применении биологической системы защиты растений превышала значения, где была использована традиционная система на 6,8-8,3 %. При традиционной системе защиты при обработке химическими пестицидами растения испытывали стресс, в результате завязываемость плодов снижалась. Наибольшая степень завязываемости плодов была получена у томата МаксезаF1, показатели были выше относительно Бостина F1 и Мерлис F1 на 0,6-3,9 %. Минимальная степень завязываемости плодов в опыте отмечалась у томата Бостина F1.

Все гибриды томата имели различия по средней массе плода. Томат МаксезаF1 и Мерлис F1 относятся к крупноплодным гибридам и завязывали плоды округлой формы массой 155,4-184,5 г. Томат Бостина F1 принадлежит к группе биф-томатов, средняя масса плодов этого гибрида превышала 200 г.Средняя масса плода томата при использовании биологических мер защиты растений была больше чем при традиционной системе защиты растений: отклонение от среднего показателя составило 4,5-6,0 г. Плоды томата Бостина F1 были самые крупные в опыте – 224,6 г (традиционная система защиты растений) и 215,6 г (биологическая система защиты растений), что было больше чем у МаксезаF1 и Мерлис F1 на 40,1-60,2 г (таблица 2.1.5).

Таблица 2.1.5 – Влияние системы защиты растений на формирование плодов томата

Вариант Степень завязываемости плодов Средняя масса плода
среднее, % отклонение от среднего показателя, % среднее, г отклонение от среднего показателя, г
Бостина F1
Традиционная система защиты растений 74,6 +3,45 215,6 -4,5
Биологическая система защиты растений 81,5 -3,45 224,6 +4,5
Максеза F1
Традиционная система защиты растений 78,6 +3,4 172,5 -6,0
Биологическая система защиты растений 85,4 -3,4 184,5 +6,0
Мерлис F1
Традиционная система защиты растений 76,5 -4,15 155,4 -4,7
Биологическая система защиты растений 84,8 +4,15 164,8 +4,7

Одним из важнейших качественных показателей плодов является их биохимический состав. По основным биохимическим показателям можно судить о пригодности к длительному хранению и пищевой ценности изучаемых сортов (гибридов).

Качество плодов томата зависит от биохимического состава и вкуса, размера, формы, поверхности, их внешней и внутренней окраски и других признаков. Гармоничный вкус томата связан с высоким содержанием экстрактивных веществ – сахаров, кислот, минеральных солей, витаминов, пектиновых веществ. Чем больше содержится экстрактивных веществ в плодах, тем больше в них сахаров и тем обычно вкуснее. При низком содержании кислот вкус плодов не улучшается, выработанная из них продукция хуже сохраняется, высокая кислотность в сочетании с высокой сахаристостью не снижает вкусовых качеств томата. Вкус в значительной степени зависит от строения плодов (соотношения семенных камер, перикарпия и тканей сердцевины плода), так как химический состав этих частей различный.

Томаты, как и другие сельскохозяйственные культуры, накапливают питательные вещества в течениевсего вегетационного периода. Наибольшее их количество содержится в свежих, только что собранных овощах, которые хранятся в благоприятных условиях. Накопление питательных веществ зависит от многих факторов – сорта и почвы (субстрата), климата и питания, водного режима и приемов ухода за растениями.

Содержание сухого вещества – это один из основных качественных показателей плодов томата. Наибольшее количество сухого вещества накапливалось в плодах томата при применении биологических средств защиты растений – 6,65-8,15 % в зависимости от гибрида, разница по сравнению с использованием традиционной системой защиты растений была на уровне 0,2-0,31 %. Содержание сухого вещества в плодах томата Максеза F1 была больше, чем у Бостина F1 и Мерлис F1 на 0,20-0,50 %.

В составе сухого вещества основу составляют сахара. В научных работах А.В. Алпатьева (1981) содержатся данные, что в промышленных сортах томата свободные сахара представлены преимущественно редуцирующими. Количество сахарозы, найденное в томатах, оказалось таким незначительным, что им можно пренебречь. Содержание сахарозы чуть больше 0,1 % массы свежих плодов. Полисахариды в томатах составляют приблизительно 0,7 % массы томатного сока, из них на пектины и арабиногалактаны приходится 50 %, на ксиланы и арабиноксиланы – около 28 %, на клетчатку – примерно 25 %. К редуцирующим сахарам, обычно составляющим от 50 до 65 % сухих веществ в томатах, относятся глюкоза и фруктоза. Общее содержание сахара в свежих томатах изменяется от 2,19 до 3,55 %. Количество фруктозы в томатах превышает количество глюкозы.

Наибольшее количество сахаров в опыте было отмечено при использовании биологической системы защиты растений, разница относительно среднего показателя оказалась 0,135-0,155 %(таблица 2.1.6).

Таблица 2.1.6 – Влияние систем защиты растений на содержание сухого вещества, сахаров в плодах томата

Вариант Сухое вещество Сахара
среднее, % отклонение от среднего показателя, % среднее, % отклонение от среднего показателя, %
Бостина F1
Традиционная система защиты растений 6,45 -0,1 3,88 -0,155
Биологическая система защиты растений 6,65 +0,1 4,19 +0,155
МаксезаF1
Традиционная система защиты растений 7,86 -0,145 4,05 -0,14
Биологическая система защиты растений 8,15 +0,145 4,33 +0,14
Мерлис F1
Традиционная система защиты растений 7,64 -0,155 4,38 -0,135
Биологическая система защиты растений 7,95 +0,155 4,65 +0,135

В настоящее время качество продукции овощей определяют не только наличием «полезных» веществ, но и содержанием веществ, значительно снижающих качество. К таким веществам относятся нитраты. Проблема нитратов приобретает особое значение с увеличивающейся химизацией всех отраслей сельского хозяйства, в том числе с широким использованием минеральных удобрений. При этом наличие нитратов в растениях – нормальное явление. Так как азот наряду с фосфором и калием составляет основу питания растений. Другое дело, когда поступление нитратов превышает потребности органического синтеза, и они начинают накапливаться в корнях, листьях, плодах.

Одними из наиболее опасных загрязнителей продукции являются остатки азотистых веществ (нитраты, нитриты, нитрозамины), а также тяжелые металлы, пестициды и радионуклиды. В Российской Федерации установлены высокие нормы ПДК на нитраты. Но все же нитраты, несмотря на то, что и накапливаются в вакуолях отдельных видов овощей (шпинат, свекла, руккола, петрушка), но они не представляют серьезной опасности для человека. Гораздо опаснее накопление в пищевых продуктах нитрозаминов и нитритов, которых намного больше в колбасах, ветчине, мясных консервах, а в овощах их практически нет (Литвинов С.С., Борисов В.А., 2014).

Для тепличных томатов ПДК нитратов составляет 300 мг/кг. Схемы питания во всех вариантах опыта были одинаковые, поэтому изменение биохимического состава плодов, в том числе накопление нитратов, наблюдали в зависимости от применения мер защиты растений от вредителей и болезней, что оказывало влияние на протекание метаболических процессов в растении. Данные лабораторных анализов показали, что содержание нитратов в плодах томата находилось в пределах нормы.

Наименьшее количество нитратов в плодах томата было отмечено при использовании традиционной системы защиты растений – 146-172 мг/кг, что было ниже по сравнению со средним показателем на 8-17 мг/кг. Самое высокое количество нитратов накапливалось в плодах томата МаксезаF1, разница относительно Бостина F1 и Мерлис F1 составила 10-36 мг/кг (таблица 2.1.7).

Таблица 2.1.7 – Влияние систем защиты растений на содержание нитратов в плодах томата, мг/кг

Вариант Среднее Отклонение от среднего показателя,
Бостина F1
Традиционная система защиты растений 154 -17
Биологическая система защиты растений 188 +17
МаксезаF1
Традиционная система защиты растений 172 -13
Биологическая система защиты растений 198 +13
Мерлис F1
Традиционная система защиты растений 146 -8
Биологическая система защиты растений 162 +8

Урожайность томата зависит от совокупности факторов – микроклимата, субстрата, применения удобрений, генетического потенциала гибрида, борьбы с болезнями и вредителями.

Особенностью сортов и гибридов сельскохозяйственных культур является заложенный в них различный генетический потенциал урожайности. Для максимально высоких урожаев необходимо использовать высокопродуктивные сорта и гибриды. До последнего времени в сельскохозяйственном производстве использовали только отечественные сорта томата. В связи с развалом налаженной ранее семеноводческой сети, производство семян овощных культур, в том числе томата резко сократилось. Вследствие чего в страну пошел большой поток семян сортов и гибридов зарубежной селекции. В опыте изучали гибриды томата зарубежной селекции индетерминантного типа роста. Гибриды индетерминантного типа роста имеют высокий потенциал урожайности. Все изучаемые гибриды относятся к индетерминантным гибридам томата.

Урожайность томата в опыте варьировала в пределах 44,8-53,4 кг/м2. После использования химических средств защиты растений распространённость болезней в посадках томата, распространение хлопковой совки и минирующей мухи было меньше, чем при применении биологических средств защиты растений, что в конечном итоге выразилось в урожайности культуры. Наибольшая урожайность была получена при использовании традиционной системы защиты растений от вредителей и болезней – 45,6-53,4 кг/м2, разница относительно использования биологической системы защиты растений составила 0,8-1,1 кг/м2. При выращивании томата МерлисF1 была получена самая высокая урожайность в опыте – 53,4 кг/м2 (биологическая система защиты растений) и 52,5 кг/м2 (традиционная система защиты растений), что превышало значения МаксезаF1 и Мерлис F1 на 1,9-7,8 кг/м2(таблица 2.1.8).

Таблица 2.1.8 – Влияние систем защиты растений на урожайность томата, кг/м2

Вариант Среднее Отклонение от среднего показателя,
Бостина F1
Традиционная система защиты растений 45,6 +0,4
Биологическая система защиты растений 44,8 -0,4
МаксезаF1
Традиционная система защиты растений 51,5 +0,55
Биологическая система защиты растений 50,4 -0,55
Мерлис F1
Традиционная система защиты растений 53,4 +0,45
Биологическая система защиты растений 52,5 -0,45

Таким образом, с целью получения экологически чистой продукции томата и снижения пестицидной нагрузки в условиях защищенного грунта необходимо применять биологические средства защиты растений от вредителей и болезней.Применение биологических мер защиты растений томата способствовало накоплению наибольшего количества питательных веществ в плодах.Использование химических средств защиты растений против распространенности болезней томата, минирующей мухи и хлопковой совки было эффективнее по сравнению с биологической системой защиты. Биологические меры против белокрылки тепличной и паутинного клеща были эффективнее по сравнению с химические средствами. Наибольшая урожайность была получена при использовании традиционной системы защиты растений от вредителей и болезней: разница относительно использования биологической системы защиты растений составила 0,8-1,1 кг/м2.

2.2 Оценка влияния биологических мер защиты огурца от болезней и вредителей на качество и урожайность продукции

В крупных тепличных комбинатах используется немало разработанных наукой и реализованных на практике рекомендаций по оптимизации технологии выращивания овощных культур с помощью малообъемной технологии, но дальнейшее изучение условий роста, способствующих увеличению урожайности тепличных культур, до сих пор остается актуальным. Важную роль в увеличении продуктивности культур в закрытом грунте играет защита растений от болезней и вредителей. Условия микроклимата в современных теплицах благоприятны как для развития растений, так и создают оптимальные условия для жизнедеятельности вредных организмов, которые существенно снижают урожайность тепличных культур.

Вследствие чего важную роль при оценке продуктивности тепличных овощных культур имеет фитосанитарная оценка посадок растений. В связи, с чем были проведены исследования по эффективности применения биологической системы защиты растений против болезней огурца в условиях защищенного грунта.

Целью исследований является оценка эффективности применения биологической системы защиты растений в технологии выращивания огурца в условиях защищенного грунта.

Методика исследований.

В задачи исследований входило:

– изучить эффективность систем защиты растений огурца против основных болезней культуры;

– определить влияние систем защиты растений огурца на распространенность основных вредителей культуры;

– установить структуру урожая и продуктивность гибридов огурца в зависимости от систем защиты растений.

Исследования проводились в течение зимне-весеннего оборота в условиях зимней теплицы АО «Солнечный» Изобильненского района Ставропольского края. Теплица находится в шестой световой зоне. Огурец выращивали по малообъемной технологии на минераловатном субстрате.

Объекты исследований:огурец СВ 4097 F1, Бьёрн F1, Артист F1, биологическая система защиты растений, традиционная система защиты растений с применением пестицидов. Все гибриды относятся к корнишонному типу, предназначены для выращивания в защищенном грунте.

Схема опыта:

1. Традиционная система защиты растений,

2. Биологическая система защиты растений.

При проведении очистке и дезинфекции теплицы, промывке конструкций и оборудования на обоих вариантах опыта применяли: Вироцид, 55-58-%-ная HNO3, перекись водорода, 1-%-ный раствор СИД-2000.

В традиционную систему защиты растений входило применение фунгицидов Топаз (0,3-0,4 л/га), Квадрис (0,8-1,0 л/га), Инфинити(1,5-2,0 кг/га), Фундазол(1,0-2,0 кг/га), Тиовит Джет(2,0-3,0 кг/га) – опрыскивание по листу с расходом рабочей жидкости 1000-2000 л/га, Превикур Энерджи (0,015 %-й раствор в корневую обработку); химических инсектицидов Вертимек (0,8-1,2 л/га), Фуфанон (2,5-3,5 л/га), Апплаунд(0,5-0,7 кг/га), Актара (0,4-0,8 кг/га), Конфидор Экстра (0,15-0,45 кг/га – белокрылка тепличная, 0,5-0,7 кг/га – трипс), Актеллик (4,0-5,0 л/га).

При биологическом методе защиты растений применяли биопрепараты Фитоспорин-М (1,5-2,0 кг/га), Алирин-Б (0,15 кг/га), Гамаир (0,15 кг/га), Псевдобактерин 2 (10 л/га, концентрация 0,015 %), Триходермин (0,5 кг/га), развешивалиферомонныеи цветные клеевые ловушки, выпускали энтомофагов Macrolophus caliginosus(40-60 тыс. особей на га), Phytoseiulus persimilis (0,5-1,0 млн особей/га). Указанные препараты применяли в качестве профилактических и истребительских мер защиты растений от вредителей и болезней.

Исследования проводились вегетационным методом. Вегетационный опыт – однофакторный, в опыте сравнивали эффективность различных систем защиты растений. Для каждого гибрида закладывали опыт отдельно. Схема опыта была построена по методу организованных повторений, размещение повторений в опыте – сплошное, повторность опыта была 3-х кратная, расположение вариантов внутри повторения рендомизированное, размещение делянок многоярусное.

Опыт сопровождалсяследующими наблюдениями, учетами и расчетами: распространенность болезней; развитие болезней (Гаврилов А.А., Шутко А.П.,Марюхина А.Г., 2004); учет распространения вредителей в посадках огурца; общий урожай в динамике его поступления по мере созревания плодов;содержание сухого вещества в плодах методом высушивания; содержание сахаров в плодах поляриметрическим методом; содержание витамина С в плодах огурца по Мурри; количество нитратов в плодах с помощью нитратного ионоселективного датчика; статистическая обработка экспериментальных данных корреляционно-регресионным и дисперсионным методами (Доспехов Б.А., 1985).

Распространенность болезни – это количество больных растений (или отдельных органов, например, плодов, клубней и т.п.), выраженное в процентах к общему количеству растений в пробе.

Вычисляют эту величину по формуле:

P =100 n,

N

где P – распространенность болезни, %;

N – общие число растений в пробе;

n – количество больных растений в пробе.

Интенсивность или степень развития болезни служит количественным показателем болезни; ее определяют по площади пораженной поверхности органов, покрытых пятнами, налетами, пустулами, или по степени проявления других симптомов заболевания.

Степень развития болезни вычисляется по формуле:

Pб =∑ (a × в) 100,

КN

где Pб – развитие болезни, %;

а – число растений с одинаковым признаком поражения;

в – соответствующий этим признакам балл поражения;

∑ – сумма произведений числовых показателей (a × в);

N – общее количество учтенных растений (здоровых и больных);

К – высший балл шкалы учета (А.А.Гаврилов, А.П.Шутко, А.Г.Марюхина, 2004).

Результаты исследований.

Интенсивное выращивание овощных культур в условиях защищенного грунта создает благоприятные условия для накопления патогенной микрофлоры и развития болезней грибной, бактериальной и вирусной природы.Основные болезни, которые встречались в опыте были мучниста роса и аскохитоз.

Мучнистая роса

Согласно полученным результатам проведенных учетов распространения мучнистой росы на посадках изучаемых гибридов огурца, можно отметить, что на различных гибридах распространенность и степень развития мучнистой росы была различной.

При анализе эффективности систем защиты растений на посадках гибрида СВ 4097 F1 можно отметить, что до проведения обработок сравниваемыми системами распространенность мучнистой росы на обоих вариантах была приблизительно на одном уровне и варьировала в пределах 9,4-9,6 %. Развитие заболевания у данного гибрида на обеих системах защиты была на уровне 6,1-6,3 % (таблица 2.2.1).

Таблица 2.2.1 – Влияние систем защиты растений на пораженность огурца

СВ 4097 F1 мучнистой росой, %

Вариант До обработки После обработки
распростра-ненность развитие распростра-ненность развитие
Традиционная система защиты растений 9,6 6,3 2,8 2,0
Биологическая система защиты растений 9,4 6,1 3,5 2,8
НСР0,05 0,2 0,3 0,5 0,5

После проведения обработок соответствующими препаратами рассматриваемые показатели значительно изменялись. При традиционной системе защиты растений распространение мучнистой росы после обработки снижалось относительно показателя до обработки на 6,8 %, а степень развития болезни – на 4,3 %. На варианте с применением биологической системы защиты растений после обработки распространенность заболевания снизилась относительно начального показателя на 5,9 %, а степень развития болезни – на 3,3 %.

Сравнительная оценка эффективности рассматриваемых систем защиты растений огурца СВ 4097 F1 показала, что на биологической системе распространенность мучнистой росы была достоверно ниже, чем на традиционной на 0,7 %, а развитие заболевания – на 0,8 %, – что также было существенным.

На посадках огурца Бьёрн F1 наблюдалась аналогичная картина. До проведения обработки растений традиционными и биологическими фунгицидами распространенность и развитие мучнистой росы на обоих вариантах находились практически на одном уровне, и разница между ними была в пределах ошибки опыта.

Однако, после реализации защитных мероприятий в рамках сравниваемых систем защиты растений было выявлено, что на варианте с традиционной системой распространенность мучнистой росы снижалась на 7,6 %, а степень развития – на 6,4 %. Применение биологической системы защиты способствовало снижению распространенности заболевания относительно начального показателя на 6,9 %, и степени развития – на 5,0 % (таблица 2.2.2).

Таблица 2.2.2 – Влияние систем защиты растений на пораженность огурца

Бьёрн F1 мучнистой росой, %

Вариант До обработки После обработки
распростра-ненность развитие распростра-ненность развитие
Традиционная система защиты растений 14,3 10,4 6,7 4,0
Биологическая система защиты растений 14,5 10,4 7,6 5,4
НСР0,05 0,3 0,1 0,7 1,1

Оценка изучаемых систем защиты показала, что наибольшая эффективность в опыте наблюдалась на традиционной системе защиты растений, где распространенность мучнистой росы была достоверно ниже, чем на биологической системе на 0,9 %, а развитие болезни – на 1,4 %.

При учетах на растениях огурца Артист F1 наблюдалась аналогичная ситуация. Достоверной разницы между распространенностью и степенью развития мучнистой росы на сравниваемых системах защиты выявлено не было. При этом, после проведения обработок на фоне традиционной системы защиты распространенность заболевания снижалась на 8,7 %, а развитие – на 5,7 %. На биологической системе защиты проведение обработок способствовало снижению распространенности болезни относительно начального показателя на 8,3 %, а степени развития – на 4,4 % (таблица 2.2.3).

Таблица 2.2.3 – Влияние систем защиты растений на пораженность огурца Артист F1 мучнистой росой, %

Вариант До обработки После обработки
распростра-ненность развитие распростра-ненность развитие
Традиционная система защиты растений 12,1 8,4 3,4 2,7
Биологическая система защиты растений 12,5 8,6 4,2 4,2
НСР0,05 0,4 0,2 0,6 1,2

Сравнительный анализ систем защиты растений показал, что большую эффективность в борьбе с мучнистой росой обеспечивает применение традиционной системы защиты растений огурца. Распространенность мучнистой росы на фоне традиционной системы защиты была существенно ниже, чем на биологической после обработки на 0,8 %, а развитие болезни – на 1,5 %.

Сравнительная оценка изучаемых систем защиты показала, что наибольшая эффективность в борьбе с мучнистой росой на всех гибридах в опыте отмечается на вариантах с традиционной системой, при использовании которой распространенность и развитие заболевания были достоверно ниже, чем на биологической системе. Преимущество традиционной системы защиты в распространенности заболевания относительно показателей биологической на посадках СВ 4097 F1 составляло 0,7 %, на Бьёрн F1 – 0,9%, и на Артист F1 – 0,8%. Развитие мучнистой росы на традиционной системе защиты было существенно ниже, чем на биологической системе у СВ 4097 F1 на 0,8 %, у Бьёрн F1 – 1,4 %, и у Артист F1 – 1,5 %.

Таким образом, проведенный анализ полученных данных указывает на то, что на всех рассматриваемых гибридах огурца на этапе до обработки распространенность и развитие мучнистой росы на обеих анализируемых системах защиты растений находились практически на одинаковом уровне. После проведения обработок на обеих системах защиты отмечалось значительное снижение вредоносности заболевания относительно начального показателя.

Аскохитоз

Возбудитель аскохитоза является гриб Ascochytacucumeris Fautr. et Roum. Болезнь поражает чаще всего стебли огурца, также листья, реже плоды, особенно в теплицах при высокой влажности воздуха. При поражении болезнью по краю листьев образуются крупные расплывчатые светло-коричневые или светло-серые пятна, которые покрыты черными точками, – это пикниды гриба. На стеблях растений около узлов, также на корневой шейке, на пеньках побегов и листьев выступают беловато-бурые пятна, постепенно растрескивающиеся.

В основном симптомы болезни наблюдаются в узлах стебля, часто на не полностью удаленных черешках листьев и побегов, затем постепенно распространяются вверх и вниз по стеблю. Поражаются чаще всего листья растений, начиная с нижних, ослабленных и меньше всего освещенных, в виде хлоротичных пятен с большим количеством черных точек. Затем растение быстро усыхает и погибает.

Плоды поражаются, начиная с плодоножки: вначале усыхают, затем чернеют и разлагаются. Способствуют развитию заболевания резкие перепады температуры, избыточные поливы, загущенные посадка. Иногда пораженные болезнью ткани листа приобретают желтовато-оранжевую окраску, снижается тургор, лист постепенно увядает, типичных симптомов в виде пятен со спороношением в этом случае не образуется.

Анализ полученных данных показывает, что распространенность и развитие аскохитоза на рассматриваемых гибридах огурца были различные. При этом, необходимо отметить, что на всех гибридах до проведения обработок показатели распространенности и развития заболевания на обеих рассматриваемых системах защиты растений находились практически на одинаковом уровне, и математически подтвержденной разницы между ними выявлено не было.

После проведения обработок отмечалась высокая эффективность обеих систем защиты растений против возбудителя аскохитоза. Так, у растений огурца СВ 4097 F1 на традиционной системе защиты растений после обработки отмечалось снижение распространенности заболевания на 4,2 %, а на биологической системе – на 3,8 %. Проведение обработок способствовало также снижению развития аскохитоза на растениях СВ 4097 F1 на традиционной системе – на 2,3 %, а на биологической – 1,6 % (таблица 2.2.4).

Таблица 2.2.4 – Влияние систем защиты растений на пораженность огурца

СВ 4097 F1 аскохитозом, %

Вариант До обработки После обработки
распростра-ненность развитие распростра-ненность развитие
Традиционная система защиты растений 10,9 6,5 6,7 4,2
Биологическая система защиты растений 10,8 6,4 7,0 4,8
НСР0,05 0,2 0,2 0,5 0,4

Сравнительная оценка систем защиты в борьбе с аскохитозом на растениях СВ 4097 F1 показала, что на традиционной системе распространенность заболевания была ниже, чем на биологической на 0,3 %, однако данное преимущество находилось в пределах ошибки опыта. Степень развития заболевания после обработки препаратами традиционной системы защиты растений была существенно ниже, чем на биологической на 0,6 %.

Мониторинг распространенности аскохитоза на растениях Бьёрн F1 показал, что после проведения обработки пестицидами по традиционной системе защиты показатель снижался относительно начального показателя на 5,7 %, а при использовании биометода защиты растений – на 5,1 %. Степень развития аскохитоза на традиционной системе защиты растений снижалась после обработки на 3,1 %, а на биологической системе – на 2,6 % (таблица 2.2.5).

Таблица 2.2.5 – Влияние систем защиты растений на пораженность огурца

Бьёрн F1 аскохитозом, %

Вариант До обработки После обработки
распростра-ненность развитие распростра-ненность развитие
Традиционная система защиты растений 13,4 7,6 7,7 4,5
Биологическая система защиты растений 13,4 7,8 8,3 5,2
НСР0,05 0,1 0,2 0,4 0,6

Сравнение эффективности традиционной системы защиты растений относительно биологической показало, что при применении пестицидов распространенность заболевания была достоверно ниже, чем на биологической системе на 0,6 %, а развитие заболевания – на 0,7 %.

Мониторинг состояния растений огурца Артист F1 показал, что после проведения обработок пестицидами распространенность аскохитоза снижалась относительно начального показателя на 6,1 %, а после обработок биопрепаратами – на 5,5 %. Степень развития заболевания на вариантах с традиционной системой защиты после обработки снижалась на 2,6 %, а на биологической системе – на 1,5 % (таблица 2.2.6).

Таблица 2.2.6 – Влияние систем защиты растений на пораженность огурца Артист F1 аскохитозом, %

Вариант До обработки После обработки
распростра-ненность развитие распростра-ненность развитие
Традиционная система защиты растений 12,5 6,6 6,4 4,0
Биологическая система защиты растений 12,4 6,4 6,9 4,9
НСР0,05 0,2 0,2 0,4 0,7

Оценка эффективности рассматриваемых систем защиты растений показала, что распространенность аскохотоза на традиционной системе защиты растений была достоверно ниже, чем на биологической на 0,5 %, а степень развития болезни – на 0,9 %.

Таким образом, проанализировав полученные данные, можно сделать вывод, что степень заражения растений рассматриваемых гибридов значительно варьировала. При этом, сравнивая анализируемые системы защиты растений, можно сделать вывод, что на всех гибридах на момент до обработки растений распространение и развитие аскохитоза на обеих системах защиты растений находились практически на одном уровне. В результате проведения обработки растений пестицидами распространенность аскохитоза снижалась относительно начального показателя в среднем по опыту на 4,2-6,1%, а степень развития болезни – на 2,3-3,1%. На биологической системе защиты растений распространенность заболевания после проведения обработки снижалась в среднем по опыту на 3,8-5,5%, а степень развития болезни – на 1,5-2,6%.

Сравнительная оценка эффективности систем защиты растений показала, что на всех гибридах огурца наименьшая распространенность и развитие аскохитоза отмечались на варианте с традиционной системой защиты, показатели которых в среднем по опыту были ниже, чем на биологической системе на 0,3-0,6 и 0,6-0,9% соответственно.

Белокрылка тепличная

В условиях теплиц получать стабильные урожаи без борьбы с вредителями невозможно. Защита растений от них остается неизбежным технологическим звеном при выращивании любой культуры.

В отличие от открытого грунта целесообразность и сроки проведения защитных мероприятий здесь определяются не экономическим порогом вредоносности, а складывающейся в конкретной теплице ситуацией. Видовой состав и динамика численности вредителей напрямую зависят от конструкции теплиц, принятой технологии выращивания той или иной культуры и даже от квалификации персонала. В хорошо изолированных современных теплицах, оснащенных датчиками контроля микроклимата, массовое развитие вредителей случается редко. Здесь регулируются почти все параметры среды: температура и влажность воздуха и субстрата,освещенность, минеральный состав субстрата, газовые компоненты воздуха и многое другое.

Специально для теплиц селекционерами создаются высокопродуктивные сорта и гибриды растений, устойчивые к целому ряду биотических и абиотических факторов. Однако тепличных овощных культур, которые обладали бы устойчивостью к вредителям, пока немного. Известны лишь устойчивые к южной галловой нематоде гибриды томата.

За последние годы появилось много новых сведений о биологии и вредоносности растительноядных беспозвоночных в теплицах. Да и сам их состав в некоторой степени претерпел изменения.

Проведение непрерывного мониторинга за численностью вредителей в условиях выращивания овощных культур в теплице является обязательным условием успешного производственного процесса. Ввиду этого, в ходе проведения исследований нами велся постоянный мониторинг численности основных вредителей огурца, встречающихся в нашей зоне: паутинного клеща, белокрылки тепличной и трипса.

Согласно анализу, полученных данных, можно отметить, что интенсивность распространения белокрылки тепличной на рассматриваемых гибридах огурца была не одинаковой. Как показывают полученные данные мониторинга количества насекомых, наибольшее распространение данного вредителя на обеих системах защиты в опыте отмечалось на растениях Бьёрн F1.

Более подробный анализ полученных данных указывает на то, что на посадках всех рассматриваемых гибридов до обработки количество особей белокрылки на обеих системах защиты растений находилось практически на одном уровне. Однако, на различных гибридах эффективность обработок была различной. Так, на растениях с огурцом СВ 4097 F1 число особей белокрылки при обработках пестицидами снижалось относительно начального показателя на 53 шт./лист, на вариантах с биологической системой защиты снижение числа особей белокрылки было более значительным и составляло 57 шт./лист(таблица 2.2.7).

Таблица 2.2.7 – Влияние систем защиты растений на распространение белокрылки тепличной в посадках огурца СВ 4097 F1, шт./лист

Вариант До обработки После обработки
Традиционная система защиты растений 66 13
Биологическая система защиты растений 65 8
НСР0,05 3 4

Сравнительная оценка эффективности систем защиты растений показала, что после проведения обработки большая эффективность отмечалась на биологической системе защиты, где при использовании биологических агентов количество особей белокрылки было достоверно ниже, чем на вариантах с применением пестицидов на 5 шт./лист.

На растениях огурца Бьёрн F1 эффективность обработок пестицидами также была достаточно высокой, и количество имаго белокрылки после обработки уменьшилось на 55 шт./лист. На вариантах с применением биологической системы защиты растений число особей белокрылки снизилось относительно начального показателя на 58 шт./лист (таблица 2.2.8).

Таблица 2.2.8 – Влияние систем защиты растений на распространение белокрылки тепличной в посадках огурца Бьёрн F1, шт./лист

Вариант До обработки После обработки
Традиционная система защиты растений 73 18
Биологическая система защиты растений 72 14
НСР0,05 2 3

Из рассматриваемых систем защиты растений наиболее эффективной оказалось применение биологической системы, где количество имаго белокрылки было существенно ниже, чем на традиционной системе защиты на 4 шт./лист.

Мониторинг распространения белокрылки тепличной в посадках огурца Артист F1 показал, что после проведения обработки растений пестицидами на традиционной системе защиты растений численность вредителя снижалась относительно начального показателя на 45 шт./лист, а на вариантах с биологической системой защиты – на 52 шт./лист. При сравнении эффективности анализируемых систем защиты было установлено, что на фоне реализации мер биологической системы растений огурца Артист F1 в опыте отмечалась наименьшая степень распространения белокрылки тепличной, где количество особей было достоверно ниже, чем на традиционной системе защиты на 6 шт./лист (таблица 2.2.9).

Таблица 2.2.9 – Влияние систем защиты растений на распространение белокрылки тепличной в посадках огурца Артист F1, шт./лист

Вариант До обработки После обработки
Традиционная система защиты растений 56 11
Биологическая система защиты растений 57 5
НСР0,05 3 4

Таким образом, проанализировав полученные результаты учетов и наблюдений, можно сделать вывод, что степень распространения тепличной белокрылки на разных гибридах огурца была различной. Однако, на обеих рассматриваемых системах защиты растений количество вредителя на момент до проведения обработки растений было примерно одинаковым. Эффективность изучаемых защитных мероприятий на различных гибридах была разной. Так, при обработке растений химическими пестицидами количество имаго белокрылки после обработки снижалось относительно начального показателя в среднем по опыту на 45-55 шт./лист, а на биологической системе защиты число особей вредителя снижалось по опыту на 52-58 шт./лист.

Сравнительная оценка анализируемых систем защиты растений показала, что на всех рассматриваемых гибридах огурца после обработки количество имаго белокрылки было существенно ниже, чем на соответствующих вариантах с традиционной системой защиты, и преимущество по опыту находилось в пределах 4-6 шт./лист.

Паутинный клещ

Мониторинг распространения паутинного клеща в посадках изучаемых гибридов огурца показал, что на всех рассматриваемых гибридах до проведения обработок достоверной разницы между показателями анализируемых систем защиты растений установлено не было.

Проведение защитных мероприятий способствовало значительному снижению численности особей паутинного клеща на посадках всех гибридов. Так на посадках огурца СВ 4097 F1 после проведения обработок пестицидами количество имаго паутинного клеща снижалось относительно начального показателя до обработки на 11 шт./лист, на столько же снижалось количество вредителя на фоне применения биологических методов защиты растений (таблица 2.2.10).

Таблица 2.2.10 – Влияние систем защиты растений на распространение паутинного клеща в посадках огурца СВ 4097 F1, шт./лист

Вариант До обработки После обработки
Традиционная система защиты растений 16 5
Биологическая система защиты растений 13 2
НСР0,05 5 2

Учет численности паутинного клеща на растениях огурца после проведения обработки показал, что наименьшее число особей отмечалось при использовании биоагентов, обеспечивавших существенное преимущество относительно варианта с традиционной системой защиты на 3 шт./лист.

В посадках огурца Бьёрн F1 отмечалась аналогичная картина. При проведении обработок пестицидами количество вредителя снижалось относительно начального показателя на 15 шт./лист, а на фоне биологической системы защиты растений – на 19 шт./лист.

Наибольшая эффективность в борьбе с паутинным клещом здесь отмечалась на варианте с биологической системой защиты, где количество особей было существенно ниже, чем на фоне применения химических пестицидов на 2 особи на лист (таблица 2.2.11)

Таблица 2.2.11 – Влияние систем защиты растений на распространение паутинного клеща в посадках огурца Бьёрн F1, шт./лист

Вариант До обработки После обработки
Традиционная система защиты растений 22 7
Биологическая система защиты растений 24 5
НСР0,05 3 1

Учет распространения паутинного клеща в посадках огурца Артист F1 показал, что до проведения обработки разница между численностью вредителя на обеих системах защиты растений находилась в пределах ошибки опыта. Однако, после проведения защитных мероприятий численность вредителя значительно снижалась, на традиционной системе защиты – на 7 шт./лист, а на биологической – на 4 шт./лист(таблица 2.2.12).

Таблица 2.2.12 – Влияние систем защиты растений на распространение паутинного клеща в посадках огурца Артист F1, шт./лист

Вариант До обработки После обработки
Традиционная система защиты растений 10 3
Биологическая система защиты растений 7 3
НСР0,05 4 1

Сравнительная оценка рассматриваемых систем защиты растений показала, что на обеих системах защиты количество особей паутинного клеща было на одном уровне и составляло 3 шт./лист.

Таким образом, проанализировав полученные результаты учетов, можно сделать вывод, что на всех рассматриваемых гибридах огурца до проведения защитных мероприятий достоверной разницы между показателями рассматриваемых систем защиты растений выявлено не было. Реализация рассматриваемых систем защиты растений способствовала значительному снижению численности вредителя относительно показателей до проведения обработки в среднем по опыту на традиционной системе – на 7-15 шт./лист, а на биологической – на 4-19 особей на лист.

Сравнение эффективности систем защиты растений показало, что на растениях СВ 4097 F1 и Бьёрн F1 наименьшая численность паутинного клеща отмечалась на биологической системе защиты, показатель которой был достоверно ниже, чем на традиционной по опыту на 2-3 шт./лист, а на растениях Артист F1 количество обнаруженных особей на обеих системах зашиты было одинаковым.

Трипс

Являясь одним из наиболее вредоносных вредителей тепличных культур, трипс наносит значительный вред при высокой степени распространения. Большое количество вредителя на листьях культурных растений приводит к появлению значительной площади поражения, снижению уровня содержания хлорофилла в листьях и потере тургора в поврежденных клетках. В связи с этим постоянный мониторинг численности особей данного вредителя на посадках тепличного огурца – является важной частью агротехники выращивания культуры.

В проведенных исследованиях было установлено, что на всех рассматриваемых гибридах огурца на момент до проведения защитных мероприятий на обеих системах защиты количество особей трипса было практически на одном уровне, существенной разницы между вариантами установлено не было. После проведения защитных операций отмечалось значительное снижение распространения данного вредителя. На посадках огурца СВ 4097 F1 после применения пестицидов число особей трипса на 1 листе снизилось относительно показателя до обработки на 8 штук, а на биологической системе защиты – на 12 шт./лист (таблица 2.2.13).

Таблица 2.2.13 – Влияние систем защиты растений на распространение трипса в посадках огурца СВ 4097 F1, шт./лист

Вариант До обработки После обработки
Традиционная система защиты растений 14 6
Биологическая система защиты растений 16 4
НСР0,05 3 1

Сравнение анализируемых систем защиты растений между собой показало, что наименьшая численность имаго трипса после проведения защитных мероприятий отмечалась на варианте с биологической системой зашиты растений, показатель которой был существенно ниже, чем на фоне применения обработок пестицидами на 2 шт./лист.

На посадках огурца Бьёрн F1 отмечалась аналогичная тенденция. До реализации защитных мер численность особей трипса находилась практически на одном уровне и математически подтверждаемой разницы между показателями рассматриваемых систем защиты установлено не было. Однако после проведения мер борьбы на обоих вариантах отмечалось значительная эффективность. Применение химических пестицидов обеспечивало снижение численности вредителя относительно начального показателя на 15шт./лист, а на фоне биологической системы защиты за счет применения энтомофагов количество имаго трипса снизилось на 16 шт./лист (таблица 2.2.14).

Таблица 2.2.14 – Влияние систем защиты растений на распространение трипса в посадках огурца Бьёрн F1, шт./лист

Вариант До обработки После обработки
Традиционная система защиты растений 24 9
Биологическая система защиты растений 22 6
НСР0,05 2 2

Анализ численности вредителя после проведения защитных мероприятий на посадках описываемого гибрида огурца показал, что наименьшее количество трипса было зафиксировано на фоне применения биологических агентов, где показатель был существенно ниже, чем на традиционной системе защиты растений на 3 шт./лист.

На растениях огурца Артист F1 в среднем по опыту отмечалось наименьшее распространение численности трипса относительно остальных гибридов. На момент до проведения защитных мероприятий численность трипса на обеих системах защиты находилась практически на одном уровне. После проведения обработок пестицидами количество особей вредителя снижалось на 7 шт./лист, а после расселения энтомофагов – на 6 шт./лист (таблица 2.2.15).

Таблица 2.2.15 – Влияние систем защиты растений на распространение трипса в посадках огурца Артист F1, шт./лист

Вариант До обработки После обработки
Традиционная система защиты растений 11 4
Биологическая система защиты растений 9 3
НСР0,05 2 1

После реализации плана защитных мероприятий наименьшая численность трипса на растениях огурца Артист F1 отмечалась на фоне биологической системы защиты растений, однако ее преимущество относительно результата на традиционной системе защиты находилось в пределах ошибки опыта.

Таким образом, проанализировав полученные результаты, можно сделать вывод, что на рассматриваемых гибридах огурца отмечалась различная интенсивность распространения трипса. На всех гибридах до проведения защитных мероприятий количество имаго вредителя на обеих системах защиты находилось практически на одном уровне, и математически обоснованной разницы между ними выявлено не было. После проведения защитных мероприятий количество особей трипса на традиционной системе защиты снижалось относительно начального показателя по опыту на 7-15 шт./лист, а на биологической системе – на 6-16 шт./лист.

После реализации плана защитных мероприятий наибольшую эффективность показало применение энтомофагов в борьбе с трипсом, на фоне которого на гибридах СВ 4097 F1 и Бьёрн F1 отмечалась наименьшая численность вредителя, что было достоверно ниже, чем на фоне применения химических пестицидов по опыту на 2-3 шт./лист, при этом на посадках огурца Артист F1 преимущество биологической системы защиты находилось в пределах ошибки опыта.

Структура урожая и продуктивность гибридов огурца

В числе показателей структуры урожая одним из наиболее информативных и главных показателей является средняя масса плодов. Данный показатель обуславливает товарность произведенного урожая и привлекательность для потребителей. При этом, необходимо учитывать, что степень развития плодов и интенсивность их роста будет иметь значение в зависимости от направления использования произведенного урожая.

В рамках проводимых нами исследований был произведен учет средней массы плодов анализируемых гибридов огурца под влиянием сравниваемых систем защиты растений.

Согласно результатам математической обработки полученных данных, в среднем по рассматриваемым системам защиты растений наиболее высокая средняя масса плодов в опыте отмечалась у гибрида СВ 4097 F1, показатель которого был существенно выше, чем у остальных гибридов по опыту на 4,1-5,9 г. При этом, необходимо отметить, что из оставшихся гибридов в среднем по опыту наибольший средняя масса подов отмечалась у Бьёрн F1, однако его преимущество относительно конкурента Артист F1 находилось в пределах ошибки опыта.

Анализируемые системы защиты растений оказывали существенное влияние на формирование растений и среднюю массу плодов рассматриваемых гибридов в опыте. В среднем по гибридам наибольшая средняя масса плодов в опыте отмечалась на фоне применения традиционной системы защиты растений, показатель которой по опыту был достоверно выше, чем на биологической системе на 0,9 г (таблица 2.2.16).

Таблица 2.2.16 – Влияние систем защиты растений на среднюю массу плода гибридов огурца, г

Система защиты, А Гибрид, В А,

НСР0,05=0,6

СВ 4097 F1 Бьёрн F1 Артист F1
Традиционная система защиты растений 96,4 92,7 90,5 93,2
Биологическая система защиты растений 95,7 91,3 89,8 92,3
В, НСР0,05=2,0 96,1 92,0 90,2 НСР0,05=3,0

Sx=4,0%

Максимальная средняя масса плодов в опыте отмечалась у гибрида СВ 4097 F1 при обработках химическими пестицидами, превышавшей показатели остальных вариантов в опыте на 0,7-6,6 г.

Таким образом, проанализировав полученные результаты, можно отметить, что среди рассматриваемых гибридов огурца в среднем по системам защиты растений наибольшая средняя масса плодов отмечалась у гибрида СВ 4097 F1, достоверно превосходившего аналогичные показатели остальных гибридов на 4,1-5,9 г. Анализируемые системы защиты оказывали существенное влияние на формирование средней массы плодов в опыте. Наиболее крупные плоды отмечались на фоне применения традиционной системы защиты, показатель которой в среднем по опыту был достоверно выше, чем на биологической системе на 0,9 г. Максимальный средний вес плодов в опыте был зафиксирован у гибрида СВ 4097 F1 на фоне традиционной системы защиты растений – 96,4 г, что было выше результата остальных вариантов на 0,7-6,6 г.

Урожайность является самым главным показателем эффективности различных технологических аспектов выращивания любой сельскохозяйственной культуры. Урожайность тепличных культур, в частности огурца, рассчитывают путем учета массы урожая с 1 м2 за весь период плодоношения культуры. При этом формирование уровня продуктивности культуры значительно варьирует под влиянием всех элементов технологического процесса.

В рамках проводимых исследований был произведен учет урожайности рассматриваемых гибридов под влиянием анализируемых систем защиты растений. В результате было установлено, что из рассматриваемых гибридов огурца в среднем по системам защиты растений наибольшую урожайность показал СВ 4097 F1, показатель которого был достоверно выше, чем у остальных гибридов в опыте на 2,3-4,9 кг/м2. Уступая лидеру, гибрид Бьёрн F1 показал существенное преимущество относительно результата Артист F1 на 2,6 кг/м2 (таблица 2.2.17).

Таблица 2.2.17 – Влияние систем защиты растений на урожайность гибридов огурца, кг/м2

Система защиты, А Гибрид, В А,

НСР0,05=0,4

СВ 4097 F1 Бьёрн F1 Артист F1
Традиционная система защиты растений 28,6 26,1 23,7 26,1
Биологическая система защиты растений 27,8 25,7 22,9 25,5
В, НСР0,05=1,8 28,2 25,9 23,3 НСР0,05=2,6

Sx=4,2%

Согласно результатам математической обработки полученных данных анализируемые системы защиты растений оказывали достоверное влияние на формирование урожайности растений. Так наибольшая урожайность в среднем по рассматриваемым гибридам в опыте отмечалась на варианте с традиционной системой защиты растений, показатель которой был существенно выше, чем на фоне биологической системы на 0,6 кг/м2.

Анализ частных различий в опыте показал, что наибольшая урожайность из всех рассматриваемых вариантов в опыте отмечалась у гибрида СВ 4097 F1 на фоне применения традиционной системы защиты растений, показатель которой был выше результатов остальных вариантов на 0,8-5,7 кг/м2.

Таким образом, проанализировав полученные результаты исследований, можно сделать вывод, что вне зависимости от рассматриваемых систем защиты растений наибольшую урожайность обеспечивал гибрид СВ 4097 F1, преимущество показателя которого относительно остальных гибридов по опыту было существенным и находилось в пределах 2,3-4,9 кг/м2. Сравнительная оценка эффективности анализируемых систем защиты растений показывает, что в среднем по рассматриваемым гибридам, наибольшая продуктивность растений отмечалась на фоне применения химических пестицидов, где показатель был достоверно выше, чем на варианте с биологической системой защиты на 0,6 кг/м2. Наибольшая урожайность в опыте отмечалась у гибрида СВ 4097 F1 с применением традиционной системы защиты растений, составившая 28,6 кг/м2. Полученные данные позволяют сделать вывод, что применение биологических методов защиты, снижая пестицидную нагрузку на растения, не обеспечивает преимущества в продуктивности насаждений по отношению к традиционным химическим системам защиты.

Биохимический состав плодов

Наряду с количеством произведенного урожая, важную роль играет качество полученной продукции. Одними из основных параметров качества полученной продукции являются содержание сухих веществ в плодах, сахаров, витамина С, а также ввиду высокой насыщенности системы питания овощных культур, выращиваемых по методу малообъемной технологии особое значение приобретает содержание нитратов в плодах.

Согласно полученным данным, у всех рассматриваемых гибридов наиболее высокое содержание сухого вещества в плодах отмечалось на фоне биологической системы защиты растений, преимущество показателей которой относительно вариантов с традиционной системой по опыту составляло 0,18-0,22 %. Из рассматриваемых гибридов по обеим системам защиты наибольшее содержание сухого вещества отмечалось в плодах гибрида СВ 4097 F1.

По содержанию сахаров в плодах в опыте наблюдалась аналогичная картина. Из всех рассматриваемых гибридов наибольшее содержание сахаров отмечалось в плодах СВ 4097 F1. Применение биологической системы защиты растений способствовало более интенсивному накоплению сахаров в плодах всех гибридов в опыте, показывая преимущество относительно показателей традиционной системы по опыту в 0,04-0,07 % (таблица 2.2.18).

Таблица 2.2.18 – Влияние систем защиты растений на биохимический состав плодов гибридов огурца

Вариант Содержание сухого вещества, % Сахара, % Витамин С, мг % Нитраты, мг/кг
СВ 4097 F1
Традиционная система защиты 4,74 2,17 6,19 154
Биологическая система защиты 4,94 2,21 6,29 133
Бьёрн F1
Традиционная система защиты 4,60 2,11 6,17 159
Биологическая система защиты 4,82 2,18 6,26 136
Артист F1
Традиционная система защиты 4,45 2,06 6,16 159
Биологическая система защиты 4,63 2,13 6,24 135

Содержание витамина С в плодах овощных культур, возделываемых во внесезонное время в условиях защищенного грунта, имеет особое значение для населения. Из рассматриваемых нами гибридов наибольшее содержание витамина С в плодах вне зависимости от системы защиты отмечалось у гибрида СВ 4097 F1. Из анализируемых систем защиты растений на всех гибридах наибольшая концентрация витамина С отмечалась при использовании биологической системы защиты, показатель которой был выше результата традиционной системы по опыту на 0,08-0,10 мг %.

Ввиду того, что плоды огурца употребляются в свежем виде, большое значение имеет содержание нитратов в произведенной продукции. Количество в продукции опытных растений было в пределах допустимой концентрации. Из рассматриваемых гибридов наиболее низкое содержание нитратов в плодах по соответствующим системам защиты отмечалось у гибрида СВ 4097 F1. В плодах остальных гибридов содержание нитратов в плодах находилось примерно на одном уроне. Из анализируемых систем защиты растений наименьшее содержание нитратов в плодах отмечалось на фоне применения биологической системы защиты растений, показатель которой был ниже по сравнению с вариантами с традиционной системой защиты по опыту на 21-24 мг/кг.

Таким образом, проанализировав полученные результаты, можно сделать вывод, что по всем анализируемым параметрам биохимического состава плодов вне зависимости от систем защиты растений лучшие показатели наблюдались у гибрида СВ 4097 F1. Из анализируемых систем защиты растений по всем рассматриваемым гибридам огурца наилучшие результаты отмечались на фоне биологической системе защиты. Применение биопрепаратов и биологических агентов способствовало большему накоплению сухого вещества и сахара в плодах всех гибридов, превышая показатели традиционной системы защиты на 0,18-0,22 и 0,04-0,07 % соответственно. На вариантах с биологической системой защиты растений отмечалось наибольшее содержание витамина С в плодах, превышая показатели традиционной системы по опыту на 0,08-0,10 мг %. Содержание нитратов в плодах всех рассматриваемых в опыте вариантов было ниже предельно допустимых показателей для тепличных огурцов. На всех гибридах наименьшее накопление нитратов в плодах отмечалось на фоне биологической системы защиты растений.

2.3 Рекомендации по применению биологических мер защиты огурца и томата от вредителей и болезней в условиях защищенного грунта

Для повышения экологичности производства овощной продукции в условиях защищенного грунта рекомендуется применять биологический метод защиты растений от вредителей и болезней. Для снижения развития вредителей и болезней в теплицах необходимо соблюдать профилактические, карантинные, организационно-хозяйственные и агротехнические мероприятия.

Профилактические мероприятия:

  1. Тщательная уборка теплицы от старой культуры: вывоз всех растительных остатков, старого шпагата, очистка шпалеры.
  2. Обеззараживание конструкций, оборудования: Вироцид – нанесение влажным способом 1-% раствор, с помощью генераторов горячего тумана – 25-%-й раствор, срок ожидания – 7-15 дней.
  3. Мойка кровли, конструкций, оборудования,инвентаря.
  4. Промывка систем капельного полива: 55-58-%-ная HNO3, перекись водорода 6-%-ная, СИД-2000 1-%-ный раствор.

Карантинные и организационно-хозяйственные мероприятия:

  1. Использовать на входе в теплицу дезинфицирующих матов, пропитанных Экоцидом.
  2. Закреплять за работником определённого участка, инвентаря, спецодежды.
  3. Не высаживать посторонние растения в теплице.
  4. Не допускать в теплицу посторонних людей.
  5. При входе на предприятие обязательно мыть руки.
  6. При удалении листа или боковых побегов при помощи ножа, нож необходимо дезинфицировать после каждого растения.
  7. Дезинфицировать многоразовую тару.
  8. Проводить обследования растений и учет болезней и вредителей.

Агротехнические мероприятия:

  1. Соблюдать благоприятных параметров микроклимата для роста и развития растений.
  2. Применять биологических методов защиты растений от вредителей и болезней (табл. 2.3.1)

Таблица 2.3.1 – Биологическиемеры защиты томата и огурца от вредителей и болезней

Наименование препарата Вредный объект Способ, сроки обработки, особенности применения Норма применения препарата
1 Фитоспорин-М против грибных и бактериальных болезней внекорневые и корневые обработки во время вегетации для профилактики и при появлении первых симптомов болезни 1,5-2,0 кг/га (расход рабочей жидкости 1000-3000 л/га)
2 Bacillus subtilis, штаммы (Гамаир, Алирин-Б) против грибных и бактериальных болезней внекорневые и корневые обработки во время вегетации для профилактики и при появлении первых симптомов болезни 0,15 кг/га (расход рабочей жидкости 1000-3000 л/га)
3 Pseudomonas aureofaciens, штамм (Псевдобактерин 2 Ж) против грибных болезней внекорневые и корневые обработки во время вегетации 10 л/га (расход рабочей жидкости 1000-3000 л/га)
Продолжение таблицы 2.3.1
4 Триходерма гриб-сапрофит отдела Ascomycota (биопрепарат
Orgamica F компании «Биононоватик»)
против грибных и бактериальных болезней внекорневые и корневые обработки во время вегетации 4,0 л/га (расход рабочей жидкости 600-1000 л/га)
5 Macrolophus caliginosus тепличная белокрылка, различные виды тлей, трипсы, паутинный клещ, минирующая муха колонизация хищника в теплице – при привентивном применении -0,25-1 особей/м2,

– при средней и высокой плотности распространенности вредителя – 4-6 особей/м2

6 Trichogramma brassicae совки, минирующая муха, томатная моль колонизация хищника в теплице 40-200 тыс. особей/га
7 Phytoseiulus persimilis (только для огурца) паутинный клещ колонизация хищника в теплице 0,5-1,0 млн. особей/га
8 Encarsia formosa тепличная белокрылка размещение карточек с нимфами в теплице – для сдерживания вредителя – 15-30 особей/м2,

– для профилактики – 5-10 особей/м2

9 Феромонные ловушки томатная моль, совки развешивание в теплице
10 Желтые клеевые ловушки тепличная белокрылка развешивание в теплице
11 Синие клеевые ловушки трипс развешивание в теплице

3. ВЫЯВЛЕНИЕ РЕАКЦИИ ОВОЩНЫХ КУЛЬТУР(ОГУРЦА И ТОМАТА) К ИСПОЛЬЗОВАНИЮ БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ В КАЧЕСТВЕ АНТИСТРЕССАНТОВ И ИММУНОМОДУЛЯТОРОВ

Повышение эффективности использования площадей теплиц путем увеличения урожайности овощных культур является актуальной задачей. Увеличение продуктивности культуры можно получить при оптимизации всех условий роста и развития растений.Одним из эффективных и малозатратных резервов по повышению урожайности овощных культур является применение биологически активных веществ, как в чистом виде в форме регуляторов роста, так и в составе удобрений; эти вещества, обладающие пролонгированным действием, обеспечивают комплексную технологию выращивания сельскохозяйственных культур, позволяя регулировать обмен веществ и предупреждать различные заболевания растений. Применение биологически активных веществ оздоровит экологическую обстановку на производстве, повысит выход и качество производимой продукции.

Для обеспечения адаптивности растений к неблагоприятным факторам в условиях защищённого грунта, усиления ростовых процессов используются биологически активные вещества, выполняющие множество функций. Биологически активные вещества, действуя на растения в низких концентрациях, экологически безопасны, позволяют оптимизировать прохождение процессов роста и развития растений, предотвратить потери урожая. К биологически активным веществам относятся аминокислоты, фитогормоны, витамины, метаболиты грибов и др.

Характерной особенностью действия биологически активных веществ является их полифункциональность, проявляющаяся в стимуляции роста и развития растений, повышении устойчивости к абиотическим факторам среды и ряду заболеваний. Антигрибковая, антибактериальная и противовирусная активность в сочетании с антистрессовым действием на растения этой группы веществ приводит к повышению продуктивности и качества продукции (Регуляторы роста …, 2005).

Биологически активные вещества оказывают влияние на протекание физиологических процессов и на работу гормональной системыв растении, которые взаимосвязаны между собой.Гормональная система – важнейший фактор регуляции и управления растений. Система гормональной регуляции определяет характер протекания таких важнейших физиологических процессов, как рост, образование новых органов, переход растений к цветению и формированию пола цветков, старение листьев, переход в состояние покоя и выход из него почек, клубней, луковиц.

Высокую эффективность в защищенном грунте имеет применение биологически активных веществ как в отдельности, так и в составе подкормок агрохимикатами, оказывающими ростостимулирующее и антистрессовое действие. Проведение подкормок ростостимулирующими препаратами оказывает пролонгированное влияние на поддержание растения в балансе: развитие корневой системы, сбалансированное соотношение вегетативной массы и общей нагрузки плодами.

3.1 Изучение влияния биологически активных веществ с ростостимулирующими свойствами на продуктивность огурца и томата в условиях защищенного грунта

В новых технологиях при выращивании овощных культур большое значение занимает регуляция роста и развития растений с помощью биологически активных веществ, которые экономически выгодны и не требуют больших затрат при их применении. К таким биологически активным веществамотносятся фитогормоны ауксины, гибберелины, цитокинины и др..

Фитогормоны – это вещества, образующиеся в процессеобмена веществ и необходимые в очень малых количествах длязапуска и регуляции физиологических и морфогенетическихпрограмм растений. Они являются природными регуляторамироста и развития растений. Эти вещества образуются в определённых тканях растений и транспортируются в другие органы иткани, оказывая на них влияние. Основные физиологическиепроцессы, такие как рост, развитие, формообразование и адаптация к факторам среды, запуск защитных реакций регулируютсяфитогормонами.

Фитогормоны оказывают выраженное ростостимулирующее действие на растения, влияют на деление и рост клеток растяжением, состояние покоя, созревание, старение, формированиеплода, устойчивость к стрессу, тропизмы, транспирацию; обеспечивают функциональную целостность растительного организма, закономерную последовательность фаз индивидуального развития и запуск иммунных процессов.

В настоящее время еще не представляется возможным предсказать ростовую активность новых химических соединений без их биологического испытания. По-видимому, сущность стимулирующего действия этих веществ состоит в неспецифическом воздействии их на обмен веществ, в результате изменения которого усиливаются физиологические функции организма, в том числе и процесс роста. Таким образом, стимуляция – это защитная реакция организма, связанная с усилением обмена веществ.

Огурец

Огурец – одна из самых популярных овощных культур в мире, является ведущей культурой в защищенном грунте. Высокая значимость этого продукта подтверждается стабильным спросом. Выращивание огурцов в защищенном грунте позволит сделать их потребление в свежем виде в течении года более длительным, чем многих других овощей (Ионова Л.П., Арсаланова Р.А., 2009).

Цель исследований – оценка эффективности применения биологически активных веществ с ростостимулирующими свойствами на продуктивность огурцав условиях защищенного грунта.

Методика исследований.

Исследования проводились в зимне-весенний оборот ИП Баранник Е.П. Изобильненского района Ставропольскогокрая, зимняя остекленная теплица находится в шестой световой зоны. Объекты исследований: огурец Артист F1, Киборг F1, биологически активные веществагетероауксин, гиббереллиновых кислот натриевые соли, кинетин.

Схема опыта:

  1. Контроль (фон);
  2. Фон + гетероауксин;
  3. Фон + гиббереллиновых кислот натриевые соли;
  4. Фон + кинетин.

Биологически активные вещества применяли в качестве внекорневых подкормок: гетероауксин (0,05 кг/га) – в фазе 2-х настоящих листьев, начало цветения, массовое плодоношение;гиббереллиновых кислот натриевые соли (0,03 кг/га) и кинетин (0,03 кг/га) –начало цветения, массовое плодоношение.

Методика проведения исследований и методы обработки полученных данных: площадь листьев методом высечек; длина междоузлий; число плодов на 1 растении; средняя масса плода; общий урожай в динамике его поступления по мере созревания плодов; сухое вещество в плодах методом высушивания; сахара в плодах поляриметрическим методом; нитраты в плодах с помощью нитратного ионоселективного датчика.

Результаты исследований.

В задачи исследований входило изучение влияния биологически активных веществ на рост и развитие растений огурца. Различия в темпах роста, а в дальнейшем и в плодоношении, нашли свое отражение в площади листьев, длине междоузлия, формировании плодов огурца.

При проведении исследований все условия роста и развития растений огурца были одинаковыми, за исключением гибрида иприменяемых по схеме опыта ростостимулирующих веществ в качестве подкормок. Замеры площади листьев проводились в середине вегетации растений.

Фитогормоны, в том числе применяемые в опыте гетероауксин, гиббереллиновых кислот натриевые солии кинетин, влияют на деление и рост клеток, формирование плода, устойчивость к стрессу, тропизмы, транспирацию; обеспечивают функциональную целостность растительного организма, закономерную последовательность фаз индивидуального развития и запуск иммунных процессов.

При использовании гетероауксина площадь листьев огурца в среднем по опыту была достоверно больше чем в контроле на 0,024 м2/растение. Гиббереллиновых кислот натриевые соли в среднем по опыту способствовали увеличению ассимиляционной поверхности растений огурца по отношению к контролю на 0,021 м2/растение. При применении кинетина была получена наибольшая площадь листьев огурца в опыте – 1,192м2/растение, разница относительно контроля составила 0,03 м2/растение, использования гиббереллиновых кислот натриевых солейи гетероауксина – 0,009 и 0,006 м2/растение соответственно (таблица 3.1.1.1).

Таблица 3.1.1.1 – Влияниебиологически активных веществ на площадь листьев огурца, м2/растение

Вариант, А Гибрид, В А,

НСР0,05 = 0,016

Артист F1 Киборг F1
Контроль (фон) 1,129 1,194 1,162
Фон + гетероауксин 1,152 1,220 1,186
Фон + гиббереллиновых кислот натриевые соли 1,149 1,217 1,183
Фон + кинетин 1,159 1,224 1,192
В, НСР0,05 = 0,026 1,147 1,214 НСР0,05 = 0,042

Морфологические особенности культуры огурца обусловливают, что вся вегетативная масса растения работает на урожай. Поэтому хорошо развитый листовой аппарат при оптимальной длине междоузлия является важным биометрическим показателем. Рост главного побега в длину происходит за счет увеличения количества междоузлий и их длины. Применение ростостимулирующих веществ способствовало увеличению скорости деления и появления новых клеток, что в частности проявлялось в увеличении длины междоузлий.

При подкормке растений огурца биологически активными веществами наблюдалось увеличение длины междоузлий относительно контроля на 0,4-0,6 см. Наибольшая длина междоузлий огурца была получена при применении гетероауксина – 10,9 см в среднем по опыту. Длина междоузлий огурца Киборг F1 была в среднем больше чем у Артист F1 на 0,4 см (таблица 3.1.1.2).

Таблица 3.1.1.2 – Влияние биологически активных веществ на длину междоузлий огурца, см

Вариант, А Гибрид, В А,

НСР0,05 = 0,2

Артист F1 Киборг F1
Контроль (фон) 10,0 10,6 10,3
Фон + гетероауксин 10,7 11,0 10,9
Фон + гиббереллиновых кислот натриевые соли 10,5 10,9 10,7
Фон + кинетин 10,6 10,9 10,8
В, НСР0,05 = 0,2 10,5 10,9 НСР0,05 = 0,4

Плод огурца – ложная ягода с тремя, пятью семенными камерами. Разные сорта огурца имеют плоды различной формы, размера, опушенности, окраски, рисунка и других признаков. По длине зеленец бывает очень коротким – менее 5 см, коротким – 5-10 см, средним – 11-20 см, длин­ным – 21-30 см и очень длинным – более 30 см. Диаметр зеленца соста­вляет 2,5-6,0 см. По массе различают плоды очень мелкие (менее 50 г), мелкие (50-100 г), средние (100-200 г), крупные (200-400 г) и очень круп­ные (более 400 г). Плод в технической зрелости может быть темно-зеленый, зеленый или светло-зеленый, глянцевый или мато­вый, равномерно окрашенный или с рисунком в виде белых пятен и полос, встречаются белоплодные формы.

Поверхность огурца может иметь более или менее выраженные ребра, борозды и впадины. Различают три типа опушения плодов: простое – воло­ски располагаются непосредственно на поверхности; сложное –волоски имеют у основания пузыревидные вздутия и располагаются на бугорках; смешанное – волоски располагаются и на бугорках, и на поверхности плода. Причем существует тесная связь между типом опушения завязи и характером поверхности плода, развивающегося из этой завязи. Если опушение завязи простое или смешанное, зеленец имеет гладкую, мелкобугорчатую или частобугорчатую поверхность. Если опушение завязи сложное, то плод получается крупнобугорчатым. Бугорки различаются по сте­пени выраженности (слабая и силь­ная), размеру (мелкий, средний, круп­ный) и частоте расположения (редкое, среднее, частое). Окраска шипов у плода огурца, как и у завязи, может быть белой, бурой (коричневой) и черной.

Изучаемые в опыте гибриды огурца относятся к корнишонному типу, масса которых может варьировать в пределах 80-140 г. Плоды бугорчатые. В зависимости от схемы опыта на растениях формировалось различное количество плодов. Число плодов на одном растении учитывали за весь период плодоношения огурца.

В опыте количество сформированных плодов на одном растении у огурца Артист F1 оказалась в пределах 96,5-102,5шт., средняя масса плода – 105,0-113,9 г, у Киборг- 77,1-81,8 шт., 124,5-130,9 г соответственно. При применении ростостимуляторов плодообразование у огурца усиливалось: число плодов на одном растении было больше чем в контроле у Артист F1 на 2,0-6,0 шт., Киборг F1 – на 2,7-4,7 шт., средняя масса плода превышала контроль на 7,4-8,9 г (Артист F1) и 5,0-6,4 г (Киборг F1). Число сформированных плодов на одном растении у огурца Артист при обработке растений гиббереллиновыми кислотами натриевых солей было больше по сравнению с контролем на 2,0 шт. при превышении средней массы плода на 7,4 г. Применение гетероауксина способствовало увеличению количества плодов на одном растении Артист F1относительно контрольного варианта на 3,8 шт., средняя масса плода была больше на 8,9 г. Наибольшие показатели по учету формирования плодов огурца были получены в результате применения кинетина и число плодов на одном растении у Артист F1 было больше чем в контроле на 7,0 шт., средняя масса плода – на 8,3 г. Динамика изменения числа плодов на одном растении и средней массы плода относительно применения биологически активных веществ у огурца Киборг F1 была такая же как и у Артист F1. Больше всего плодов на одном растении (81,8 шт.) и самые крупные плоды (130,9г) у огурца КиборгF1 сформировалось при использовании кинетина, разница по сравнению с контролем была 4,7 шт. и 6,4 г соответственно (таблица3.1.1.3).

Таблица 3.1.1.3 – Влияние биологически активных веществ на формирование плодов огурца

Вариант Артист F1 Киборг F1
число плодов на 1 растении, шт. средняя масса плода, г число плодов на 1 растении, шт. средняя масса плода, г
Контроль (фон) 96,5 105,0 77,1 124,5
Фон + гетероауксин 100,3 113,9 80,5 130,4
Фон + гиббереллиновых кислот натриевые соли 98,5 112,4 79,8 129,5
Фон + кинетин 102,5 113,3 81,8 130,9
НСР0,05 1,2 0,7 1,0 0,8

Главный показатель продуктивности любой сельскохозяйственной культуры – это урожайность. Исследования проводили в зимне-весенний оборот. Общая урожайность изучаемых гибридов огурца за зимне-весенний оборот варьировала в пределах 23,8-28,2 кг/м2. При применении биологически активных веществ с ростостимулирующими свойствами урожайность огурца увеличивалась по сравнению с контролем на 6,7-10,2 %. Обработка растений гиббереллиновыми кислотаминатриевых солейспособствовала увеличению урожайности огурца относительно word image 1075 Формирование оптимальной агротехнологии производства огурца и томата методом малообъемной технологии с целью улучшения качества товарной продукции и повышения уровня самообеспечения региона контроля в среднем по опыту на 1,8 кг/м2, при использовании гетероауксина – на 2,3 кг/м2. Максимальная урожайность была получена при применении кинетина – 27,4 кг/м2 в среднем по опыту, разница относительно контроля была 2,7 кг/м2. Урожайность огурца Артист F1 была существенно больше чем у Киборг F1 в среднем на 1,6 кг/м2 (рисунок 3.1.1.1, приложение 4).

Рисунок3.1.1.1 – Влияние биологически активных веществ на урожайность огурца, кг/м2

При выборе сорта (гибрида) огурца для выращивания в защищенном грунте одним из основных критериев являются вкусовые и товарные качества плодов. Вкусовые качества любой сельскохозяйственной продукции определяет биохимический состав. В связи с чем в задачи наших исследований входило изучение биохимического состава плодов тепличного огурца в зависимости от гибрида.

Качество плодов огурца зависит как от биологических особенностей гибридов, так и от условий выращивания. Основными показателями товарного качества огурца являются размеры плодов, неповрежденность, лежкость, консистенция, вкус, содержание сухих веществ и биологически ценных питательных веществ. В огурце по сравнению с другими овощными культурами относительно мало питательных веществ – содержание воды в плодах до 95 % воды, поэтому их относятне к пищевым, а к вкусовым продуктам. Следует отметить, что по калорийности огурцы не уступают белокочанной капусте.

На содержание различных питательных веществ в плодах тепличного огурца влияют условия микроклимата, приход солнечной радиации, особенности используемого субстрата, уровень минерального питания и особенности выращиваемого гибрида. В лабораториях сертификации в продукции огурца определяют содержание сухого вещества, сахаров и нитратов.

В научных данных, приводится следующий химический состав плодов огурца: 95-96 % воды, 4-5 % сухого вещества, в том числе около 1 % белковых веществ, 2 % сахаров, 0,7 % клетчатки, 0,4 % золы, 0,1 % жира, кроме того, калий, фосфор, кальций, серу, натрий, магний, кремний, железо, хлор; йода в огурцах больше, чем в луке, картофеле и других овощах. В 100 г сырого вещества содержатся аскорбиновой кислоты 10-20 мг %, провитамина А (каротин) – 0,8-0,2 мг%. Также, в плодах имеется витамин В1 (тиамин), В2 (рибофлавин), биотин, фолиевая, пантотеновая и ряд других органических кислот, эфирные масла, придающие плодам приятный вкус. В 100 г плодов огурца содержатся незаменимые аминокислоты: валин 27 мг, лейцин 30 мг, изолейцин 21 мг, метионин 6 мг, лизин 26 мг, треонин 21 мг и др.

В опыте анализ качественных показателей плодов огурца проводили в период массового плодоношения культуры. Органические соединения (синоним – сухое вещество) представляют собой разницу между валовым урожаем и содержанием воды в нем. Сухое вещество на 90-95 % представлено органическими соединениями в виде углеводов, жиров, белков, азотосодержащих небелковых соединений, ферментов и т. д.; и на 5-10 % – минеральными солями (Агеев В.В., 1996). Изучаемые ростостимулирующие вещества способствовали увеличению содержания сухого вещества в плодах огурца.

При применении гетероауксина и гибберелиновой кислоты содержание сухого вещества в плодах огурца Артист F1 и Киборг F1 было больше чем в контроле на 0,4-0,6 %. Наибольшее количество сухого вещества в плодах огурца было получено при обработке растений кинетином: у Артист F1 показатель был больше чем в контроле на 0,6 %, у Киборг F1 – на 0,7 % (таблица 3.1.1.4).

Таблица 3.1.1.4 –Влияниебиологически активных веществ на биохимический состав плодов огурца

Вариант Гибрид Сухое вещество, % Сахара, % Нитраты, мг/кг
Контроль(фон) Артист F1 4,7 2,14 225
Киборг F1 4,3 2,02 210
Фон + гетероауксин Артист F1 5,1 2,21 218
Киборг F1 4,6 2,10 201
Фон + гиббереллиновых кислот натриевые соли Артист F1 5,2 2,23 217
Киборг F1 4,7 2,12 198
Фон + кинетин Артист F1 5,3 2,25 212
Киборг F1 5,0 2,14 195

Сухое вещества огурца представлено сахарами, клетчаткой, азотистыми и безазотистыми веществами, витаминами, ферментами, ароматическими веществами, минеральными солями фосфора, кальция, железа и др. Исследованиями установлено, что в условиях защищенного грунта плоды огурца имеют несколько меньше сахаров, аскорбиновой кислоты, клетчатки, калия, кальция, фосфора и железа, чем плоды, выращенные в условиях открытого грунта.

Количество сахаров в изучаемых гибридах варьировало в пределах2,02-2,25 %. При применении биологически активных веществ содержание сахаров в плодах огурца увеличивалось относительно контрольного варианта на 0,07-0,12 %. Наибольшее содержание сахаров в плодах огурца накопилось при применении кинетина – 2,25 % (Артист F1), 2,14 (Киборг F1), разница по сравнению с контролем составила 0,11 и 0,12 % соответственно, по отношению к использованию гетероауксина и гиббереллиновых кислот натриевых солей– 0,02-0,04 %.

Важным качественным показателем тепличной продукции является содержание в ней нитратов. При увеличении ежедневной допустимой дозы поступления нитратов в организм человека происходит нарушение иммунобиологической и генеративной функции, углеводного и белкового обмена веществ в организме, что сопровождается понижением умственной и физической работоспособности. При длительном или обильном питании овощами с высоким содержанием нитратов могут возникнуть острые отравления. Наибольшую опасность для здоровья людей представляет восстановленная форма нитратов – нитриты. Нитраты восстанавливаются в нитриты как эндогенным путем в желудочно-кишечном тракте, так и экзогенным – во время хранения пищевых продуктов. Действие нитритов проявляется в блокировании процесса переноса кислорода кровью. Учитывая прямое и побочное негативное влияние нитратов на организм человека, во многих странах мира, в том числе и в нашей стране, разработаны предельно допустимые концентрации нитратов в воде и пищевых продуктах. Предельно допустимая норма для огурца открытого грунта 150 мг/кг, закрытого грунта – 400 мг/кг.

Причиной накопления нитратов могут быть не только нерациональное применение удобрений, но и сложившиеся условия внешней среды. Низкая интенсивность освещения и короткий световой день – причины повышения содержания нитратов в растениях, поскольку при этом замедляется биосинтез сложных органических азотсодержащих соединений. При низкой освещенности нитраты на формирование органического вещества не расходуются, а накапливаются в растениях в свободной форме. Путем создания дополнительной ночной подсветки растений перед уборкой урожая можно значительно снизить содержание нитратов в тепличной продукции. На накопление нитратов в продукции влияет протекание обменных процессов в растении, на что оказывает применение биологически активных веществ.

Лабораторными исследованиями установлено, что все полученные результаты по количеству нитратов в продукции огурца находились нижедопустимой нормы на 165-205 мг/кг. Наибольшее количество нитратов в плодах огурцабыло получено в контроле.При применении ростостимулирующих веществ за счет интенсификации азотного обмена в растении содержание нитратов в плодах было меньше чем в контроле на 7-15 мг/кг. Меньше всего нитратов было в варианте с применением кинетина.

Таким образом, применение биологически активных веществ с ростостимулирующими свойствами (гетероауксин, гиббереллиновых кислот натриевые соли, кинетин) обеспечило повышение продуктивности огурца: наблюдался прирост листовой поверхности на 0,024-0,03м2/растение, длины междоузлий – на 0,4-0,5 см, увеличение числа плодов на растении 2,0-6,0 шт., средней массы плода – на 5,0-8,9 г, общей урожайности – на 6,7-10,2 %. При применении биологически активных веществ в плодах огурца накапливалось больше сухого вещества и сахаров.

Томат

Томат – однаиз самых распространенных овощных культур в мире. Плоды томата богаты важными для здорового питания веществами: сахарами, витаминами, минеральными солями, пигментами – ликопиноми бета-каротином. Благодаря вкусовым качествам и высокой биологической ценности, плоды томата постоянно востребованы на рынке (Редичкина Т.А., 2012). Томат широко выращивается в условиях защищенного грунта. Применение ростостимуляторов является экологически безопасным приёмом повышения урожайности и качества продукции томата.

Цель исследований – оценка эффективности применения биологически активных веществ с ростостимулирующими свойствами на продуктивность томата в условиях защищенного грунта.

Методика исследований.

Исследования проводились в продленный оборот в условиях теплично-оранжерейного комплекса ФГБОУ ВО Ставропольского ГАУ. Томат выращивали малообъемным методом, в качестве субстрата использовали кокосовое волокно.

Объекты исследований: томат Мерлис F1, Максеза F1, биологически активные вещества гетероауксин, гиббереллиновых кислот натриевые соли, кинетин.

Схема опыта:

  1. Контроль (фон);
  2. Фон + гетероауксин;
  3. Фон + гиббереллиновых кислот натриевые соли;
  4. Фон + кинетин.

Биологически активные вещества применяли в качестве внекорневых подкормок: гетероауксин (0,05 кг/га) – в фазе 2-х настоящих листьев, фаза цветения 1-2-й кисти, массовое плодоношение, гиббереллиновых кислот натриевые соли (0,03 кг/га) и кинетин (0,03 кг/га) – фаза цветения 1-2-й кисти, массовое плодоношение.

Методика проведения исследований и методы обработки полученных данных:средний прирост растений за неделю; высота растений; количество листьев; средняя масса плода; содержание сухого вещества в плодах методом высушивания; содержание сахаров в плодах поляриметрическим методом; содержание витамина С в плодах огурца по Мурри; количество нитратов в плодах с помощью нитратного ионоселективного датчика; общий урожай в динамике его поступления по мере созревания плодов.

Результаты исследований.

В задачи исследований входило изучение влияния регуляторов роста с ростостимулирующими свойствами на формирование структуры урожая томата и качество продукции.

Нарастание листовой массы, прирост стебля растений, налив плодов томата в агротехнических опытах, особенно в условиях защищенного грунта, являются важными показателями, характеризующими изучаемые сорта (гибриды) или агротехнические приемы. Вступление растений томата в ту или иную фазу развития обусловлено происходящими в нем внутренними процессами. При этом растение предъявляет определенные требования к условиям внешней среды.

Период роста растений томата включает в себя разные стадии развития: укоренение проростков, вегетативный рост, цветение, развитие и созревание плодов. Все стадии различаются по потребностям к условиям выращивания и элементам питания. На стадии укоренения рассады необходимо сосредотачивать внимание на росте корневой системы и образовании первоначальных надземных органов растения. Вегетативный рост длится в течение первых 40-45 дней, после чего начинают развиваться плоды. После вегетативного периода наблюдается в течение четырех недель быстрый рост, когда растение цветет и формирует плоды. По истечении 70 дней вегетативный рост практически прекращается и не происходит накопление сухих веществ в стеблях и листьях.

Начало цветения и образования плодов зависит от сорта, условий окружающей среды, агротехнических приемов. Этот период начинается примерно через 20-40 дней после пересадки и длится на протяжении оставшейся части цикла роста растений. После цветения и завязывания плодов начинается развитие и рост плодов. В период развития плодов в них накапливается высокое количество сухого вещества. Плоды в среднем созревают через 50-80 дней после пересадки рассады. Уборка длится непрерывно и проводится по мере созревания плодов.

На формирование вегетативных и генеративных органов томата и «силу растения» в условиях защищенного грунта оказывают влияние микроклимат, все агротехнические приемы, а также биологический потенциал гибрида (сорта). Под понятием «сила растения» агрономы понимают способность культуры расти в стрессовых условиях. На этот показатель растений важное влияние оказывают влияние микроклимат и различные процессы, которые протекают в растении. При дисбалансе любого из факторов на растении это визуально проявляется.Основные процессы, определяющие «силу растения» томата: рост, фотосинтез, транспирация и транспорт ассимилянтов.

В опыте выращивали томат Мерлис F1 и МаксезаF1 индетерминантного типа роста. Томаты индетерминантного типа являются самыми высокими из всех других типов. Рост индетерминантных томатов неограничен и длина главного стебля может достигать 10 м и более. Томат этого типа роста формирует большое количество генеративных бутонов, их плоды созревают постепенно, и на одном кусте могут образовывать до 40-50 кистей. Индетерминантные томаты выращивают в защищенном грунте и характеризуются долгим развитием вегетативной части по сравнению с гибридами, которые имеют ограниченный рост.

Применяемые в опыте биологически активные вещества ростостимулирующего действияинтенсифицировали обменные процессы в растении, в результате средний прирост растений был выше по сравнению с контролем. Средний прирост за неделю при применении гиббереллиновых кислот натриевых солей в среднем по опыту был 16,7 см, что превышало контроль на 1,1 см. Проведение листовой подкормки растений гетероауксином способствовало существенному увеличению среднего прироста за неделю относительно контроля на 1,5 см. Наибольший прирост растений был получен при применении кинетина – 17,4 см в среднем по опыту, разница по сравнению с контролем составила 1,8 см, относительно обработок гетероауксином и гиббереллиновыми кислотами натриевых солей – на 0,3-0,7 см. У томата МерлисF1средний прирост за неделю был существенно больше чем у Максеза F1 на 0,4 см(таблица 3.1.2.1).

Таблица 3.1.2.1 – Влияние биологически активных веществ на средний прирост томата за неделю, см

Вариант, А Гибрид, В А,

НСР0,05 = 0,3

Мерлис F1 Максеза F1
Контроль (фон) 16,0 15,1 15,6
Фон + гетероауксин 17,2 17,0 17,1
Фон + гиббереллиновых кислот натриевые соли 16,9 16,5 16,7
Фон + кинетин 17,5 17,3 17,4
В, НСР0,05 = 0,3 16,9 16,5 НСР0,05 = 0,6

В зависимости от среднего прироста за неделю различалась и высота растений томата: динамика изменений относительно контроля была аналогична. Наименьшая высота растений была получена в контроле – 679,8 см в среднем по опыту. При применении биологически активных веществ высота растений томата существенно увеличивалась относительно контроля в среднем по опыту на 30,5-54,5 см (таблица 3.1.2.2).

Таблица 3.1.2.2 – Влияние биологически активных веществ на высоту растений томата, см

Вариант, А Гибрид, В А,

НСР0,05 = 15,5

Мерлис F1 Максеза F1
Контроль (фон) 688,2 671,3 679,8
Фон + гетероауксин 724,3 713,5 718,9
Фон + гиббереллиновых кислот натриевые соли 716,3 704,3 710,3
Фон + кинетин 739,4 729,2 734,3
В, НСР0,05 = 10,4 717,1 704,6 НСР0,05 = 25,9

Самые высокие растения были получены в результате проведения обработок кинетином – 734,3 см в среднем по опыту, разница по сравнению с контролем составила 54,5 см. Высота растений томата Мерлис F1 была больше по отношению к Максеза F1 на 12,5 см.

Урожайность культуры зависит от размера листового аппарата: количества листьев и их площади. В опыте определяли общее количество листьев, образовавшихся на одном растении за оборот. Высокая эффективность в этом отношении была отмечена при проведении корневых подкормок гетероауксином –21,6 шт.в среднем по опыту, разница относительно контроля и применения гетероауксина и гиббереллиновых кислотнатриевых солей составила 0,4-2,5 шт. В результате применения листовых подкормок гетероауксина и гиббереллиновых кислот натриевых солей количество листьев было выше, чем в контроле на 2,1 и 1,6 шт. соответственно. Количество листьев томата Мерлис F1 было больше чем у томата Максеза F1 на 0,5-0,8 шт. (таблица 3.1.2.3).

Таблица 3.1.2.3 – Влияние биологически активных веществ на количество листьев томата, шт.

Вариант, А Гибрид, В А,

НСР0,05 = 0,6

Мерлис F1 Максеза F1
Контроль (фон) 19,4 18,8 19,1
Фон + гетероауксин 21,5 20,9 21,2
Фон + гиббереллиновых кислот натриевые соли 21,1 20,3 20,7
Фон + кинетин 21,8 21,3 21,6
В, НСР0,05 = 0,8 21,0 20,3 НСР0,05 =1,4

Продуктивность томатного растения определяется числом сформировавшихся и созревших плодов и их массой и в большей степени зависит от средней массы плода, чем от числа плодов на растении. В зависимости от размера и формы плода томаты подразделяют на вишне-видные, или черри-томаты, круглые, или обыкновенные – наиболее популярные среди населения России, существуют также биф-томаты – крупные и очень крупные. Изучаемые гибриды Мерлис F1 и Максеза F1 относятся к группе крупноплодных томатов.Плоды у гибридов округлой формы, отличаются высокой плотностью, устойчивостью к растрескиванию(рисунок 3.1.2.1).

https://agromage.com/producer/deruiter/prod_ph/big/1374_1.jpg

Рисунок 3.1.2.1 – Кисти томатаМерлис F1 (ориг.)

При применении биологически активных веществ средняя масса плода томата увеличивалась по сравнению с контролем в среднем по опыту на 11,5-15,8 г. Обработка растений томата гиббереллиновыми кислотами натриевых солей способствовала увеличению средней массы плода относительно контроля в среднем по опыту на 11,5 г. При применении гетероауксина средняя масса плода томата в среднем по опыту была больше чем в контроле на 14,5 г. Наибольшая средняя масса плода была получена в результате использования кинетина – 180,9 г, что достоверно превышало контроль на 15,8 г. Средняя масса плода томата МаксезаF1 была существенно больше по сравнению с Мерлис F1 в среднем по опыту на 23,4 г (таблица3.1.2.4).

Таблица 3.1.2.4 – Влияние биологически активных веществ на среднюю массу плода томата, г

Вариант, А Гибрид, В А,

НСР0,05 = 5,6

Мерлис F1 Максеза F1
Контроль (фон) 154,4 175,7 165,1
Фон + гетероауксин 167,8 191,4 179,6
Фон + гиббереллиновых кислот натриевые соли 164,5 188,6 176,6
Фон + кинетин 168,5 193,2 180,9
В, НСР05 = 6,5 163,8 187,2 НСР0,05 =12,1

Одной из важнейших качественных показателей плодов является их биохимический состав. По основным биохимическим показателям можно судить о пригодности к длительному хранению и пищевой ценности изучаемых сортов.

Плоды томата относят к числу наиболее ценных овощных продуктов в питательном и вкусовом отношениях. Ценность плодов томатов как продукта питания определяется содержанием в них сахаров (1,5-6,0 %), органических кислот (0,4-0,6 %), минеральных солей (0,5-0,7 %), ароматических веществ (0,1-0,3 %) и витаминов С (30 мг %), В1 (0,08 мг %), В2 (0,05 мг %), РР (0,5 мг %), К, ликопина (витамина I), -каротина (провитамина А – 1,2 мг %) и др. Потребление 1-2 плодов практически полностью удовлетворяет суточную потребность человека в витаминах и минеральных веществах. По нормам человек должен потреблять в год 35 кг свежих томатов.

Содержание сухого вещества в плодах томата в опыте было в пределах – 7,42-8,03 %. В плодах томата при применении биологически активных веществ содержание сухого вещества было больше, чем в контроле на 0,013-0,19 %. Наибольшее количество сухого вещества накапливалось в плодах томата при обработке растений кинетином – 8,03 % (Мерлис F1) и 7,60 % (МаксезаF1), что достоверно превышало контрольный вариант на 0,19 и 0,18 % соответственно (таблица 3.1.2.5).

Таблица 3.1.2.5 – Влияние биологически активных веществ на биохимический состав плодов томата

Вариант Гибрид Сухое вещество, % Сахара, % Витамин С, мг % Нитраты, мг/кг
Контроль(фон) Мерлис F1 7,84 3,52 18,21 192
Максеза F1 7,42 3,39 18,03 176
Фон + гетероауксин Мерлис F1 8,01 3,70 18,31 180
Максеза F1 7,59 3,49 18,15 162
Фон + гиббереллиновых кислот натриевые соли Мерлис F1 7,97 3,66 18,29 181
Максеза F1 7,55 3,47 18,12 165
Фон + кинетин Мерлис F1 8,03 3,72 18,34 178
Максеза F1 7,60 3,50 18,19 161

Углеводы – основа питательной ценности растительной пищи. У многих овощных культур углеводы в большом количестве накапливаются в корнях, клубнях, семенах, плодах и используются затем в качестве запасных веществ. Крахмал, клетчатка, сахара, пектиновые вещества и другие углеводы составляют до 90 % сухого вещества овощных растений. Из углеводов в плодах томата представлены в основном сахара, количество которых в плодах изучаемых гибридов было в пределах 3,39-3,72 %. Содержание сахаров в плодах томата при использовании гетероауксина было больше, чем в контроле у Мерлис F1на 0,18 %, у томата МаксезаF1 – на 0,1 %. При применении гиббереллиновых кислот натриевых солей количество сахаров в плодах томата было больше по сравнению с контролем на 0,11-0,14 %. Больше всего сахаров накопилось в плодах томата при обработке растений кинетином – 3,72 % (Мерлис F1) и 3,50 %(МаксезаF1), разница относительно контроля составила 0,2 и 0,11 % соответственно.

Среди овощных культур томаты выделяются как наиболее ценный источник содержания аскорбиновой кислоты. Аскорбиновая кислота в плодах томата сильно изменяется в зависимости от генотипа сорта, условий выращивания, степени зрелости плодов и времени их уборки.

Содержание витамина С в плодах томата при применении биологически активных веществ с ростостимулирующими свойствами увеличивалось относительно контроля на 0,08-0,13 мг %. Наибольшее количество витамина С в плодах томата накопилось при применении кинетина у Мерлис F1 – 18,34 мг %, у МаксезаF1 – 18,15 мг %, разница по сравнению с контролем составила 0,13 и 0,12 мг %соответственно.

Предельно допустимая концентрация нитратов для томатов, выращенных в условиях защищенного грунта составляет 300 мг/кг. Результаты лабораторных анализов показали, что содержание нитратов в плодах томата в опыте было ниже ПДК на 108-139 мг/кг и различалось в зависимости от применяемых биологически активных веществ и гибрида. Применение биологически активных веществ усиливало протекание обменных процессов в растении, что способствовало активизации азотного обмена в растении и снижении количества нитратов в плодах томата. Содержание нитратов в плодах томата при применении ростостимуляторов было меньше чем в контроле на 9-24 мг/кг. Наименьшее количество нитратов в плодах томата было получено при применении кинетина – 178 мг/кг (Мерлис F1) и 161 мг/кг (МаксезаF1).

Наибольшее количество питательных веществ (сухое вещество, сахара, витамин С) в плодах томата накапливалось у гибрида Мерлис F1.

Урожайность – важнейший показатель, характеризующий хозяйственную ценность сорта (гибрида) любой сельскохозяйственной культуры. Для максимально высоких урожаев необходимо использовать высокопродуктивные сорта (гибриды) и росторегуляторы. В опыте урожайность томата изменялась в пределах 49,4-56,1 кг/м2. Применение ростостимуляторов активизировало протекание обменных процессов в растении, стимулировало рост вегетативных органов, накопление биохимических показателей в плодах томата, увеличивало среднюю массу word image 1076 Формирование оптимальной агротехнологии производства огурца и томата методом малообъемной технологии с целью улучшения качества товарной продукции и повышения уровня самообеспечения региона плода, в результате урожайность достоверно превышала значения контроля в среднем по опыту на 6,3-7,5 % (рисунок 3.1.2.2, приложение 5).

Рисунок 3.1.2.2 – Влияние биологически активных веществ на урожайность томата, кг/м2

Урожайность томата при применении гетероауксина была достоверно больше чем в контроле у томата Мерлис F1 на 4,1 кг/м2, МаксезаF1 – на 3,4 кг/м2, при использовании гиббереллиновых кислот натриевых солей показатель превышал контроль на 3,8 и 3,0 кг/м2 соответственно. Наибольшая урожайность была получена при выращивании томата с использованием кинетина – 53,9 кг/м2 у томата Мерлис F1 и 56,1 кг/м2 у МаксезаF1, разница относительно контроля, применения гетероауксина и гиббереллиновых кислот натриевых солей составила 0,7-4,5 кг/м2.

Таким образом, исследованиями установлено, что применение биологически активных веществ с ростостимулирующими свойствами (гетероауксин, гиббереллиновые кислоты натриевых солей, кинетин) активизировало ростовые процессы в растениях томата: увеличивались средний прирост за неделю на 1,1-1,8 см, высота растений – на 30,5-54,5 см, количество листьев – на 1,6-2,5 шт. Обработка томата ростостимулирующими веществами обеспечило прибавку урожайности на 6,3-7,5 % при нарастании средней массы плода на 11,5-15,8 г, улучшалось качество плодов.

3.2 Оценка влияния иммуномодуляторов на качество и количество урожая огурца и томата

В настоящее время в технологиях выращивания тепличных культур, как и других сельскохозяйственных культур, важную роль играет повышение экологической безопасности систем защиты растений от комплекса болезней без снижения их эффективности. Как известно, среди химических средств защиты имеется немало токсичных для человека веществ, оказывающих негативное влияние на агробиоценозы, что связано с загрязнением окружающей среды, накоплением остаточных количеств пестицидов в продукции, нарушением естественных механизмов саморегуляции агроэкосистем (Экстракты растений …, 2016).

Для повышения экологизации отрасли овощеводства защищенного грунта большое внимание уделяется усовершенствованию традиционных технологических процессов. Однако в связи с интенсификацией отрасли, использованием монокультуры, многие сорта и гибриды утрачивают устойчивость к болезням, в результате чего повышается восприимчивость овощных культур к неблагоприятным условиям окружающей среды, а это предполагает интенсивную защиту химическими средствами. Поэтому необходимо совершенствовать существующие технологии, включая в них использование регуляторов роста растений, состоящих из биологически активных веществ и способных вывести растения из состояния стресса, корректировать условия микроклимата, сдерживать развитие грибных и бактериальных заболеваний овощных культур и других негативных факторов

Препараты на основе биологически активных веществ способны одновременно стимулировать ростовые, физиологические процессы и развитие растений, способны увеличивать адаптационную способность к неблагоприятным факторам окружающей среды, повышать иммунитет растительного организма, проявляя противовирусное действие, антибактериальную и противогрибковую активность (Регуляторы роста …, 2005).

Большой интерес в овощеводстве защищенного грунта представляют биологически активные вещества, активирующие защитные свойства растений, способствующие повышению сопротивляемости растений к болезням и некоторым вредителям,и являются так называемыми индукторами иммунитета (иначе – иммуномодуляторы). Большинство иммуномодуляторов кроме защитных свойств, также стимулируют рост, развитие растений, то есть являются стимуляторами в широком смысле этого слова. Их рациональное применение позволяет существенно сократить использование традиционных химических средств защиты, что, несомненно, должно повышать экологическую чистоту и безопасность производимой продукции

Фитоиммунокоррекция является весьма перспективным приемом снижения вредоносности фитопатогенов. Стимулирование собственного иммунитета растений позволяет индуцировать у растений комплексную неспецифическую устойчивость ко многим болезням грибного, бактериального и вирусного происхождения и другим неблагоприятным факторам среды (засухе, температурному стрессу и др.) (Минин А.А., Карпова М.В., 2015).

Огурец

Для защиты огурца от болезней перспективно применение технологических приемов в направлении повышения защитныхреакций растения с помощью препаратов на основе индукторов болезнеустойчивости.

В современных системах защиты растений от болезней важную роль играют препараты не только фунгицидного действия,но и препараты защитно-стимулирующегодействия, активизирующие механизмы повышения болезнеустойчивости растений набиохимическом уровне. Они применяютсядля профилактики заболеваний томата, оказывают положительное влияние на энергиюпрорастания и всхожесть семян, стимулируют корнеобразование.

Цель исследований – оценка влияниябиологически активных веществ с иммуномодулирующими свойствами на продуктивность огурца в условиях защищенного грунта.

Методика исследований.

Исследования проводились в зимне-весенний оборот в зимней остекленной теплицеАО «Солнечный», которая находится в Изобильненском районе Ставропольского края и относится к шестой световой зоне. Объекты исследований: огурец Бьёрн F1, биологически активные вещества арахидоновая кислота, гидроксикоричные кислоты, тритерпеновые кислоты, салициловая кислота.

Схема опыта:

  1. Контроль (фон);
  2. Фон + арахидоновая кислота;
  3. Фон + гидроксикоричные кислоты;
  4. Фон + тритерпеновые кислоты;
  5. Фон + салициловая кислота.

Биологически активные вещества применяли в качестве внекорневых подкормок в фазе 2-х настоящих листьев и трехкратно каждые 14 дней: арахидоновая кислота (0,5 г/га), гидрокискоричные кислоты (0,02 л/га), тритерпеновые кислоты (0,05 л/га), салициловая кислота (0,05 кг/га).

Методика проведения исследований и методы обработки полученных данных: степень распространённости болезней (Гаврилов А.А., Шутко А.П., Марюхина А.Г., 2004); биологическая эффективность препарата; интенсивность дыхания растений;интенсивность фотосинтеза растений(Асалиев А.И., Беловолова А.А., 2006); общий урожай в динамике его поступления по мере созревания плодов; общий выход стандартной продукции за оборот.

Результаты исследований.

В посадках огурца в периодзимне-весеннего обора самыми распространенными болезнями были мучнистая роса и аскохитоз. Наибольшая распространенность среди болезней отмечалась у мучнистой росы: степень распространенности была больше чем аскохитоза на 1,5-7,5 %. Степень распространённости мучнистой росы в опыте была в пределах 3,7-7,5 %. Применение биологически активных веществ способствовало активизации иммунных механизмов в растениях, в результате степень распространенности мучнистой росы была меньше чем в контроле на 5,7-6,4 % (таблица 3.2.1.1).

Таблица 3.2.1.1– Влияниебиологически активных веществ на распространённость болезней в посадках огурца

Вариант Мучнистая роса Аскохитоз
% поврежден-ных растений биологическая эффектив-ность препарата, % % поврежден-ных растений биологическая эффектив-ность препарата, %
Контроль (фон) 18,9 11,4
Фон + арахидоновая кислота 12,5 33,8 8,4 26,3
Фон + гидроксикоричные

кислоты

13,2 30,3 8,9 21,8
Фон + тритерпеновые

кислоты

12,6 33,5 8,5 25,5
Фон + салициловая кислота 12,8 32,3 9,1 20,2
НСР0,05 0,4 0,4

Минимальная степень распространенности мучнистой росы была получена при использовании арахидоновой кислоты – 12,5 %, что оказалось не существенно меньше по сравнению с использованием тритерпеновых и салициловой кислот на 0,1 и 0,3 % соответственно, достоверно меньше чем в контролена 6,4 %, чем с применением гидроксикоричных кислот – на 0,7 %. Биологическая эффективность использования арахидоновой кислоты была наибольшая в опыте – 33,8 %, разница по сравнению с другими вариантами была 0,3-3,5 %.Биологическая эффективность применения тритерпеновых кислот была меньше относительно арахидоновой на 0,3 %, больше чем обработка гидроксикоричных и салициловой кислот на 5,5 и 1,5 % соответственно.

Степень распространённости аскохитоза в результате использования биологически активных веществ снижалась по сравнению с контролем на 2,3-3,0 %. Наименьшая степень распространенности аскохитоза была отмечена при использовании арахидоновой кислоты – 8,4 % при биологической эффективности ее использования –26,3 %, разница по сравнению с другими вариантами опыта составила 0,1-3,0 % и 0,8-6,1 % соответственно. Применение арахидоновой кислоты обеспечивает длительную системную устойчивость растительного организма к патогенам, молекулы этой кислоты и её метаболитов влияют на экспрессию генов, ответственных за иммунитет. Обработка растений АК приводит к повышенной экспрессии стресс-чувствительных генов (Воронина Л.П., Черкашина Н.Ф., Ильина И.И., 2013).

Степень распространенности аскохитоза при применении тритерпеновых кислот была не существенно больше по сравнению с арахидоновой кислоты на 0,1 %, относительно контроля, гидроксикоричных и салициловой кислоты на 0,4-2,9 %.Тритерпеновые кислоты способствуют повышению устойчивости растений к различным заболеваниям. При их воздействии на растения происходит повышение активности генов стрессоустойчивости, вследствие чегов растении образуются специфические вещества, функцией которых является организация связи между факторами внешней среды и активностью отдельных генов или их блоков.

Применение гидроксикоричных и салициловой кислоты в отношении влияния на распространенность болезней было менее эффективно по сравнению сарахидоновой и тритерпеновой кислотами. Степень распространенности аскохитоза при применении гидроксикоричных и салициловой кислоты было меньше чем в контроле на 2,5 и 2,3 % соответственно. Биологическая эффективность применения этих иммуномодуляторов составила была 21,8 и 20,2 %.

Иммуномодуляторы также имели ростостимулирующую функцию для растений, в свази с чем были проведены исследования по влиянию биологически активных веществ на процессы метаболизма: интенсивности дыхания и интенсивности фотосинтеза растений огурца.

Дыхание присуще всем живым организмам. Оно представляет собой окислительный распад органических веществ, синтезированных в процессе фотосинтеза, протекает с потреблением кислорода и выделением диоксида углерода. Окислительные превращения дыхательного субстрата занимают важное место в процессах биосинтеза не только белков, жиров и углеводов, но и регуляторов процессов обмена – ферментов и коферментов, веществ вторичного происхождения и гормонов (Физиология растений, 2007).

Применение биологически активных веществ способствовало повышению интенсивности дыхания относительно контроля на 0,02-0,05 мг СО2/час/100 г.Если сравнивать обработки биологически активными веществами между собой, то можно отметить, что лучший показатель интенсивности дыхания отмеченв варианте, где использовалисьгидроксикоричные кислоты – 1,24 мг СО2/час/100 г, значение при этом было не существенно больше чем при использовании тритерпеновых кислот на 0,2 мг СО2/час/100 г.Гидроксикоричные кислоты, а также их транс- и цис-изомеры, входящие в состав фенольных соединений, являются природными антиоксидантами, оказывают бактериостатическое действие, проявляют противовоспалительные, антимикозные, радиопротекторные, противовирусные свойства, а также, оказывают стимулирующее действие на рост и продуктивность растения(таблица 3.2.1.2).

Таблица 3.2.1.2 – Влияние биологически активных веществ на физиологические процессы огурца

Вариант Интенсивность дыхания, мг СО2/час/100 г Интенсивность фотосинтеза, мг СО22/час
Контроль (фон) 1,19 0,38
Фон + арахидоновая кислота 1,22 0,41
Фон + гидроксикоричные

Кислоты

1,24 0,43
Фон + тритерпеновые

Кислоты

1,23 0,43
Фон + салициловая кислота 1,21 0,42
НСР0,05 0,01 0,01

Процесс дыхания напрямую связан с интенсивностью фотосинтеза, так как именно в результате фотохимических реакций создаются условия для синтеза углеводов и других биологически активных веществ. Интенсивность ассимиляции углекислого газа в ходе вегетации растений возможно изменить с помощью различных агротехнических приемов, причем наиболее мощным рычагом регулирования фотосинтеза могут считаться удобрения и биологически активные вещества.

В результате применения биологически активных веществ интенсивностьфотосинтеза растений огурца существенно увеличивалась по сравнению с контролем на 0,03-0,05 мг СО22/час. Максимальная интенсивность фотосинтеза была отмечена при обработке растений огурцагидроксикоричными итритерпеновыми кислотами – 0,43 мг СО2/час/100 г.

Биологически активные вещества в опыте стимулировали рост и развитие растений огурца, что отразилось в увеличении урожайности культуры. Урожайность в опыте была в пределах 26,7-28,9 кг/м2. При применении иммуномодуляторов урожайность увеличивалась по сравнению с контролем на 6,0-8,2 %. Наибольшая урожайность огурца была получена в результате обработки растений гидроксикоричными кислотами – 28,9 кг/м2, разница относительно других вариантов опыта составила 0,3-1,2 кг/м2 (таблица 3.2.1.3).

Таблица 3.2.1.3 – Влияниеудобрений на урожайность огурца, кг/м2

Вариант Среднее +/- к контролю
Контроль (фон) 26,7
Фон + арахидоновая кислота 28,4 0,7
Фон + гидроксикоричные

кислоты

28,9 1,2
Фон + тритерпеновые

кислоты

28,6 0,9
Фон + салициловая кислота 28,3 0,6
НСР0,05 0,4

Иммуномодуляторы имели свойства также антистрессантов, что подтверждает увеличение выхода стандартной продукции огурца относительно контроля. Выход стандартной продукции может быть причиной реакцией растений на различные стрессоры и естественного старения растений. Применение биологически активных веществ способствовало увеличению количества стандартной продукции по сравнению с контрольным вариантом на 5,5-6,3 %(таблица3.2.1.4).

Таблица 3.2.1.4– Влияниеудобрений на выход стандартной продукции огурца, %

Вариант Среднее +/- к контролю
Контроль (фон) 86,2
Фон + арахидоновая кислота 91,8 5,6
Фон + гидроксикоричные

Кислоты

92,5 6,3
Фон + тритерпеновые

Кислоты

92,0 5,8
Фон + салициловая кислота 91,7 5,5
НСР0,05 0,5

Наибольший выход стандартной продукции был отмечен при использовании гидроксикоричных кислот – 92,5 %.

Таким образом, применение в технологии выращивания огурца биологически активных веществ со свойствами иммуномодуляторов (арахидоновая кислота, гидроксикоричные кислоты, тритерпеновые кислоты, салициловая кислота) активизировало защитные свойства растений против патогенов, что отразилось в снижении степени распространённости мучнистой росы и аскохитоза на 2,3-6,4 % при биологической эффективности веществ 20,2-33,8 %. Обработка огурца иммуномодуляторами способствовало увеличению интенсивности дыхания растений на 0,02-0,05 мг СО2/час/100 г, интенсивности фотосинтеза – на 0,03-0,05 мг СО22/час, получению прибавки урожайности и выхода стандартной продукции – на 6,0-8,2 % и 5,5-6,3 % соответственно. Наличие адаптогенного и защитного эффектав биологически активных веществах может служить одним из элементов технологии выращивания при разработке перспективных экологически безопасных способов биологической защиты тепличных культур и снижения стрессовой нагрузки на растения при формировании высоких урожаев с хорошим качеством продукции.

Томат

Томаты – одна из наиболее широко распространенных овощных культур в мире, что объясняется ее высокой урожайностью, многообразием использования, высокой биологической ценностью и высокими вкусовыми качествами плодов.

Цель исследований – изучение влияниябиологически активных веществ с иммуномодулирующими свойствами на продуктивность томата в условиях защищенного грунта.

Методика исследований.

Исследования проводились в продленный оборот в теплично-оранжерейном комплексе ФГБОУ ВО Ставропольского ГАУ. Томат выращивали малообъемным методом, в качестве субстрата использовали кокосовое волокно. Объекты исследований: томат Мерлис F1, биологически активные вещества арахидоновая кислота, гидроксикоричные кислоты,тритерпеновые кислоты,салициловая кислота.

Схема опыта:

  1. Контроль (фон);
  2. Фон + арахидоновая кислота;
  3. Фон + гидроксикоричные кислоты;
  4. Фон + тритерпеновые кислоты;
  5. Фон + салициловая кислота.

Биологически активные вещества применяли в качестве внекорневых подкормок в фазе 4-6 настоящих листьев и трехкратно каждые 14 дней: арахидоновая кислота (0,5 г/га), гидрокискоричные кислоты (0,02 л/га), тритерпеновые кислоты(0,05 л/га, салициловая кислота (0,05 кг/га).

Методика проведения исследований и методы обработки полученных данных: степень распространённости болезней (Гаврилов А.А., Шутко А.П., Марюхина А.Г., 2004); биологическая эффективность препарата; интенсивность фотосинтеза растений(Асалиев А.И., Беловолова А.А., 2006); общий урожай в динамике его поступления по мере созревания плодов; товарность плодов.

Результаты исследований.

Применение биологически активных веществ повышало иммунную систему растений томата, что отразилось в данных опыта по снижению степени распространенности болезней. В опыте были распространены 2 основные болезни: мучнистая роса и фитофтороз. Симптомы мучнистой росы на растениях томата Мерлис F1 были отмечены в период цветения и плодообразования. Развитию болезней способствовала высокая влажность воздуха в теплице.

После обработки растений препаратами проводились учеты по распространенности болезней и определялась биологическая эффективность используемых биологически активных веществ. Применение иммуномодуляторов способствовало снижению распространенности болезней в посадках томата. Проведенные учеты распространённости болезней показали, что после применения иммуномодуляторов количество поврежденных растений мучнистой росой снизилось относительно контроля на 8,7-9,4 %, при изучении фитофтороза разница составила 7,0-7,6 %.

В контроле количество поврежденных мучнистой росой растений оказалось 16,8 %, фитофторозом – 13,2 %. При применении гидроксикоричных кислот степень распространенности мучнистой росы была меньше чем в контроле на 4,4 %, фитофтороза – на 5,1 %. Использование салициловой кислоты способствовало снижению степени распространенности мучнистой росы на 5,3 %, фитофтороза – на 4,7 %. Разница в степени распространенности мучнистой росы и фитофтороза у томата между вариантами опыта с применением биологически активных веществ была не существенная.

Наилучший показатель минимального количества больных растений мучнистой росой (10,8 %) был отмечен на варианте с применением арахидоновой кислоты, которая усиливает иммунитет растений, их естественную способность сопротивляться болезням: разница относительно контроля составила 6,0 %. При определении степени распространенности фитофтороза у томата самое низкое значение было получено при использовании арахидоновой и тритерпеновых кислот – 8,1 %, что было меньше чем в контроле на 5,1 %.

В опыте определяли биологическую эффективность иммуномодуляторов в борьбе с болезнями томата путем сопоставления процента пораженных растений на обработанном участке и в контроле. Наименьшая биологическая эффективность иммуномодуляторов была получена при наибольшем значении степени распространенности болезней среди вариантов с их использованием, и наоборот, наибольшая биологическая эффективность препаратов – принаименьшем значении степени распространенности болезней (таблица 3.2.2.1).

Таблица 3.2.2.1 – Влияние биологически активных веществ на распространённость болезней в посадках томата

Вариант Мучнистая роса Фитофтороз
% поврежден-ных растений биологическая эффектив-ность препарата, % % поврежден-ных растений биологическая эффектив-ность препарата, %
Контроль (фон) 16,8 13,2
Фон + арахидоновая кислота 10,8 35,8 8,1 38,5
Фон + гидроксикоричные

кислоты

11,2 33,4 8,3 37,4
Фон + тритерпеновые

кислоты

10,9 35,2 8,1 38,5
Фон + салициловая кислота 11,5 31,6 8,5 35,7
НСР0,05 0,7 0,6

Биологическая эффективность применения иммуномодуляторов против распространенности мучнистой росы в посадках томата была в пределах 31,6-35,8 %, фитофтороза – 35,7-38,5 %. В варианте опыта с арахидоновой кислотой биологическая эффективность от ее использования была максимальная при определении степени распространённости мучнистой росы –35,8 %, разница по сравнению с другими иммуномодуляторами составила 0,6-4,2 %.Биологическая эффективность применения арахидоновой и тритерпеновых кислот в степени распространенности фитофтороза была наибольшая в опыте – 38,5 %, что превышало значения относительно использования гидроксикоричных и салициловой кислот на 1,5 и 2,8 % соответственно.

В результате применение биологически активных веществ позволило повысить сопротивляемость растений к мучнистой росе и фитофторозу, что сопровождалось снижением процента поврежденных растений.

Во многом развитие заболеваний провоцируется неблагоприятными (стрессовыми) условиями среды роста и развития растений. В опыте основным лимитирующим фактором микроклимата, который отрицательно сказывался на выращивании томата и его продуктивности, является недостаточный приход солнечной радиации. Таким образом, растения томата в определенные периоды вегетации могут находится в стрессовых условиях, что отрицательно сказывается на их устойчивости к заболеваниям, урожайности и качестве продукции. В связи с этим, было изучено влияние иммуномодуляторов на фотосинтетическую активность растений томата. Установлено, что применяемые биологически активные вещества являются также адаптогенами.

Фотосинтетическая активность растений зависит от влияния различных стрессов. Соответственно, повышая стрессоустойчивость растений томата в условиях защищенного грунта, помогая растениям более экономно расходовать влагу, биологически активные вещества способствовали лучшему использованию световой энергии растениями, повышая интенсивность фотосинтеза томата. При применении биологически активных веществ в качестве иммуномодуляторов в технологии выращивании томата интенсивность фотосинтеза растений увеличивалась, что говорит также об их антистрессовых и ростостимулирующих свойствах (таблица 3.2.2.2).

Таблица 3.2.2.2 – Влияние биологически активных веществ на интенсивность фотосинтеза растений томата, мг СО2/дм2ч

Вариант Среднее +/- к контролю
Контроль (фон) 27,6
Фон + арахидоновая кислота 29,5 1,9
Фон + гидроксикоричные

кислоты

29,7 2,1
Фон + тритерпеновые

кислоты

29,2 1,6
Фон + салициловая кислота 29,3 1,7
НСР0,05 0,2

Обработка растений томата тритерпеновыми кислотами способствовала приросту интенсивности фотосинтеза по сравнению с контролем на 1,6 мг СО2/дм2ч. При применении салициловой кислоты интенсивность фотосинтеза томата существенно увеличивалась относительно контроля на 1,7 мг СО2/дм2ч. При использовании арахидоновой кислотыинтенсивность фотосинтеза была достоверно больше чем в контроле на 1,9 мг СО2/дм2ч. Наибольшее значение интенсивности фотосинтеза наблюдалось при применении гидроксикоричных кислот – 29,7 мг СО2/дм2ч, существенная разница по сравнению с контролем, использованиятритерпеновых и салициловой кислоты составила 0,2-2,1 мг СО2/дм2ч. Интенсивностьфотосинтеза в варианте опыта с применением гидроксикоричных кислот была не существенно больше по сравнению с обработкой растений арахидоновой кислотой на 0,2 мг СО2/дм2ч.

В результате применения биологически активных веществ со свойствами иммуномодуляторов интенсифицировались процессы метаболизма в растениях томата, снижалась степень распространенности болезней (мучнистая роса, фитофтороз) и в конечном итоге увеличивалась урожайность и товарность плодов.

В опыте с применение иммуномодуляторов урожайность томата была в пределах 50,1-53,4 кг/м2. При применении иммуномодуляторов показатель был выше чем в контроле на 4,8-6,6 % (таблица 3.2.2.3).

Таблица 3.2.2.3 – Влияние биологически активных веществ на продуктивность томата

Вариант Урожайность,кг/м2 Товарность плодов, %
Контроль (фон) 50,1 92,4
Фон + арахидоновая кислота 52,8 95,8
Фон + гидроксикоричные

кислоты

53,4 97,1
Фон + тритерпеновые

кислоты

52,6 95,6
Фон + салициловая кислота 52,5 95,4
НСР0,05 0,3 0,3

Обработка растений томата арахидоновой кислотой способствовала увеличению урожайности относительно контроля на 2,7 кг/м2. Арахидоновая кислота – вещество природного происхождения, которое активно участвует в регуляции функционирования клеточных мембран и играющее важную роль в обменных процессах. Исследования подтверждают, что арахидоновая кислота и ее производные – это не только эффективные индукторы системной неспецифической устойчивости растений к различного рода деструктивным воздействиям (грибковым, бактериальным и вирусным патогенам, водному и температурному стрессу, механическим повреждениям), но и обладают явно выраженным ростостимулирующим действием (Исследования роста …, 2013). Спектр действия арахидоновой кислоты на молекулярном уровне объясняется тем, что данный элиситор и его метаболиты оказывают влияние на процессы экспрессии не только генов защиты, но и генов, осуществляющих контроль за ростовыми факторами, факторами дифференцировки и развития (Бабенко О.Н., Базанова А.С., 2017).

В результате применения тритерпеновых кислот урожайность томата была больше по сравнению с контролем на 2,5 кг/м2. Тритерпеновые кислоты проявляют полифункциональное действие на растения, они являются индукторами иммунитета, защищают растения от стрессовых воздействий среды, ускоряют рост и развитие надземной части и корневой системы, увеличивают продуктивность растений, качество плодов и семян. Под воздействием тритерпенов гены стрессоустойчивости инициируют синтез веществ, функцией которых является организация связи между факторами внешней среды и действием отдельных генов или их блоков. Повышение иммунитета растения к заболеваниям связано с постоянной экспрессией генов устойчивости. Индуцированная устойчивость коррелирует с накоплением в тканях м-РНК.

При применении салициловой кислоты урожайность томата была больше чем в контроле на 2,4 кг/м2. Салициловая кислота выполняет в растении двойную функцию: роль элиситора, обеспечивая запуск защитных реакций, ифитогормона.

Максимальная урожайность в опыте по изучению влияния иммуномодуляторов на растения томата была получена при использовании гидроксикоричных кислот – 53,4 кг/м2, разница по сравнению с контролем составила 3,3 кг/м2.

Рострегулирующий эффект гидроксикоричных кислот связан с активизацией фитогормонов и защитой индолилуксусной кислоты через механизм ингибирования активности ауксиноксидазы, а также с антибактериальным и фунгипротекторным действием, стимуляцией иммунитета растений. Положительное влияние гидроксикоричных кислот на различные звенья клеточного метаболизма связано с антиоксидантным действием за счет активирования ряда антиокислительных ферментов, таких как каталаза и супероксиддисмутаза. Это приводит к тому, что в стрессовых условиях препараты на основе гидроксикоричных кислот способствуют восполнению недостающих биологически активных соединений иммуномодулирующего и адаптогенного характера, усиливая адаптационный потенциал клеток (Резвякова С.В., Гурин А.Г., 2019).

Важную роль в защищенном грунте имеет получение продукции высокой товарности. Динамика изменения количества товарных плодов в зависимости от схемы опыта была аналогична данным по урожайности томата. При применении биологически активных веществ товарность плодов томата увеличивалась относительно контроля на 3,0-4,7 %. Наибольшая товарность плодов была получена при обработке растений томата гидроксикоричными кислотами – 97,1 %, разница относительно контроля и применения других иммуномодуляторов составила 1,3-4,7 %.

Таким образом, обработка томата биологически активными веществами со свойствами иммуномодуляторов (арахидоновая кислота, гидроксикоричные кислоты, тритерпеновыекислоты, салициловая кислота) способствовала повышению собственного иммунитета растений, в результате степень распространенности болезней томата (мучнистая роса, фитофтороз) снижалась относительно контроля на 4,7-6,0 % при биологической эффективности веществ 31,6-38,5 %. Активизация иммунных свойств растений позволяет снизить применение средств защиты растений от болезней. Использование иммуномодуляторов обеспечило повышение интенсивности фотосинтеза томата по сравнению с контролем на 1,6-2,1 мг СО2/дм2ч, урожайности – на 4,8-6,6 %, товарности плодов – на 3,0-4,7 %.

3.3.Влияние антистрессантов на продуктивность овощных культур (огурец, томат) в условиях защищенного грунта

Стресс для растений – это резкое изменение условий окружающей среды. Повышение устойчивости растений к абиотическому стрессу является одной из актуальных долгосрочных задач сельскохозяйственной биотехнологии.

Засуха, засоление почвы, низкие температуры, повышенный уровень радиации, загрязнение почвы солями тяжелых металлов, чрезмерно интенсивное освещение и высокая температура вызывают у растений осмотический стресс. В ответ на осмотический стресс растения накапливают низкомолекулярные органические метаболиты, получившие название осмопротектантов, или совместимых осмолитов. К числу таких соединений относят некоторые аминокислоты, сахароспирты, бетаины, встречающиеся как у растений и животных, так и у микроорганизмов. Их накопление не является токсичным для клетки, потому что эти молекулы не нарушают структуру молекул белков, и это позволяет модулировать осмотический потенциал цитоплазмы в безопасном режиме. Осмолиты могут быть как конечными продуктами метаболических путей, так и их интермедиатами.

Способы повышения стрессоустойчивости у растений долгое время изучались с точки зрения физиологии. Накопленные к настоящему времени физиологические данные успешно используются в задачах по повышению уровня отдельных метаболитов с помощью методов современной генной инженерии. Известно, что большинство признаков стрессоустойчивости контролируется множеством генов (генными сетями – сложными иерархически организованными системами взаимодействующих генов) и эффективность повышения стрессоустойчивости традиционными методами селекции ограничена. Так как некоторые виды растений имеют очень низкие уровни осмопротектантов или не имеют их совсем, модификация путей их биосинтеза с помощью трансгенеза является одним из возможных путей повышения стрессоустойчивости. Современные методы генной инженерии и доступных генов позволяют использовать не только собственные гены растений, но и гены других организмов для повышения уровня целевого метаболита у растений, что качественно увеличивает имеющиеся в распоряжении биотехнологии растений возможности

Повышение эффективности использования площадей теплиц путем увеличения урожайности овощных культур является актуальной задачей. Одной из причин недобора урожая тепличных культур является наличие различных стрессовых факторов: резкие перепады температуры, недостаток освещенности, влияние патогенов и др.

Стресс является реакцией растений на влияние неблагоприятных факторов, которая проявляется в замедлении процессов метаболизма, затратами энергии на преодоление негативных факторов внешней среды в ущерб формированию урожая. Для обеспечения адаптивности растений к неблагоприятным факторам в условиях защищённого грунта используются биологически активные вещества, выполняющие множество функций, в том числе антистрессантов. Биологически активные вещества, действуя на растения в низких концентрациях, экологически безопасны, позволяют оптимизировать прохождение процессов роста и развития растений, предотвратить потери урожая. К биологически активным веществам относятся аминокислоты.

Основной принцип действия антистрессантов заключается в том, что специально подобранные органические биологически активные вещества запускают, поддерживают и стимулируют физиологические процессы растительного организма, улучшают усвоение питательных элементов и в кратчайшие сроки восстанавливают рост и развитие растений.

Антистрессовые свойства имеют некоторые аминокислоты (глутаминовая, аспарагиновая, триптофан, глицин), что связано с их разнообразной ролью в метаболизме клеток растений. В научных работах исследователей показано, что в свободной форме они участвуют в неспецифических механизмах устойчивости растений и адаптации к стрессорам, принимают участие в регуляции водного и азотного обмена, являются предшественниками фитогормонов и других биологически активных веществ, обладают антиоксидантными и другими свойствами.

Огурец

Огурец в России является лидером по площадям производства и валовому сбору среди тепличных овощей, на его долю приходится около 65 % всей продукции. Огурец выращивается в теплицах во все обороты: зимне-весенний, весенне-летний, летне-осенний. Плоды огурца высоко ценятся с биохимической точки зрения, характеризуются высокими вкусовыми свойствами, в связи с чем имеют стабильный спрос среди населения. Для повышения продуктивности огурца в стрессовых условиях эффективно применять биологически активные вещества с антистрессовыми свойствами, которые обеспечивают сбалансированное протекание физиологических процессов в растении, интенсифицируют потребление элементов питанияи предотвращают потери урожая.

Цель исследований – оценка влияния биологически активных веществ с антистрессовыми свойствами на продуктивность огурца.

Методика исследований.

Исследования проводились в зимне-весенний оборот в зимней остекленной теплице ИП Баранник Е.П. Изобильненского района Ставропольского края. Изобильненский район относится к шестой световой зоны. Огурец в теплице выращивали методом малообъёмной технологии, в качестве субстрата использовали минеральную вату. Условия роста и развития растений – параметры микроклимата – в теплице поддерживаются с помощью комплексного действия всех систем технологического оборудования.

Объекты исследований: огурец Мамлюк F1, биологически активные вещества аспарагиновая кислота, глутаминовая кислота, триптофан.Схема опыта включала три повторности, которые размещались сплошным методом.Варианты в опыте располагались рендомизированно.

Схема опыта:

  1. Контроль (фон);
  2. Фон + аспарагиновая кислота;
  3. Фон + глутаминовая кислота;
  4. Фон + триптофан;
  5. Фон + глицин.

Биологически активные вещества применяли в качестве внекорневых подкормок в фазе 2-х настоящих листьев и через каждые 10 дней до окончания вегетации: аспарагиновая кислота (0,3 л/га), глутаминовая кислота (0,3 л/га), триптофан (0,5 кг/га), глицин (0,5 кг/га).

Мамлюк F1 (Оригинатор «Гавриш» – Россия) – партенокарпический гибрид высокой продуктивности, предназначен для выращивания в зимне-весеннем и летне-осеннем оборотах. Растения сильнорослые, мощные, формируют короткие побеги. Гибрид способен хорошо регенерировать корневую систему при выращивании на различных типах субстрата. Гибрид имеет женский тип цветения, в узле формирует 1-3 завязи. Плоды темно-зеленой окраски цилиндрической формы, среднебугорчатые, белошипные, имеют высокую транспортабельность.

Опыт сопровождался в динамике следующими наблюдениями, учетами и расчетами: содержание азота в растворе (ГОСТ 33045-2014), содержание фосфора в растворе (ГОСТ 18309-2014), коэффициенты использования элементов питания растениями огурца из питательного раствора;объём корневой системы; степень отмирания завязей; общий выход стандартной продукции за оборот; общий урожай в динамике его поступления по мере созревания плодов;содержание сухого вещества в плодах методом высушивания; содержание сахаров в плодах поляриметрическим методом;содержание витамина С в плодах огурца по Мурри; количество нитратов в плодах с помощью нитратного ионоселективного датчика.

Результаты исследований.

В зимней теплице, где проводился опыт все факторы среды регулировались, за исключением прихода солнечной радиации. Дополнительное досвечивание проводилось только в период выращивания рассады. Реакций растений огурца на недостаток освещённости было снижение поглощениямакроэлементов из питательных растворов, нарушение формирования корневой системы и генеративных органов.

Применение биологически активных веществ влияло на степень поглощения азота, фосфора и калия растениями огурца из питательного раствора и остаточное содержание этих элементов в дренажном растворе. Исследования по поглощению элементов питания растениями огурца проводили в две фазы роста и развития культуры: первые 4-6 недель после посадки и период массового плодоношения. В эти фазы развития использовали две схемы питания, которые были фоном во всех вариантах опыта.Уровень ЕС в зависимости от прихода солнечной радиации и фазы развития изменялся в пределах 2,1-2,5 мСм/см(таблица 3.3.1.1).

Таблица 3.3.1.1– Составыстандартных питательных растворов для огурца, мг/л

Период N-

4 +

N-

3 ¯

К+ Са2+ Мg2+ Р5+
Первые 4-6 недель после посадки 10 220 270 180 40 40
Период массового плодоношения 10 220 310 200 65 40

По результатам лабораторных исследований, установлено, что применение аминокислот способствовало увеличению степени усвоения азота, фосфора и калия растениями огурца из питательного раствора, впоследствии это отразилось в снижении остаточных количеств элементов в дренажном растворе (таблица3.3.1.2).

Таблица3.3.1.2 – Влияниебиологически активных веществ на остаточное количество элементов питания в дренажном растворе при выращивании огурца, мг/л

Вариант Первые 4-6 недель после посадки Период массового плодоношения
Nобщ. P2O5 K2O Nобщ. P2O5 K2O
Контроль (фон) 87 18 157 106 22 128
Фон + аспарагиновая кислота 82 15 139 92 20 111
Фон + глутаминовая кислота 81 15 140 90 19 107
Фон + триптофан 78 14 134 85 18 100
Фон + глицин 75 13 131 82 17 97
НСР0,05 2 1 4 2 2 3

Содержание азота, фосфора и калия в дренажном растворе различалось в зависимости от применимой аминокислоты и фазы развития огурца. При использовании аминокислот в первые 4-6 недель после посадки огурца на минераловатные маты остаточное содержание азота в дренажном растворе по сравнению с контролем было меньше на 5-12 мг/л, фосфора – на 3-5, калия – на 17-26, в период массового плодоношения – на 14-24, 2-5 и 17-31 мг/л соответственно. Содержание элементов питания в дренажном растворе при применении аспарагиновой и глутаминовой кислот или были одинаковыми, или имели несущественные различия – 1-2 мг/л, за исключение количества калия в фазу массового плодоношения.Несущественные различия были получены в содержании фосфора при использовании триптофана и глицина – 1 мг/л.

Самое низкое количество элементов питания в дренажном растворе было отмечено при применении глицина, в результате содержание азота было существенно ниже контроля в фазу первые 4-6 недель после посадки на 12 мг/л, фосфора – на 5, калия – на 26, в период массового плодоношения – на 24, 5, 31 мг/л соответственно.

Остаточное содержание элементов питания в дренажном растворе находится в прямой зависимости с коэффициентами использования элементов питания. При снижении содержания азота, фосфора, калия в дренажном растворе коэффициенты использования этих элементов растениями огурца увеличивались и находились в пределах42-69 %.

При использовании подкормок коэффициенты использования элементов питания увеличивались по сравнению с контролем в первые 4-6 недель после посадки огурца на постоянное место: азота – на 3-6 %, фосфора – на 8-13, калия – на 6-9, в период массового плодоношения – на 6-11, 5-13, 5-10 % соответственно. Наибольшие коэффициенты использования элементов растениями огурца из питательного раствора были при применении триптофана(таблица 3.3.1.3).

Таблица 3.3.1.3 – Влияниебиологически активных веществ на коэффициенты использования элементов питания растениями огурца из питательного раствора, %

Вариант Первые 4-6 недель после посадки Период массового плодоношения
Nобщ. P2O5 K2O Nобщ. P2O5 K2O
Контроль (фон) 60 55 42 52 45 59
Фон + аспарагиновая кислота 63 63 49 58 50 64
Фон + глутаминовая кислота 63 63 48 59 53 65
Фон + триптофан 65 65 50 61 55 68
Фон + глицин 66 68 51 63 58 69
НСР0,05 2 2 2 2 3 3

Главные органы, с помощью которых растение растет и развивается, – это листовой аппарат и корневая система. Корневая система выполняет несколько важнейших функций, из которых первостепенное значение имеет поглощение макро-, мезо- и микроэлементов из питательного раствора и субстрата. Впоследствии корневая система поглощенные ионы перерабатывает и направляет их на формирование корневых волосков и надземных органов растения. Применение аминокислот «смягчает» влияние стрессовых факторов и активизирует развитие корневой системы, в частности корневых волосков, что увеличивает поглощающую способность растения. Исследованиями установлено, что при применении аминокислот объем корневой системы увеличился относительно контроля на 7,9-9,3 %.

Использование глутаминовой и аспарагиновой кислот способствовало достоверному увеличению объема корневой системы огурца относительно контроля на 10,3 и 9,4 мл/растение соответственно. При применении триптофана объем корневой системы огурца был больше чем в контроле на 10,9 мл/растение. Наибольшая эффективность при изучении корневой системы была получена при примененииглицина – 120,4 мл/растение, разница по сравнению с контролем была 11,2 мл/растений(таблица 3.3.1.4).

Таблица 3.3.1.4 – Влияние биологически активных веществ на объём корневой системы огурца, мл/растение

Вариант Среднее +/- к контролю
Контроль (фон) 109,2
Фон + аспарагиновая кислота 118,6 9,4
Фон + глутаминовая кислота 119,5 10,3
Фон + триптофан 120,1 10,9
Фон + глицин 120,4 11,2
НСР0,05 0,8

В защищенно грунте важное значение имеет выращивание гибридов с букетным (пучковым) типом расположения завязей. У таких гибридов огурца, как и у изучаемогоМамлюкF1, в каждом узле при сбалансированном питании и благоприятном микроклимате может образовываться 1-3 завязей.

Существуют формы огурца с «букетом» до 30-40 женских цветков. Этот важный признак в результате селекционный работы был взят у гермафродитных форм и передан образцам с женским и смешанным типом цветения. Растения с букетным типом цветения характеризуются дружностью плодоношения, так как в отличие от обычных форм у них не наблюдается большого разрыва в сроках цветения в пучке, то есть цветки зацветают один за другим через 1-3 дня или одновременно. При этом большое количество завязей растет, не отличаясь сильно по размеру и скорости налива и не испытывая конкуренции за питательные вещества. В связи с чем потенциальный общий урожай у гибридов с букетным типом завязи гораздо выше, чем у обычных форм с одной-двумя завязями (Портянкин А.Е., Шамшина А.В., 2010).Но, зачастую, не все завязи в букете могут сохраняться и в дальнейшем развиваться, что является причиной воздействия неблагоприятных факторов, к которым относится неравномерный уровень прихода солнечной радиации.

В период вегетации огурца часто бывают «темные» и «светлые» периоды (пасмурные и ясные дни). Растения огурца также болезненно переносят резкие изменения от высокой к низкой освещенности и наоборот, что особенно часто проявляется в середине зимне-весеннего оборота. Эти изменения является причиной частичного сброса завязей огурца. Сохранить завязи огурца можно путем применения подкормок, в частности путем использования биологически активных веществ, обладающих антистрессовыми свойствами.

Количество отмершей завязи от общего числа появившихся цветков растений учитывали в середине вегетации огурца. Применение биологически активных веществ способствовало достоверному снижению отмирания завязей огурца по отношению к контролю на 2,2-2,8%. Наименьшая степень отмирания завязей была получена при использовании глицина, как зарекомендовавшегося в растениеводстве антистрессовым соединением, – 16,6 %, разница по сравнению с контролем составила 2,8 % (таблица 3.3.1.5).

Таблица 3.3.1.5 – Влияние биологически активных веществ настепень отмирания завязей огурца, %

Вариант Среднее +/- к контролю
Контроль (фон) 19,4
Фон + аспарагиновая кислота 17,2 -2,2
Фон + глутаминовая кислота 17,1 -2,3
Фон + триптофан 16,8 -2,6
Фон + глицин 16,6 -2,8
НСР0,05 0,4

Важной хозяйственной характеристикой овощной продукции является процент стандартных плодов в полученном урожае. В исследованиях был проведен анализ выхода стандартной продукции огурца в зависимости от применения антистрессантов, так как для производителей овощей важен не только факт увеличения урожайности, но и количество более дорогой стандартной продукции.

Применение аминокислот в технологии выращивании огурца способствовало снижению количества нестандартной продукции, появление которой является следствием старения культуры и влияния стрессовых факторов. Внекорневые обработки огурца аминокислотами способствовали существенному увеличению выхода стандартной продукции огурца по сравнению с контролем на 1,9-3,1 %.

Аминокислоты, применяемые в опыте, проявляли антистрессовые свойства: активизировали важные метаболические реакции, снижали степень отмирания завязей на растении, повышали усвоение элементов питания, выход стандартной продукции и урожайность огурца.

Урожайность в опыте была в пределах 25,1-27,8 кг/м2. При применении аминокислот урожайность огурца увеличивалась по сравнению с контролем на 4,8-10,8 %. Обработка растений аспарагиновой и глутаминовой кислотами способствовала получению прибавки урожайности по сравнению с контролем в 1,6 и 1,2 кг/м2 соответственно. При использовании триптофана урожайность огурца была больше чем в контроле на 2,3 кг/м2. Максимальная урожайность в опыте была получена при применении глицина – 27,8 кг/м2, разница по отношению к контролю составила 2,7 кг/м2(таблица 3.3.1.6).

Таблица 3.3.1.6 – Влияние аминокислот на выход стандартной продукции и урожайность огурца

Вариант Выход стандартной продукции, % Урожайность, кг/м2
Контроль (фон) 84,6 25,1
Фон + аспарагиновая кислота 87,0 26,7
Фон + глутаминовая кислота 86,5 26,3
Фон + триптофан 87,4 27,4
Фон + глицин 87,7 27,8
НСР0,05 0,5 0,5

Плоды огурца, особенно в свежем виде, обладают высокой диетической ценностью. Они в большом количестве содержат минеральные соединения щелочного характера, которые нейтрализуют неорганические кислые соединения, вводимые в организм с такими важнейшими продуктами питания, как мясо, жиры, мучные и крупяные изделия. Качество плодов огурца зависит как от биологических особенностей гибридов, так и от условий выращивания. Основными показателями товарного качества огурца являются размеры плодов, неповрежденность, лежкость, консистенция, вкус, содержание сухих веществ и биологически ценных питательных веществ.

Содержание сухого вещества в плодах огурца различалось в зависимости от применения биологически активных веществ с антистрессовыми свойствами. Содержание сухого вещества в плодах огурца находилось в пределах 4,73-5,03 %. Применение аминокислот способствовало накоплению сухих веществ в плодах огурца, значения были больше контроля на 0,19-0,3%. Больше всего сухого вещества было получено при использовании глицина (таблица 3.3.1.7).

Таблица 3.3.1.7 – Влияние аминокислот на биохимический состав плодов огурца

Вариант Содержание сухого вещества, % Сахара, % Витамин С, мг % Нитраты, мг/кг
Контроль (фон) 4,73 2,09 6,17 159
Фон + аспарагиновая кислота 4,92 2,18 6,26 136
Фон + глутаминовая кислота 4,95 2,19 6,26 134
Фон + триптофан 5,02 2,23 6,28 134
Фон + глицин 5,03 2,25 6,29 132
НСР0,05 0,07 0,02 0,03 3

В состав сухого вещества огурца входят сахара, клетчатка, азотистые и безазотистые вещества, витамины, ферменты, ароматические вещества, минеральные соли фосфора, кальция, железа и др. Среди всех питательных веществ в сухом веществе плодов огурца важное место занимают сахара. Их количество в опыте варьировало в пределах 2,09-2,25 %, при применении аминокислот показатель относительно контроля увеличивался на 0,09-0,16 %. Наибольшее содержание сахаров накопилось в плодах огурца при обработке растений глицином – 2,25 %, что было достоверно больше чем контроле, использования глутаминовой и аспарагиновой кислот на 0,06-0,16 %, не существенно по сравнению с применением триптофана – на 0,02 %.

Зеленые огурцы содержат витамин С и пептонизирующие ферменты. При применении аминокислот содержание витамина С в плодах огурца увеличилось относительно контроля на 0,09-0,12 мг%. Наибольшее количество витамина С в плодах огурца накопилось при применении глицина – 6,29 мг %.

Содержание нитратов в плодах огурца было в пределах нормы (ПДК нитратов для тепличного огурца составляет 400 мг/кг). Аминокислоты, принимая участие в азотном обмене, способствовали выводу из плодов нитратов. При применении аминокислот количество нитратов в плодах огурца снижалось относительно контроля на 23-27 мг/кг. Меньше всего нитратов в плодах было отмечено при использовании глицина – 132 мг/кг, что было несущественно меньше по сравнению с вариантом опыта с триптофаном.

Таким образом, применение аминокислот (аспарагиновая, глутаминовая кислоты, триптофан, глицин), оказывающих антистрессовое влияние на огурец, при дисбалансе прихода солнечной радиации улучшали степень усвоениямакроэлементов растениями из питательных растворов, в результате коэффициенты использования элементов питания увеличивалисьпо сравнению с контролем: азот – на 3-11 %, фосфор– на 5-13, калия – на 5-10. При использовании аминокислот объём корневой системы огурца был больше чем контроле на 9,4-11,2 мл/растение, выход стандартной продукции – на 1,9-3,1 %, урожайность – на 4,8-10,8 %, снижалась степень отмирания завязей – на 2,2-2,8 %. Обработка растений огурцааминокислотами способствовала накоплению сухого вещества, сахаров, витамина С и снижению нитратов в плодах огурца.

Томат

Томат – ведущая овощная культура защищенного грунта. Плоды томата – это источник комплекса витаминов, органических кислот, минеральных и других веществ, которые необходимы для поддержания здоровья и активной жизнедеятельности человека (Воронкова И.Р., Рзаева В.В., 2019).

Цель исследований – оценка влияниябиологически активных веществ с антистрессовымисвойствами на продуктивность томата в условиях защищенного грунта.

Методика исследований.

Исследования проводились в летне-осеннийоборот в условиях зимней остекленной теплицыАО «Солнечный» шестой световой зоны. Объекты исследований: томат Максеза F1, биологическиактивные веществааспарагиновая кислота, глутаминовая кислота, триптофан, глицин. Томат выращивали малообъемным методом на минеральной вате.

Схема опыта:

  1. Контроль (фон);
  2. Фон + аспарагиновая кислота;
  3. Фон + глутаминовая кислота;
  4. Фон + триптофан;
  5. Фон + глицин.

Биологически активные вещества применяли в качестве внекорневых подкормок в фазе 2-х настоящих листьев и через каждые 10 дней до окончания вегетации: аспарагиновая кислота (0,3 л/га), глутаминовая кислота (0,3 л/га), триптофан (0,5 кг/га), глицин (0,5 кг/га)

Опыт сопровождался в динамике следующими наблюдениями, учетами и расчетами: содержание азота в растворе (ГОСТ 33045-2014), содержание фосфора в растворе (ГОСТ 18309-2014), содержание калия в растворе пламенно-фотометрическим методом; содержание хлорофилла (ГОСТ 17.1.4.02-90); интенсивность фотосинтеза (Асалиев А.И., Беловолова А.А., 2006); степень завязываемости плодов; средняя масса плода; общий урожай в динамике его поступления по мере созревания плодов; содержание сухого вещества в плодах методом высушивания; содержание сахаров в плодах поляриметрическим методом; сахаро-кислотный индекс; содержание витамина С в плодах огурца по Мурри; количество нитратов в плодах с помощью нитратного ионоселективного датчика.

Результаты исследований.

В опыте в регулируемых условиях микроклимата зимней теплицы все условия поддерживались на оптимальном уровне для роста и развития томата, за исключением прихода солнечной радиации. Дополнительное досвечивание не применяли, при выращивании летом рассады уровень освещенности был оптимальный, в осенний период при дисбалансе условий освещенности досветку также не проводили. Недостаток солнечного света неблагоприятно влиял на обменные процессы в растениях томата.

В задачи наших исследований входило изучение степени поглощения азота, фосфора, калия растениями томата из питательного раствора и определение остаточного количества этих элементов в дренажном растворе в зависимости от применения антистрессантов. Исследования проводили в фазу цветения 2-5-ой кисти.Состав питательного раствора для фазы цветения 2-5 кисти томата представлен в таблице 3.3.2.1.

Таблица 3.3.2.1 – Стандартный состав питательного растворов для томата, мг/л

Фаза N-

3 ¯

К+ Са2+ Мg2+ Р5+ 4 2-
Цветение

2-5-ой кисти

230 340 240 70 50 80

Применение биологически активных веществ со свойствами антистрессантов при неблагоприятных факторах повышает и улучшает усвоение питательных элементов растением томата из питательных растворов.

Исследования показали, что в результате использования биологически активных веществ с свойствами антистрессантов остаточное количество элементов питания в дренажном растворе по сравнению с контролем снижалось.

Содержанием элементов в дренажном растворе находились в прямой зависимости с коэффициентами использования элементов питания растением. Следовательно, применение подкормок повышало эффективность использования основных удобрений в схеме питания томата. При увеличении коэффициентов использования азота, фосфора, калия растениями томата содержание этих элементов в дренажном растворе снижалось. Количество азота, фосфора и калия снижалось в дренажном растворе по сравнению с изначальным составом подаваемого питательного раствора за счет поглощения и усвоения элементоврастениями томата. Содержание азота в дренажном растворе было меньше чем в питательном растворе на 60,9-65,7 %, фосфора – на 58,0-68,0 %, калия – на 65,3-70,0 %(таблица 3.3.2.2).

Таблица 3.3.2.2 – Влияние биологически активных веществ на содержание элементов питания в дренажном растворе в фазу цветение 2-5-ой киститомата, мг/л

Вариант Nобщ P2O5 K2O
Среднее +/- к контролю среднее +/- к контролю среднее +/- к контролю
Контроль (фон) 90 21 118
Фон + аспарагиновая кислота 80 -10 17 -4 106 -12
Фон + глутаминовая кислота 82 -8 18 -3 105 -13
Фон + триптофан 82 -8 17 -4 103 -14
Фон + глицин 79 -11 16 -5 102 -16
НСР0,05 3 3 4

Содержание макроэлементов в дренажном растворе при применении аминокислот было существенно меньше чем в контроле: азота – на 8-11 мг/л, фосфора – на 3-5 мг/л, калия – на 12-16 мг/л. Разница в содержании макроэлементов в дренажном растворе между применением биологически активных веществ была несущественная и находилась в пределах НСР0,05. Меньше всего макроэлементов в дренажном растворе было получено при применении глицина: разница в содержании азота по сравнению с контролем составила 11 мг/кг, фосфора – 5 мг/кг, калия – 16 мг/кг.

Основным лимитирующим фактором в опыте при выращивании томата без применения досветки былприход солнечной радиации, и многие физиологические нарушения у культуры, приводящие впоследствии к снижению урожайности, связаны, прежде всего, с ее дефицитом. Влияние этого негативного фактора можно снизить путем применения обработок антистрессовыми биологически активными веществами.

Известно, что рост сельскохозяйственных культур во многом зависит от интенсивности фотосинтеза как основного источника различных органических веществ. Условия внешней среды, особенно температура и влажность воздуха, субстрата, а также освещение оказывают влияние на интенсивность фотосинтеза и накопление пигментов, в частности хлорофилла в листьях растений. Изменением условий минерального питания можно регулировать накопление хлорофилла растением, а, следовательно, и поглощение лучистой энергии.

Аминокислоты способствуют повышению концентрации хлорофилла, улучшая условия прохождения процесса фотосинтеза, особенно в стрессовых световых условиях. В результате при применении аминокислот усиливались показатели фотосинтеза у растений томата.

Проведенные исследования показали, что обработка растений томата изучаемыми биологически активными веществами существенно повысила показатели фотосинтеза (содержание хлорофилла и интенсивность фотосинтеза). При применении аминокислот содержание хлорофилла в листьях томата существенно увеличивалось относительно контроля на 0,12-0,21 мг/г, при этом интенсивность возрастала на 5,9-9,4 % (таблица 3.3.2.3).

Таблица 3.3.2.3 – Влияние биологически активных веществ на показатели фотосинтеза томата

Вариант Содержание хлорофилла, мг/г Интенсивность фотосинтеза, мг СО2/дм2ч
Контроль (фон) 2,74 28,7
Фон + аспарагиновая кислота 2,92 31,3
Фон + глутаминовая кислота 2,89 30,8
Фон + триптофан 2,86 30,5
Фон + глицин 2,95 31,7
НСР0,05 0,05 0,7

Наибольший стимулирующий эффект на фотосинтез оказала обработка растений глицином: содержание хлорофилла в листьях было 2,95 мг/г, интенсивность фотосинтеза – 31,7 мг СО2/дм2ч, разница по сравнению с контролем составила 0,21 мг/кг и 3,0 мг СО2/дм2ч соответственно.

При селекции современных гибридов томата важную роль для ученых приобретает повышение их стрессоустойчивости. Главный стресс, испытываемый растениями в нашем опыте, – это перепады уровня освещенности или продолжительная пасмурная погода в весенний и осенний периоды. Часто растения реагирует на этот негативный факторснижением степени завязываемости плодов. Световая недостаточность отрицательно сказывается на репродуктивных процессах, в частности на формировании и функционировании генеративных органов. Именно в период образования половых или генеративных органов, к началу репродуктивного этапа организм мобилизует внутренние резервы, обеспечивая образующиеся генеративные органы необходимым конституционным энергетическим материалом. Мощный физиологический активный центр – растущий плод – притягивает к себе, аккумулирует лабильные метаболиты. В формировании репродуктивных органов, как в фокусе, отражаются физиологические нарушения, возникающие в организме в связи с острым недостатком света в разные периоды роста томата.

Повысить степень завязывания плодов томата можно путем применения биологически активных веществ с антистрессовыми свойствами. В этом отношении изучаемые аминокислоты особенно эффективны. При применении биологически активных веществ степень завязываемости плодов томата увеличивалась относительно контроля на 5,8-8,9 %.

Триптофан, являясь предшественником ауксина, кроме ростостимулирующих свойств, также способствует преодолению стрессов растением, предотвращая задержку в росте. При применении триптофана степень завязываемости плодов томата была больше чем в контрольном варианте на 5,8 %.Обработка растений томата аспарагиновой кислотойспособствовала повышению степени завязываемости плодов томата относительно контроля на 7,1 % (таблица 3.3.2.4).

Таблица 3.3.2.4 – Влияние биологически активных веществ на степень завязываемости плодов томата, %

Вариант Среднее +/- к контролю
Контроль (фон) 79,5
Фон + аспарагиновая кислота 86,6 7,1
Фон + глутаминовая кислота 88,4 8,9
Фон + триптофан 85,3 5,8
Фон + глицин 87,8 8,3
НСР0,05 2,4

Глицин и глутаминовая кислота в наибольшей степени улучшали опыление цветков томата, что способствовало повышению степени завязываемости плодов. При применении глицина степень завязываемости плодов была больше чем в контроле на 8,3 %. Максимальная степень завязываемости плодов в опыте была получена при использовании глутаминовой кислоты – 87,8 %, разница по сравнению с контролем составила 8,9 % и была существенная, относительно обработки растений аспарагиновой кислоты, триптофана и глицина -0,6-3,1 %.

Растения, обработанные биологически активными веществами с антистрессовыми свойствами, отличались от контрольных более интенсивным ростом. На фоне нивелирования стрессовых факторов, интенсификации фотосинтеза, улучшения усвоения элементов питания из питательного раствора увеличивалась средняя масса плода томата и урожайность культуры.

Формирование плодов определяет общую урожайность томата. Плод томата согласно морфологической характеристике это мясистая ягода различной окраски. Масса плода томата может варьировать от 1 г (у дикорастущих форм) до 500 г и более у наиболее крупноплодных сортов. Поверхность плодов томата бывает гладкой, ребристой, матовой или глянцевой. Окраска может быть разнообразной: красная, желтая, оранжевая и др.Изучаемый гибрид Максеза F1 относится к группе крупноплодных томатов. В результате применения биологически активных веществ формировались товарные плоды, соответствующие характеристике гибрида, увеличивалась их средняя масса и урожайность.

Средняя масса плода томата при применении аминокислот была больше чем в контроле на 7,9-9,1 г. Наибольшая средняя масса плода томата была получена при использовании глицина – 178,4 г, что было больше по сравнению с контролем на 9,1 г, чем при обработке растений аспарагиновой, глутаминовой кислотами и триптофаном – на 0,5-1,9 г (таблица 3.3.2.5).

Таблица 3.3.2.5 – Влияние биологически активных веществ на среднюю массу плода и урожайность томата

Вариант Средняя масса плода, г Урожайность, кг/м2
Контроль (фон) 169,3 11,4
Фон + аспарагиновая кислота 177,2 12,7
Фон + глутаминовая кислота 177,9 12,8
Фон + триптофан 176,5 12,5
Фон + глицин 178,4 13,0
НСР0,05 0,3 0,2

Урожайность томата в зависимости от использования аминокислот находилась в пределах 11,4-13,2 кг/м2. При применении аминокислот была получена прибавка урожайности томатав 8,8-12,3 %. Обработка томата аспарагиновой кислотой способствовала получению увеличению урожайности относительно контроля 1,3 кг/м2. Использование глутаминовой кислоты и триптофана способствовало увеличению урожайности томата по сравнению с контролем на 1,4 и 1,1 кг/м2 соответственно. Наибольшая урожайность томата была при применении глицина – 13,0 кг/м2, разница относительно контроля составила 1,6 кг/м2.

Реакция тепличных культур на стрессовые факторы отражается на протекании физиологических процессов, следовательно, и на накоплении плодами томата питательных веществ. Поэтому определение влияния антистрессантов на биохимический состав плодов было одной из задач исследований.

А.В. Алпатьев (1981) в своих работах указывают, что высокое качество плодов томата – сложное понятие, определяемое как их биохимическим составом, включая витамины и вкус, так и структурой перикарпия, размером, формой поверхности плодов, их внешней и внутренней окраской и другими признаками. Хороший вкус томата связан с высоким содержанием экстрактивных веществ – сахаров, кислот, минеральных солей, витаминов, пектиновых веществ.

Применение аминокислот способствовало накоплению питательных веществ в плодах томата. Основной показатель качества плодов томата – содержание сухого вещества. При обработке растений томата аминокислотами содержание сухого вещества в плодах было больше чем в контроле на 0,17-0,21 %. Наибольшее количество сухого вещества отмечалось в плодах томата, выращенных с использованием глицина – 7,94 %. Разница в количестве сухого вещества в плодах томата между вариантами опыта с применением аминокислот была несущественная и находилась в пределах 0,01-0,04 %.

Вкусовые качества плодов томата в значительной степени определяются содержанием сахаров и соотношением сахаров и кислот (сахаро-кислотный индекс). Сахара в плодах томата составляют основную часть сухого вещества. Изменения содержания сахаров и сахаро-кислотного индекса в плодах томата в зависимости от применяемых биологически активных веществ происходили аналогично, как и при определении количества сухого вещества. Самым эффективным в отношении увлечения содержания сахаров в плодах томата оказалось использование глицина – 3,57 %, разница относительно контроля составила 1,14 %, по сравнению с использование аспарагиновой, глутаминовой кислот и триптофана – 0,02-0,04 % (таблица 3.3.2.6).

Таблица 3.3.2.6 – Влияние биологически активных веществ на биохимический состав плодов томата

Вариант Сухое вещество, % Сахара, % Сахаро-кислотный

индекс

Витамин С, мг % Нитраты, мг/кг
Контроль (фон) 7,73 3,43 6,4 17,84 206
Фон + аспарагиновая кислота 7,92 3,55 7,3 18,04 184
Фон + глутаминовая кислота 7,93 3,55 7,0 18,01 183
Фон + триптофан 7,90 3,53 7,0 17,97 180
Фон + глицин 7,94 3,57 7,4 18,06 186
НСР0,05 0,04 0,04 0,02 0,03 4

Вкус плодов томата и их аромат зависит от сахаро-кислотного индекса, который также определяет органолептическую зрелость плодов. При использовании биологически активных веществ сахаро-кислотный индекс в плодах увеличился по отношению к контролю на 0,6-1,0.

В состав плодов томата входят такие физиологически активные вещества как витамины. Наличие в плодах томата витаминов является ценным хозяйственным признаком, а отбор гибридов томата с повышенным их содержанием в плодах – одно из важных направлений селекционной и агротехнической работы с этой культурой (Продуктивность томата …, 2017). Содержание витамина С в плодах томата мы определяли в стадии полной спелости, так как количество аскорбиновой кислоты в конечной продукции томата зависит от степени его спелости, что подтверждают данные в научных работах (Лабораторный практикум, 2012). Применение биологически активных веществ способствовало увеличению витамина С в плодах томата по сравнению с контролем на 0,13-0,22 мг %. Больше всего витамина С накапливалось в плодах при применении глицина – 18,06 мг %.

Содержание нитратов в плодах томата было ниже предельно допустимой концентрации для тепличной продукции на 94-120 мг/кг. Наибольшее количество нитратов в плодах отмечалось в контроле – 206 мг/кг. При применении аминокислот содержание нитратов в плодах томата снижалось, и было ниже по сравнению с контролем на 20-26 мг/кг. Меньше всего нитратов накопилось при использовании триптофана – 180 мг/кг.

Таким образом, применение аминокислот (аспарагиновая, глутаминовая кислоты, триптофан, глицин), имеющих антистрессовые свойства, при неблагоприятных факторахулучшало усвоение питательных элементов растением томата из питательных растворов, что отражалось в снижении количества макроэлементов в дренажном растворе относительно контроля: азота – на 8-11 мг/л, фосфора – на 3-5 мг/л, калия – на 12-16 мг/л. Повышение коэффициентов потребления элементов питания растениями томата увеличивалоэффективность использования удобрений. В результате обработки растений томата аминокислотами существенно возрастали показатели фотосинтеза: содержание хлорофилла было больше чем в контроле на 0,12-0,21 мг/г, интенсивность фотосинтеза – на 1,8-3,0 мг СО2/дм2ч, наблюдалось увеличение урожайности и средней массы плода – на 1,1-1,6 кг/м2 и 7,9-9,1 г соответственно. При применении аминокислот биохимические показатели в плодах томата накапливались.

3.4. Эффективность применения кремнийсодержащих удобрений в технологии выращивания тепличногоогурца

Важным условием увеличения производства овощей с целью полного самообеспечения населения страны отечественной продукцией является интенсификация отрасли на основе применения современных, ресурсосберегающих технологий, рационального использования минеральных удобрений, химических средств защиты растений, внедрения в производство урожайных сортов и гибридов овощных культур и т.д. (Лущик А.А., 2019).

Исследования последних лет подтверждают положительное влияние различных кремнийсодержащих агрохимикатов на темпы протекания процессов метаболизма в растении, которое проявляется, прежде всего в увеличении выхода товарной продукции, устойчивости к воздействию неблагоприятных факторов среды, реализации биологического потенциала сельскохозяйственных культур (Козлов А.В., Уромова И.П., Куликова А.Х., 2016).

Кремний улучшает условия питания растений, оказывает влияние на многие физиолого-биохимические процессы: транспирацию, фотосинтез, синтез углеводов, белков, повышает химическую устойчивость ДНК, РНК, хлорофилла, функциональную активность клеточных органелл. Он участвует в оптимизации транспорта и перераспределении веществ внутри растения, способствует лучшему усвоению и обмену в тканях растений азота и фосфора, повышает потребление бора, обеспечивает снижение поступления нитратов и тяжелых металлов в продукцию (Самсонова Н.Е., Капустина М.В., Зайцева З.Ф., 2013).

Огурец, как и розы, отзывчивы на внесение кремния. Кремний обычно не учитывают, как элемент питания, но в случае огурцов требуется достаточное количество кремния (Si) в субстрате для улучшения плотности клеточных стенок и верхней поверхности листьев. Более мощные темные листья, которые образуются при адекватном снабжении кремнием, могут также улучшить их фотосинтетическую способность и, вследствие этого, урожайность. По опытным данным Белогубовой Е.Н., Васильева А.М., Гиль Л.С. и др., (2007) прибавка урожая в 10 % отмечена при достаточном снабжении огурца кремнием. По другим данным, пораженность растений мучнистой росой снизилась с 25 % до 21 % при внесении кремния с раствором и непосредственно в субстрат.

В научных работах приводятся данные, что кремний, принимая участие в физиологических процессах растений, способствует укреплению стенок эпидермальных клеток, развитию большего объема корневой системы, увеличению площади листьев, усилению фотосинтетических и ферментативных процессов в листьях (Осипова Л.В., Курносова Т.Л., Быковская И.А., 2016; Самсонова Н.Е. Капустина М.В., Зайцева З.Ф., 2013). Кремний усиливает усвоение питательных элементов растением, повышает их засухоустойчивость, обеспечивает более низкий уровень испарения влаги, увеличивает возможности антиоксидантной защиты растения. У сельскохозяйственных культур при обеспечении достаточного кремниевого питания можно наблюдать повышение устойчивости к влиянию вредителей (Кремниевые удобрения…,2007).

Применение кремнийсодержащих агрохимикатов в технологиях возделывания сельскохозяйственных растений позволяет повысить их устойчивость к стрессовым факторам, результатом чего является увеличение урожайности культур (Рябинович Г.Ю., Смирнова Ю.Д., Фомичева Н.В., 2020). Практика мирового сельского хозяйства показывает высокую эффективность кремнийсодержащих удобрений в технологиях возделывания культурных растений и отмечается рост потребления этих агрохимикатов, особенно при производстве зерновых культур (Мнатсаканян А.А. Чуварлеева Г.В. Волкова А.С. , 2020; Серегина И.И., Ниловская Н.Т., Баранов А.В., 2014; Сластя И.В., 2012). Влияние кремния на продуктивность овощных культур и особенности роста отдельных современных гибридов изучено не достаточно и является актуальным.

Цель исследований – оценка влияния кремнийсодержащих удобрений на продуктивность огурца Киборг F1 в малообъемной технологии выращивания.

Материалы и методы исследований.

Исследования проводились в зимней остекленной теплице теплично-оранжерейного комплекса ФГБОУ Ставропольский ГАУ. Объектами исследования были огурец Киборг F1, удобрения Келик Калий-Кремний, Силиплант, Форрис, BioSilicium.

Киборг F1 (Оригинатор «Гавриш» – Россия) – партенокарпический гибрид огурца. Растение отличается хорошим ростом, средней облиственностью, подходит для ведения культуры с приспусканием. Гибрид формирует в узле 1-4 плода, женского типа цветения. Плод длиной 10-12 см, массой 110-130 г, темно-зеленого цвета, овально-цилиндрической формы со слабыми зелеными полосками, с небольшими бугорками, которые расположены со средней частотой.

Келик Калий-Кремний – удобрение с иммунопротекторными свойствами, в состав которого входят калий (15 %) и кремний (10 %) в хелатной форме (агент EDTA). Норма применения: 0,2 л/га.

Силиплант Универсальный – кремнийсодержащее удобрение (калий – 1 %, кремний – 7,5-7,8 %) с набором микроэлементов в хелатной форме (Fe, Mg, Mn, Cu, Co, Zn) и бор. Норма применения: 1,0 л/га.

Форрис – удобрение, содержащее калий (150 г/л), кремний (100 г/л), дигидрокверцетин (0,5 г/л), ауксин (0,1 г/л). Норма применения: 0,5 л/га.

Bio Silicium – универсальное удобрение на основе биологически активного кремния, в состав которого входят: кремний – 50 %, железо – 6 %, медь – 1 %, цинк – 0,5 %. Норма применения: 0,5 л/га.

Удобрения применяли в качестве внекорневых подкормок: 1-я – в фазу 2-4 настоящих листьев огурца (расход рабочего раствора – 250 л/га), последующие 2 обработки – каждые 14 дней (расход рабочего раствора 800-1000 л/га).

Схема опыта:

  1. Контроль (фон);
  2. Фон + Келик Калий-Кремний;
  3. Фон + Силиплант;
  4. Фон + Форрис;
  5. Фон + Bio Silicium.

Исследования проводили в зимне-весенний оборот. Согласно приходу солнечной радиации г. Ставрополь, на территории которого находится теплица, относится к шестой световой зоне. Огурец выращивали в зимней остекленной теплице типа Venlo, все условия микроклимата регулировались в автоматическом режиме с помощью климатической программы Sercom.В качестве субстрата использовалась минеральная вата. Рассаду выращивали в течение 14 дней с применением дополнительного досвечивания, поливы проводили по мере необходимости с ЕС=1,8 мСм/см, рН=5,7. Маты запитывали за два дня до высадки рассады питательным раствором с показателями ЕС=1,8 мСм/см, рН=5,7. Густота посадки – 2,2 раст./м2. В течение вегетации огурца использовались питательные растворы с определенным содержанием элементов. Питательные раствора были контролем и фоном во всех вариантах опыта. Показатели питательного раствора для полива растений после пересадки:ЕС=2,2-2,6 мСм/см, рН=5,7. После пересадки растения с помощью шпагата подвязывали к шпалере, которая находится на высоте 3 м от подвесных лотков. Формировка растений: первые 5 узлов полностью ослепляли, пасынки прищипывали на 3-4 узле, верхушку прищипывали после ее отрастания на 1 м от шпалеры.

Методика исследований: содержание азота в растворе (ГОСТ 33045-2014), содержание фосфора в растворе (ГОСТ 18309-2014), содержание калия в растворе пламенно-фотометрическим методом; площадь листьев методом высечек; степень отмирания завязей; общий выход стандартной продукции за оборот; общий урожай в динамике его поступления по мере созревания плодов; содержание сухого вещества в плодах методом высушивания; содержание сахаров в плодах поляриметрическим методом; количество нитратов в плодах с помощью нитратного ионоселективного датчика.

Результаты исследований.

Применение кремнийсодержащих удобрений в технологии выращивания тепличного огурца Киборг F1 обеспечило повышение продуктивности культуры. Кремний, активизируя обменные процессы в растении, влиял на степень усвоения макроэлементов (азот, фосфор, и калий) растениями огурца из питательного раствора и остаточное содержание этих элементов в дренажном растворе.Лабораторные исследования по поглощению элементов питания растениями огурца проводили в две фазы роста и развития культуры: первые 4-6 недель после посадки и период массового плодоношения. В эти фазы развития использовали две схемы питания, которые были фоном во всех вариантах опыта. Уровень ЕС в зависимости от прихода солнечной радиации и фазы развития культуры изменялся в пределах 2,2-2,6 мСм/см (таблица 3.4.1).

Таблица 3.4.1 – Составы питательных растворов для огурца, мг/л

Период N-NН4 + N-NО3 ¯ К+ Са2+ Мg2+ Р5+ SO4
Рассада, запитка минераловатных матов, кубиков 10 220 220 220 60 40 50
Первые 4-6 недель после посадки 10 220 270 190 45 40 50
Период массового плодоношения 10 220 310 205 65 40 50

По результатам лабораторных исследований, установлено, что проведение подкормок кремнийсодержащими удобрениями способствовало увеличению степени усвоения азота, фосфора и калия растениями огурца из питательного раствора, впоследствии это отразилось в снижении остаточного количества элементов в дренажном растворе. Содержание азота, фосфора и калия в растворе различалось в зависимости от используемого удобрения и фазы развития огурца. При использовании удобрений в подкормки в первые 4-6 недель после посадки рассады огурца на постоянное место остаточное количество азота в дренажном растворе было меньше относительно контроля на 15-26 мг/л, фосфора – на 4-8 мг/л и калия – на 18-31 мг/л, в период массового плодоношения разница составила 6-16, 4-6 и 20-34 мг/л соответственно. Наименьшее содержание элементов питания в дренажном растворе было отмечено при применении Келик Калий-Кремний.

Содержание макроэлементов в дренажном растворе было меньше относительно их количества в питательном растворе (таблица 3.4.1). Содержание азота в дренажном растворе в фазу первые 4-6 недель после посадки было меньше, чем в питательном растворе на 52-63 %, фосфора – на 47-67 %, калия – на 42-53 %(таблица 3.4.2).

Таблица 3.4.2 – Влияние кремнийсодержащих удобрений на остаточное количество элементов питания в дренажном растворе при выращивании огурца, мг/л

Вариант Первые 4-6 недель после посадки Период массового плодоношения
Nобщ. P2O5 K2O Nобщ. P2O5 K2O
Контроль (фон) 110 21 157 87 17 132
Фон + Келик Калий-Кремний 84 13 126 71 11 98
Фон + Силиплант 95 17 138 81 13 112
Фон + Форрис 88 14 134 74 12 101
Фон + Bio Silicium 91 15 139 78 13 107
НСР0,05 2 2 4 2 1 3

В период массового плодоношения огурца отмечалось более усиленное потребление элементов питания, чем в предыдущую наблюдаемую фазу, так как у растений увеличилась вегетативная масса, корневая система и формировались плоды. Вследствие этого количество элементов питания снизилось относительно значений питательного раствора: азот – на 62-69 %, фосфор – на 57-72 %, калий – на 57-68 %.

Кремний активизирует фотосинтез растений, способствует увеличению вегетативной массы растений, что благоприятно сказывается на урожайности огурца, у которого весь листовой аппарат «работает» на формирование плодов. При применении кремнийсодержащих удобрений площадь листьев огурца увеличивалась относительного контроля на 1,6-3,1 %.

Наибольший размер листового аппарата был получен при подкормке растений огурца Силиплантом – 1,756 м2/растение, разница по сравнению с контролем составила 0,053 м2/растение, относительно использования Келик Калий-Кремний, Форрис и BioSilicium – 0,009-0,017 м2/растение. Эффективное действие Силипланта на формирование листового аппарата объясняется набором микроэлементов в его составе, которые способствовали активизации роста вегетативной массы. При применении Келик Калий-Кремний площадь листьев огурца превышала значение контроля на 0,044 м2/растение. Подкормки огурца удобрениями Форрис и BioSilicium способствовали увеличению площади листьев огурца относительно контроля на 0,038 и 0,027 м2/растение соответственно(таблица 3.4.3).

Таблица 3.4.3 – Влияние кремнийсодержащих удобрений на площадь листьев, формирование завязей и плодов огурца

Вариант Площадь листьев, м2/растение Степень отмирания завязей, % Общий выход стандартной продукции, % Урожайность, кг/м2
Контроль (фон) 1,703 19,5 85,4 27,1
Фон + Келик Калий-Кремний 1,747 17,5 89,8 28,5
Фон + Силиплант 1,756 16,4 93,5 29,1
Фон + Форрис 1,741 16,0 92,6 29,6
Фон + Bio Silicium 1,730 17,2 89,1 28,0
НСР0,05 0,009 0,3 1,8 0,5

Одной из основных функций кремния для растения является повышение устойчивости организма к неблагоприятным факторам среды. В зимних теплицах при использовании современного оборудования для растений создаются благоприятные условия микроклимата. При нарушении одного из параметров микроклимата тепличный огурец может реагировать отмиранием завязей. В условиях опыта теплично-оранжерейного комплекса основной неблагоприятный фактор для огурца был недостаточный приход солнечной радиации. Дополнительное досвечивание применяли только в рассадный период. При применении кремнийсодержащих удобрений степень отмирания завязей огурца была меньше по сравнению с контролем на 2,0-3,5 %. Входящие в состав Форриса кремний, ауксины и дигидрокверцетин в синергизме способствовали получению минимального количества «отмерших» завязей в опыте.

Изучаемый огурец Киборг F1 формирует бугорчатые плоды. Этот гибрид является сравнительно новым для тепличных комбинатов, его популярность за счет получения высоких урожаев и формирования сильного растения возрастает у тепличников. Гибрид характеризуется высокой товарностью плодов, но в период массового плодоношения, когда растение «стареет», начинается отмирание корневой системы, вследствие чего появляются искривленные поврежденные плоды, относящиеся к категории нестандарта. Разные категории качества продукции огурца отличаются по стоимости, что впоследствии влияет на рентабельность производства. Количество стандартной и нестандартной продукции учитывали в течение каждого сбора, в конце оборота определяли общий выход стандартной продукции.

В опыте выход стандартной продукции изменялся в зависимости от применяемых кремнийсодержащих удобрений. Наибольший выход стандартной продукции за оборот был получен при выращивании огурца с использованием удобрения Силиплант – 93,5 %, что было не существенно больше, чем при использовании Форрис на 0,9 %, достоверно больше по сравнению с контролем, Келик Калий-Кремний и Bio Silicium на 3,7-8,1 %.

Сборы огурца в опыте проводили по мере созревания плодов: плодоношение началось во второй декаде февраля, последний сбор был во второй декаде июня. В конце оборота определяли общую урожайность культуры. В результате проведения внекорневых подкормок кремнийсодержащими удобрениями в опыте был получен статистически достоверный прирост урожайности огурца относительно контроля – на 3,3-9,2 %. Самая высокая урожайность была отмечена при применении удобрения Форрис – 29,6 кг/м2, разница по сравнению с контролем составила 2,5 кг/м2. При обработке растений огурца Силиплантом урожайность достоверно превышала значение контроля на 2,0 кг/м2 и была несущественно больше относительно использования Форрис на 0,5 кг/м2. Обработка растений Келик Калий-Кремний и BioSilicium обеспечило увеличение урожайности огурца по сравнению с контролем на 1,4 и 0,9 кг/м2 соответственно.

Среди наиболее известных в настоящее время диетических продуктов в мире огурец считается одним из самых полезных. Плод огурца может содержать до 95 % живой структурированной воды, а, следовательно, он имеет низкую калорийность. В биохимический состав плодов огурцов также входят высоко полезные, а также легкоусвояемые соединения йода. В плодах огурца находится большое количество клетчатки, также множество полезных веществ – фолиевая кислота, витамины В1, В2, С, а также белок и сахар.

Применение подкормок кремнийсодержащих удобрений способствовало улучшению биохимического состава плодов огурца. Качественный состав плодов огурца по содержанию сухого вещества, сахаров и нитратов определяли в фазу массового плодоношения гибрида.

При применении кремнийсодержащих удобрений содержание сухого вещества в плодах огурца достоверно увеличивалось относительно контроля на 0,05-0,11 %. Разница в накоплении сухого вещества в плодах между применением Силипланта и Форриса, Келик Калий-Кремний и BioSilicium была не существенная. Наибольшее количество сухого вещества в плодах было получено при подкормке растений Силиплантом – 6,28 % (таблица 3.4.5).

Таблица 3.4.5 – Влияние кремнийсодержащих удобрений на содержание сухого вещества, сахаров и нитратов в плодах огурца

Вариант Сухое вещество, % Сахара, % Нитраты, мг/кг
Контроль (фон) 6,17 1,89 124
Фон + Келик Калий-Кремний 6,23 1,95 112
Фон + Силиплант 6,28 1,98 107
Фон + Форрис 6,26 1,97 102
Фон + Bio Silicium 6,22 1,95 109
НСР0,05 0,02 0,02 4

Подкормка растений огурца изучаемыми удобрениями способствовала накоплению большего количества сахаров в плодах относительно контроля на 0,06-0,09 %. Больше всего сахаров в плодах огурца было отмечено при использовании Силипланта.

Важным качественным показателем тепличной продукции, особенно в интенсивных технологиях малообъемного выращивания, является содержание в ней нитратов. В плодах огурца защищенного грунта предельно допустимая концентрация нитратов не должна превышать 400 мг/кг. Содержание нитратов в плодах огурца было меньше ПДК на 276-298 мг/кг. Кремний способствует лучшему протеканию азотного обмена в тканях растений. При применении кремнийсодержащих удобрений количество нитратов в плодах огурца снижалось относительно контроля на 12-22 мг/кг. Меньше всего нитратов в плодах было получено при использовании удобрения Форрис – 102 мг/кг.

Заключение.

Результаты исследований свидетельствуют о том, что применение кремния в составе удобрений обеспечивает повышение продуктивности тепличного огурца. Кремний повышает степень усвоения элементов питания растения, обеспечивая эффективное использование удобрений в системах фертигации. Применение кремния способствует увеличению вегетативной массы растений. Этот элемент питания, принимая участие в биосинтезе защитных метаболитов, повышает стрессоустойчивость растений. Комплекс положительных свойств кремния позволяет увеличивать урожайность выращиваемых сельскохозяйственных культур и улучшать качество получаемой продукции.

При применении подкормок кремнийсодержащими удобрениями степень усвоения элементов питания растениями огурца увеличивалась: содержание азота в дренажном растворе снижалось относительно контроля на 6-26 мг/л, фосфора – на 4-8 мг/л, калия – на 18-34 мг/л. Использование кремнийсодержащих удобрений способствовало увеличению площади листьев огурца по сравнению с контролем на 0,027-0,053 м2/растение, общего выхода стандартной продукции – на 3,7-8,1 %, снижению степени отмирания завязей – на 2,0-3,5 %.Урожайность огурца в результате проведения подкормок кремнийсодержащими удобрениями была достоверно больше чем в контроле на 3,3-9,2 %.Наибольшая урожайность огурца Киборг F1 была получена при применении удобрения Форрис и разница по сравнению с контролем составила 2,5 кг/м2. При обработке растений огурца Силиплантом урожайность достоверно превышала значение контроля на 2,0 кг/м2 и была несущественно больше относительно использования Форрис на 0,5 кг/м2. Применение кремнийсодержащих удобрений способствовало улучшению биохимического состава плодов огурца: содержание сухого вещества было больше относительно контроля на 0,05-0,11 %, сахаров – на 0,06-0,09 %, количество нитратов снижалось на 12-22 мг/кг.

Таким образом, в условиях шестой световой зоны для увеличения урожайности огурца в малообъемной технологии выращивания рекомендуется применять кремнийсодержащие удобрения Силиплант и Форрис, что обеспечивает прибавку относительно контроля 7,4 и 9,2 % соответственно.

3.5. Влияние биологически активных веществ в составе органо-минеральных удобренийна продуктивность тепличного огурца

Урожайность огурца и качество получаемого урожая в значительной мере зависит от условий внешней среды. Существует целый ряд приемов, направленных на повышение продуктивности данной культуры (Глазунова Д.Ю., Юрина А.В., 2018; Колесниченко Е.Ю., 2016). Одним из перспективных направлений повышения продуктивности огурца и качества его урожая является регуляция роста в зависимости от подкормок органоминеральными удобрениями, в состав которых входят биологически активные вещества.

Цель исследований – оценка продуктивности огурца в условиях защищенного грунта в зависимости от применения подкормок органоминеральными удобрениями.

Материалы и методы исследований.

Опыт был заложен в зимней остекленной теплице шестой световой зоны. Огурец выращивали в зимне-весенний оборот методом малообъемной технологии, в качестве субстрата использовали минеральную вату. Объекты исследований: огурец Артист F1, Мамлюк F1, органоминеральные удобрения Максифол Рутфарм, Аминофол Плюс, Басфолиар Актив, Квик-Линк.

Исследования проводились двумя методами: вегетационным и лабораторным. Вегетационный опыт – однофакторный. Схема опыта: 1 – Контроль (фон); 2 – Фон + Максифол Рутфарм; 3 – Фон + Крисс; 4 – Фон + Аминофол Плюс; 5 – Фон + Басфолиар Актив.

Максифол Рутфарм– органоминеральное удобрение, содержащее калий, азот в органической и амидной форме, хелат цинка и биологические активные вещества (витамины, бетаин, цитокинин, ауксины, гиббериллины, альгиновая кислота). Агрохимикат стимулирует развитие корневой системы,имеет антистресовые свойства, стимулирует фотосинтетическую активность.

Крисс–органоминеральное удобрение, в состав которого входят азот, фосфор, калий, растительные экстракты, аминокислоты. Крисс предназначен для стимуляции роста плодов, сохранения их формы и повышения сохранности.Препарат способен поставлять аминокислоты и макроэлементы в растительный организм, которые способствуют усилению метаболизма растений.

Аминофол Плюс–специальное антистрессовое органоминеральное удобрение, содержащее макроэлементы NPK и комплекс аминокислот. ПрименениеАминофол Плюсспособствует преодолению растением стрессовых ситуаций, стимулирует рост и развитие, повышает устойчивость к болезням, в результате увеличивается урожайность культур и качествополучаемой продукции.

Басфолиар Актив – смесьжидкого минерального удобрения NPK (3-27-18), микроэлементов и экстракта морских водорослей. Органоминеральное удобрение способствует быстрому росту здорового растения, повышает усвоение растением макро- и микроэлементов, улучшает развитие корневой системы и увеличивает урожайность культуры.

Корневая подкормка: Максифол Рутфарм (4,0-4,5 л/га) и Аминофол Плюс (0,2-0,3 л/га), 1-я – в фазу первого настоящего листа, последующие с интервалом 14 дней до конца вегетации; внекорневые подкормки: Крисс (1,5-2,0 л/га), Басфолиар Актив (0,5 л/га), 1-я – в фазу 4-х настоящих листьев, последующие с интервалом через 14 дней до конца вегетации.

При выращивании огурца на минераловатном субстрате, имеющем нулевое плодородие, применяли стандартные по периодам выращивания растворы. Эти растворы с соответствующим сбалансированным соотношением элементов питания, уровнями рН и ЕС были контролем и фоном для всех вариантов опыта.

Результаты исследований.

Применение органоминеральных удобрений, содержащих комплекс биологически активных веществ, способствовало повышению продуктивности растений огурца: повышалось усвоение элементов питания, увеличивались урожайность и выход стандартной продукции.

Все исследования по изучению поглощения элементов питания при применении различных подкормок удобрениями проводили на огурце Артист F1. По сравнению с основными удобрениями, используемыми в питательных растворах, изучаемые органоминеральные удобрения, которые применяли в опыте в форме корневых и внекорневых подкормок, не значительно влияли на изменение количества элементов питания в листьях и плодах растений огурца, но изменения все-таки отмечались. Увеличение в листьях огурца элементов питания говорит о том, что проведение подкормок способствовало интенсификации процессов обмена веществ в растениях. Наибольшая эффективность в аккумуляции элементов питания в растительных тканях была отмечена при применении корневых подкормок.

Содержание азота в листьях огурца при применении органоминеральных удобренийувеличилось по отношению к контролю на 0,04-0,14 % к сухой массе.При использовании Басфолиар Актив содержание азота в листьях увеличивалось по сравнению с контролем несущественно на 0,04 % к сухой массе(таблица 3.5.1).

Таблица 3.5.1 – Влияние органоминеральных удобрений на содержание элементов питания в листьях огурца, % к сухой массе

Вариант Nобщ P2O5 K2O
Контроль (фон) 5,16 0,81 3,15
Фон + Максифол Рутфарм 5,28 0,93 3,21
Фон + Крисс 5,24 0,85 3,19
Фон + Аминофол Плюс 5,30 0,98 3,24
Фон + Басфолиар Актив 5,20 0,83 3,18
НСР0,05 0,04 0,02 0,02

Обработка растений огурца удобрением Крисс способствовало увеличению общего азота в листьях огурца относительно контроля на 0,08 % к сухой массе. Внесение Максифол Рутфарм в корневую подкормку способствовало увеличению общего азота в тканях листа огурца по сравнению с контролем на 0,12 % к сухой массе. При применении Аминофол Плюс накапливалось наибольшее количество азота – 5,30 % к сухой массе, что было достоверно больше чем в контроле на 0,14 % к сухой массе.

Проведение подкормок органоминеральными удобрениямиспособствовало увеличению содержания фосфора в листьях огурца относительно контроля на 0,02-0,17 % к сухой массе. При применении Басфолиар Актив содержание фосфора в листьях было не существенно больше, чем в контроле на 0,02 % к сухой массе. Использование удобрения Крисс способствовало существенному накоплению фосфора в листьях относительно контроля на 0,04 % к сухой массе. При корневой обработке растений огурца Максифол Рутфарм содержание фосфора было больше чем в контроле на 0,12 % к сухой массе. Больше всего фосфора накопилось в листьях огурца при применении Аминофол Плюс – 0,98 % к сухой массе, разница относительно других вариантов составила 0,05-0,17 % к сухой массе.

Количество калия в листьях огурца после проведения подкормок Максифол Рутфарм, Крисс, Аминофол Плюс, Басфолиар Актив существенно увеличилось относительно контроля на 0,03-0,09 % к сухой массе. Наибольшее количество калия в листьях огурца было при обработке растений Аминофол Плюс – 3,24 % к сухой массе.

В целом по соотношению количества питательных элементов в листьях огурца больше всего было азота, меньше калия исамое низкое содержание – фосфора: N: Р : К = 1 : 0,16-0,18 : 0,63-0,64.Динамика увеличения содержания азота, фосфора и калия в плодах огурца при применении подкормок органоминеральными удобрениями была такая же, как и в листьях.

При применении подкормок содержание азота в плодах огурца увеличилось по сравнению с контролем на 0,02-0,13 % к сухой массе, фосфора – на 0,03-0,08% к сухой массе, калия – на 0,04-0,12% к сухой массе. Наибольшее количество элементов питания накопилось при использовании Аминофол Плюс: содержание азота было существенно больше относительно контроля на 0,13 % к сухой массе, фосфора – на 0,08, калия – на 0,12(таблица 3.5.2).

Таблица 3.5.2 – Влияние органоминеральных удобрений на содержание элементов питания в плодах огурца, % к сухой массе

Вариант Nобщ P2O5 K2O
Контроль (фон) 2,55 1,49 5,16
Фон + Максифол Рутфарм 2,62 1,56 5,25
Фон + Крисс 2,58 1,52 5,21
Фон + Аминофол Плюс 2,68 1,57 5,28
Фон + Басфолиар Актив 2,57 1,52 5,20
НСР0,05 0,01 0,02 0,03

Соотношение содержания элементов питания в плодах огурца было иное, чем в листьях: больше всего накапливалось калия – N: Р : К = 1 : 0,58-0,60 : 1,97-2,02. В листьях огурца содержание фосфора было в 1,60-1,85 раз меньше, чем в плодах, калия – в 1,63-1,64, количество азота – меньше в 1,9-2,03 раз.

Сборы огурца проводили по мере созревания плодов. В конце оборота определяли общую урожайность культуры. Урожайность огурца изменялась в зависимости от применяемых согласно схеме опыта органоминеральных удобрений, которые вносили на фоне основного минерального питания в качестве внекорневых и корневых обработок, в результате урожайность огурца увеличивалась относительно контроля в среднем по опыту на 0,8-2,8 кг/м2(таблица 3.5.3).

Таблица 3.5.3 – Влияние органоминеральных удобрений на урожайность огурца, кг/м2

Удобрение, А Гибрид, В А,

НСР0,05 = 0,7

АртистF1 Мамлюк F1
Контроль (фон) 23,3 21,9 22,6
Фон + Максифол Рутфарм 26,2 24,6 25,4
Фон + Крисс 24,6 22,2 23,4
Фон + Аминофол Плюс 25,8 24,1 25,0
Фон + Басфолиар Актив 25,1 23,0 24,1
В, НСР0,05 = 0,6 25,0 23,2 НСР0,05 = 1,2

При внекорневой подкормке огурца удобрением Крисс урожайность была существенно выше по сравнению с контролем в среднем по опыту на 0,8 кг/м2.Использование Басфолиар Актив стимулировало цветение растений и завязывание плодов, как в благоприятных, так и в неблагоприятных условиях, в результате урожайность огурца в среднем по опыту была достоверно больше относительно контроля на 1,5 кг/м2. При применении в корневую подкормку Аминофол Плюс, в состав которого входит комплекс аминокислот, урожайность огурца существенно увеличилась относительно контроля в среднем по опыту на 2,4 кг/м2.

Максифол Рутфарм является эффективным корнестимулирующим органоминеральным удобрением. Подкормка растений огурца Максифол Рутфарм способствовала получению максимальной урожайности в среднем по опыту – 25,4 кг/м2, существенная разница по сравнению с контролем составила 2,8 кг/м2, по отношению к применению удобрений Крисс и Басфолиар Актив – 2,0 и 1,3 кг/м2 соответственно, не существенная разница относительно использования Аминофол Плюс – 0,4 кг/м2.

Каждый гибрид обладает определенным потенциалом к реализации потенциала урожайности. В результате исследований получено, что урожайность огурца Артист F1 была достоверно выше относительно Мамлюк F1 на 1,8 кг/м2.

Важной хозяйственной характеристикой овощной продукции является процент стандартных плодов в полученном урожае. При проведении подкормок выход стандартной продукции был существенно выше относительно контроля в среднем по опыту на 5-9 %. Самый высокий выход стандартной продукции был получен при применении удобрений Максифол Рутфарм и Аминофол Плюс – 87 %. Выход стандартной продукции огурца Артист F1 был больше, чем у Мамлюк F1 в среднем на 2 % (таблица 3.5.4).

Таблица 3.5.4 – Влияние органоминеральных удобрений на выход стандартной продукции огурца, %

Удобрение, А Гибрид, В А,

НСР0,05 = 2

АртистF1 Мамлюк F1
Контроль (фон) 79 77 78
Фон + Максифол Рутфарм 89 85 87
Фон + Крисс 83 82 83
Фон + Аминофол Плюс 86 87 87
Фон + Басфолиар Актив 84 81 83
В, НСР0,05 = 1,5 84 82 НСР0,05 = 3,5

Таким образом, в зимне-весенний оборот в условиях шестой световой зоны при применении органоминеральных удобрений, содержащих биологически активные вещества, продуктивность огурца повышалась. Использованиеорганоминеральных удобрений способствовало лучшему усвоению растениями огурца азота, фосфора и калия: содержание элементов питания в листьях и плодах было выше, чем в контроле на 0,02-0,14, 0,02-0,17, 0,03-0,12 % к сухой массе соответственно. Наибольшая урожайность огурца была получена при подкормке удобрением Максифол Рутфарм – 25,4 кг/м2 в среднем по опыту, существенная разница по сравнению с контролем составила 2,8 кг/м2. Самый высокий выход стандартной продукции был получен при применении Максифол Рутфарм и Аминофол Плюс – 87 %.

3.6. Применение биологически активных веществ в составе органоминеральных удобрений при выращивании томата в защищенном грунте

Прирост производства тепличной продукции обеспечивается за счет повышения урожайности и увеличения площадей теплиц. Увеличить урожайность томата возможно с помощью различных агротехнических приемов: дополнительное освещение растений, режим орошения, защита растений от болезней и другое.Использование в технологии выращивания томата удобрений, содержащих макро-, микроэлементы и биологически активные вещества, обеспечивает интенсификацию процессов обмена веществ в растениях, повышают стрессоустойчивость к неблагоприятным факторам и в конечном итоге обеспечивают высокую урожайность.

Цель исследований – изучение влияния биологически активных веществ в составе органоминеральных удобрений на продуктивность томата Шерами F1 в условиях зимней теплицы.

Материалы и методы исследований.

Исследования проводились в течение продленного оборота в условиях защищенного грунта. Производственный опыт был заложен в зимней остекленной теплице, которая согласно уровню прихода солнечной радиации на единицу поверхности находится в шестой световой зоне (Ставропольский край). В теплице в автоматическом режиме с помощью климатической компьютерной программы регулируется микроклимат, который создается с помощью систем отопления, досвечивания, подкормки углекислым газом, доувлажнения воздуха, капельного полива, минерального питания и дополнительного досвечивания растений. В качестве субстрата использовалось кокосовое волокно.

Объекты исследований: томат Шерами F1, органоминеральные удобрения 5АП, Максифол Рутфарм, Нутримир 4-4-10, Квик-Линк.

Шерами F1(Оригинатор – «RijkZwaan», Нидерланды) – индетерминантный гибрид томата для выращивания в защищенном грунте. Гибрид относится к группе черри-томатов для штучного сбора. Плод округлой формы, массой до 16 г, плотный, не растрескивается. Растение открытое, мощное, имеет хорошую завязываемость плодов, короткие междоузлия.

5АП (5&UP)– органоминеральное удобрение в жидкой форме, содержащее калий, азот в органической и амидной форме, фосфор, биологически активные вещества – аминокислоты, пептиды и органические вещества. Удобрение повышает усвоение элементов питания растениями, имеет антистрессовые свойства, биостимулирующий эффект, усиливает активность микрофлоры почвы (субстрата).

Максифол Рутфарм – органоминеральное удобрение, содержащее калий, азот в органической и амидной форме, хелат цинка и биологические активные вещества (батаин, цитокинин, ауксин, гибберилины, альгиновая кислота, комплекс витаминов B1, B6, PP). Удобрение стимулирует развитие корневой системы, имеет антистрессовые свойства, стимулирует фотосинтетическую активность.

Нутримир (Nutrimyr) 4-4-10 – органоминеральное удобрение, содержащее азот, фосфор, калий, марганец, цинк, бор, молибден, биологически активные вещества (комплекс аминокислот и пептидов). Применение Нутримир 4-4-10 способствует оптимальному созреванию и повышению качества плодов овощных культур, повышает стрессоустойчивость растений, способствует лучшему поглощению и усвоению элементов питания.

Квик-Линк (Quik-Link) – органоминеральное удобрение для фертигации, в состав которого входят медь, железо, марганец, молибден, цинк, биологически активные вещества – аминокислоты, пептиды, лигносульфатоны, органические вещества. Квик-Линкусиливает усвоение макроэлементов растением, стрессоустойчивость растений, способствует развитию корневой системы, активизирует развитие триходермы и микоризных грибов.

Схема опыта: 1 – Контроль (фон); 2 – Фон + 5АП; 3 – Фон + Максифол Рутфарм; 4 – Фон + Нутримир 4-4-10; 5 – Фон + Квик-Линк. В опыте проводили листовые подкормки Нутримир 4-4-10 (3-5 мл/га), корневые подкормки: 5АП (5,5-6,0 л/га), Квик-Линк (3-4 л/га), Максифол Рутфарм (4,0-4,5 л/га); первая подкормка – в фазу цветения первой кисти, последующие с интервалом 14 дней до конца вегетации.

Производственный опыт был построен по методу организованных повторений, размещение повторений сплошное, расположение делянок – многоярусное, вариантов внутри повторения – рендомизированное. Наблюдения, учеты, химический анализ растений проводили согласно общепринятым методикам и рекомендациям. Лабораторные анализы проводили на базе агрохимической лаборатории университета.

Результаты исследований.

Нарастание листовой массы, прирост стебля, налив плодов растений томата в производственных опытах, особенно в условиях защищенного грунта, являются важными показателями, характеризующими изучаемые сорта (гибриды) и агротехнические приемы. В задачи исследований входило изучение формирования вегетативных органов и плодов. В опыте выращивали томат Шерами F1 индетерминантного типа роста раннего срока созревания, который в относительно короткие сроки формирует листовой аппарат.

В опыте применяли биологически активные вещества в составе органоминеральных удобрений, которые интенсифицировали обменные процессы в растении, в результате средний прирост растений за неделю был выше по сравнению с контролем(таблица 3.6.1).

Таблица 3.6.1 -Влияние органоминеральных удобрений на вегетативный рост томата

Вариант Средний прирост за неделю, см Высота растения, см Количество листьев, штук
Контроль (фон) 16,9 745,9 19,2
Фон + 5АП 20,3 888,1 23,5
Фон + Максифол Рутфарм 19,7 872,5 22,7
Фон + Нутримир 4-4-10 18,6 826,2 21,5
Фон + Квик-Линк 21,2 906,5 24,5
НСР0,05 0,8 17,4 0,6

Средний прирост томата за неделю при применении удобрения Нутримир 4-4-10 был 18,6 см, что превышало контроль на 1,7 см. Проведение листовой подкормки растений Максифол Рутфарм способствовало существенному увеличению среднего прироста за неделю относительно контроля на 2,8 см. При использовании удобрения 5АП средний прирост за неделю был достоверно выше, чем в контроле на 3,4 см. Наибольший прирост был получен при применении Квик-Линк – 21,2 см, разница по сравнению с контролем составила 4,3 см, относительно подкормок Максифол Рутфарм, Нутримир 4-4-10 и 5АП – 0,9-2,6 см.

В зависимости от среднего прироста за неделю различалась высота растений томата: динамика изменений относительно контроля была аналогична. Наименьшая высота растений была получена в контроле – 745,9 см. При применении органоминеральных удобрений высота растений томата существенно увеличивалась относительно контроля на 80,3-160,6 см. Самые высокие растения были получены в результате проведения подкормок удобрением Квик-Линк – 906,5 см, разница по сравнению с контролем составила 160,6 см.

Урожайность культуры зависит от размера листового аппарата: количества листьев и их площади. В опыте определяли общее количество листьев, образовавшихся на одном растении за весь период выращивания. Высокая эффективность в этом отношении была отмечена при проведении корневых подкормок удобрениями 5АП и Квик-Линк – 23,5 и 24,5 штук соответственно, разница относительно контроля и применения Максифол Рутфарм и Нутримир 4-4-10 составила 0,8-5,3 штук. В результате применения подкормок удобрениями Максифол Рутфарм и Нутримир 4-4-10 количество листьев было выше, чем в контроле на 3,5 и 2,3 штук соответственно.

Урожайность томата к концу периода выращивания определяется сформировавшимися и созревшими плодами, их общей массой. Изучаемый гибрид томата Шерами F1 относится к группе мелкоплодных томатов, разновидности черри, формирующие длинные кисти, от количества которых зависела урожайность культуры.

К концу оборота количество кистей у опытных растений томата Шерами F1 варьировало в пределах 35,2-40,8 штук. При применении органоминеральных удобрений количество кистей томата увеличивалось относительно контроля. В результате обработки растений Максифол Рутфарм количество собранных кистей было больше, чем в контроле на 3,2 штук (таблица3.6.2).

Таблица 3.6.2–Влияниеорганоминеральных удобрений на формирование плодов томата

Вариант Количество собранных кистей томата, штук Средняя масса плода томата, г
среднее +/- к контролю среднее +/- к контролю
Контроль (фон) 35,2 13,2
Фон + 5АП 40,8 5,6 15,4 2,2
Фон + Максифол Рутфарм 38,4 3,2 13,8 0,6
Фон + Нутримир 4-4-10 36,9 1,7 14,1 0,9
Фон + Квик-Линк 39,7 4,5 14,9 1,7
НСР0,05 0,9 0,4

Использование удобрения Нутримир 4-4-10 способствовало существенному увеличению количества собранных кистей относительно контроля на 1,7 штук. При подкормке растений 5АП и Квик-Линк количество собранных кистей было достоверно больше чем в контроле на 5,6 и 4,5 штук соответственно, разница между этими вариантами была несущественная.

Томат Шерами F1 формирует мелкие плоды округлой формы для штучного сбора, которые отличаются высокой плотностью, устойчивостью к растрескиванию. При применении биологически активных веществ в составе органо-минеральных удобрений средняя масса плода томата увеличивалась по сравнению с контролем на 0,6-2,2 г. Разница в средней массе плода при использовании Максифол Рутфарм и Нутримир 4-4-10 была несущественная – 0,3 г. Обработка растений томата удобрением Квик-Линк способствовала увеличению средней массы плода относительно контроля на 2,2 г. Наибольшая средняя масса плода была получена в результате корневой подкормки удобрением 5АП – 15,4 г, что превышало контроль на 2,2 г.

Исследованиями установлено, что при проведении подкормок органоминеральными удобрениями биохимический состав плодов томата улучшался относительно контроля. Содержание сухого вещества в плодах томата в опыте было в пределах 7,7-8,7 % (таблица 3.6.3).

Таблица 3.6.3–Влияниеорганоминеральных удобрений на биохимический состав плодов томата

Вариант Сухое вещество, % Сахара, % Нитраты, мг/кг
Контроль (фон) 7,7 4,6 214
Фон + 5АП 8,5 5,4 196
Фон + Максифол Рутфарм 8,2 5,0 190
Фон + Нутримир 4-4-10 8,0 4,8 194
Фон + Квик-Линк 8,7 5,8 192
НСР05 0,2 0,3 5

В плодах томата при применении Максифол Рутфарм, Нутримир 4-4-10 и 5АП содержание сухого вещества было существенно выше, чем в контроле на 0,5, 0,3 и 0,8 % соответственно. Наибольшее количество сухого вещества накапливалось в плодах томата при корневой подкормке Квик-Линк – 8,7 %, что достоверно превышало контрольный вариант на 1,0 %.

Содержание сахаров в плодах томата изменялось в зависимости от применения органоминеральных удобрений в пределах 4,6-5,8 %. Количество сахаров в плодах томата при использовании Нутримир 4-4-10 было несущественно больше, чем в контроле на 0,2 %, и меньше, чем при применении Максифол Рутфарм на 0,2 %. При внесении в схему питания удобрения 5АП содержание сахаров в плодах томата было больше по сравнению с контролем на 0,8 %. Больше всего сахаров накопилось в плодах томата при подкормке Квик-Линк – 5,7 %, что было существенно больше, чем в контроле на 1,2 %.

Лабораторными анализами установлено, что количество нитратов в плодах томата оказалось меньше предельно допустимой концентрации на 86-10 мг/кг (ПДК нитратов для тепличного томата – 300 мг/кг). При применении органоминеральных удобрений содержание нитратов в плодах снижалось относительно контроля на 18-34 мг/кг. Меньше всего нитратов в плодах томата отмечалось при использовании Максифол Рутфарм – 190 мг/кг.

В опыте урожайность томата изменялась в пределах 26,0-29,7 кг/м2. Применение листовых подкормок для овощных культур является эффективным приемом повышения урожайности. Обработка растений томата удобрением Нутримир 4-4-10 стимулировала цветение томата, повышало стрессоустойчивость растений, в результате урожайность достоверно превышала значения контроля на 1,1 кг/м2, и была меньше по сравнению с вариантами опыта с 5АП, Максифол Рутфарм и Квик-Линк – на 0,5-2,6 кг/м2. Удобрения 5АП, Максифол Рутфарм и Квик Линк применяли в качестве корневых подкормок. Обработка растений удобрением Максифол Рутфарм, содержащее комплекс биологически активных веществ, способствовала увеличению урожайности томата относительно контроля на 1,6 кг/м2.

Урожайность томата при применении Квик-Линк была достоверно больше чем в контроле и использовании Максифол Рутфарм, Нутримир 4-4-10 на 1,7-2,3 кг/м2. Наибольшая урожайность была получена при выращивании томата с внесением корневой подкормки 5АП – 29,7 кг/м2, разница относительно контроля и применения Максифол Рутфарм, Нутримир 4-4-10 была существенная и составила 2,1-3,7 кг/м2, по сравнению с Квик-Линк несущественная – 0,4 кг/м2(таблица 3.6.4).

Таблица 3.6.4 -Влияние органоминеральных удобрений на урожайность томата, кг/м2

Вариант Среднее +/- к контролю
Контроль (фон) 26,0
Фон + 5АП 29,7 2,7
Фон + Максифол Рутфарм 27,6 1,6
Фон + Нутримир 4-4-10 27,1 1,1
Фон + Квик-Линк 29,3 2,3
НСР0,5 0,7

Заключение.

Результаты исследований подтверждают, что применение биологически активных веществ в составе органоминеральных удобрений при выращивании томата в зимних теплицах повышает интенсивность протекания физиологических процессов и продуктивность культуры увеличивается.

Наибольший прирост и самые высокие растения были получены при применении удобрения Квик-Линк: показатели превышали контроль на 4,3 см и 160,6 см соответственно. Больше всего листьев на одном растении было отмечено при проведении корневых подкормок органоминеральными удобрениями 5АП и Квик-Линк – 24,5 и 23,7 штук соответственно, разница относительно контроля и применения Максифол Рутфарм и Нутримир 4-4-10 составила 0,8-5,3 шт. Больше всего собранных кистей и самые крупные плоды в опыте были получены при применении удобрения 5АП: показатели были достоверно больше чем в контроле на 5,6 штук и 2,2 г соответственно.

Использование биологически активных веществ в составе органоминеральных удобрений способствовало улучшению качественного состава плодов томата. Больше всего сухого вещества и сахаров в плодах томата накапливалось при подкормке растений Квик-Линк и было достоверно выше по сравнению с контролем на 1,0 % и 1,2 % соответственно. Содержание нитратов в плодах томата находилось в пределах предельно допустимой концентрации.

Наибольшая урожайность черри-томата Шерами F1 в продленный оборот была получена при применении органоминерального удобрения 5АП – 29,7 кг/м2, что было больше, чем в контроле, использования Максифол Рутфарм, Нутримир 4-4-10 и Квик Линк на 0,4-3,7 кг/м2.

3.7. Рекомендации по применению биологически активных веществ в условиях защищенного грунта

Биологически активные вещества рекомендуется применять в малообъемной технологии выращивания овощных культур в условиях защищенного грунта с целью повышения количественных и качественных показателей продукции.

Рекомендации по применению биологически активных веществ для томата (расход рабочей жидкости – 1000 л/га):

  1. В фазу 2-х настоящих листьев – гетероауксин(0,05 кг/га)длястимуляции корнеообразования растений;
  2. В фазе цветения 1-2-й кисти – гетероауксин (0,05 кг/га)и гиббереллиновых кислот натриевые соли (0,03 кг/га)для получения мощной вегетативной массы, улучшения завязываемости плодов, ускорения созревания, повышения раннего и общего урожая культуры;
  3. В период массового плодоношения – гетероауксин (0,05 кг/га), гиббереллиновых кислот натриевые соли (0,03 кг/га), кинетин (0,03 кг/га) для увеличения урожайности и качества плодов;
  4. В фазе 4-6 настоящих листьев и трехкратно каждые 14 дней –арахидоновую кислоту (0,5 г/га), гидрокискоричные кислоты (0,02 л/га), тритерпеновые кислоты (0,05 л/га, салициловую кислоту (0,05 кг/га) в сочетании между собой или самостоятельно, которые способствуют повышению собственного иммунитета растений, вследствие чего снижению пораженности болезнями и увеличению урожайности товарной продукции;
  5. В фазе 2-х настоящих листьев и через каждые 10 дней до окончания вегетации – аспарагиновую кислоту (0,3 л/га), глутаминовую кислоту (0,3 л/га), триптофан (0,5 кг/га), глицин (0,5 кг/га),аминокислоты применять самостоятельноили в комплексе для повышения антистрессовых свойств растений от влияния неблагоприятных факторов, улучшения усвоения питательных элементов, интенсификации процессов фотосинтеза,завязываемости плодов, в результате получения прибавки урожайности и улучшения качества продукции.

Рекомендации по применению биологически активных веществ для огурца (расход рабочей жидкости – 1000 л/га):

  1. В фазу 2-х настоящих листьев – гетероауксин (0,05 кг/га) для стимуляции роста и развития корневой системы растений;
  2. В фазе начала цветения– гетероауксин (0,05 кг/га)и гиббереллиновых кислот натриевые соли (0,03 кг/га)для стимуляции формирования листового аппарата и плодов;
  3. В период массового плодоношения – гетероауксин (0,05 кг/га), гиббереллиновых кислот натриевые соли (0,03 кг/га), кинетин (0,03 кг/га) для увеличения урожайности и улучшения биохимического состава продукции;
  4. В фазе 2-х настоящих листьев и трехкратно каждые 14 дней –арахидоновую кислоту (0,5 г/га), гидрокискоричные кислоты (0,02 л/га), тритерпеновые кислоты (0,05 л/га, салициловую кислоту (0,05 кг/га) в сочетании между собой или самостоятельно, которые способствуют повышению защитных свойств растительного организма против патогенов, усилению протекания физиологических процессов и увеличению урожайности;
  5. В фазе 2-х настоящих листьев и через каждые 10 дней до окончания вегетации – аспарагиновую кислоту (0,3 л/га), глутаминовую кислоту(0,3 л/га), триптофан (0,5 кг/га), глицин (0,5 кг/га), аминокислоты применять самостоятельноили в комплексе, что обеспечивает повышение продуктивности культуры, особенно в стрессовых условиях, вследствие чего улучшается формирование корневой системы, сохраняются завязи, увеличиваются коэффициенты использования элементов из питательных растворов, урожайность товарной продукции, накапливаются в плодах биохимические показатели.

Биологически активные вещества рекомендуется применять для огурца и томата как самостоятельно, так и в составе различных биопрепаратов, регуляторов роста и органоминеральных удобрений, эффективность действия которых обоснована при проведении научных исследований.

Для повышения продуктивности огурца в условиях защищенного грунта также эффективно применять кремнийсодержащие агрохимикаты с фазы 2-4 настоящих листьев огурца (расход рабочего раствора – 250 л/га), и каждые 14 дней 3 обработки. Кремний оказывает на растения полифункциональное действие: способствует повышению степени усвоения элементов питания растением, увеличению вегетативной массы, повышению стрессоустойчивости, урожайности и улучшению качества получаемой продукции.

4. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ВЫРАЩИВАНИЯ ОВОЩНЫХ КУЛЬТУР В ЗАЩИЩЕННОМ ГРУНТЕ

Экономическая эффективность технологий возделывания сельскохозяйственных культур определяется по их влиянию на улучшение конечных показателей сельскохозяйственного производства, главным образом, на прирост прибыли за счет повышения урожайности культур, улучшения качества продукции, сокращения затрат труда и снижения себестоимости производства продукции.

Оценка экономической эффективности различных приемов возделывания является основным показателем целесообразности выращивания овощных культур в условиях защищенного грунта. Для обеспечения населения дешевой овощной продукцией во внесезонные периоды необходимо наряду с увеличением продуктивности и повышением качества урожая одновременно стремиться к снижению затрат энергии, труда и средств на создание единицы продукции.

4.1. Экономическая эффективность применения разных схем питания томата

Экономическую эффективность применения схемпитания томата в условиях защищенного грунта оценивали по следующим показателям: уровень урожайности товарной продукции, денежная выручка с 1 м2, производственные затраты, себестоимость единицы продукции, прибыль с 1 м2 и уровень рентабельности производства свежих плодов.

В результате проведенных исследований было определено влияние анализируемых схем питания на урожайность томата. При использовании рекомендованных схем питания урожайность томата по сравнению с контролем увеличилась на 7,9-9,7 %. Настолько же возросла и денежная выручка при среднегодовой оптовой цене за килограмм томата в Ставропольском крае в 2019 г. – 85 руб.(таблица 4.1.1).

Самая высокая денежная выручка при выращивании томата была получена при использовании рекомендованнойсхемы питания (К)и была больше по сравнению с контролем на 467,5 руб./м2, относительно использования рекомендованнойсхемы питания (Са)– на 93,5 руб./м2.

Таблица 4.1.1 – Экономическая эффективность производства томата в зависимости от схемы питания

Показатель Контроль (стандартная схема питания) Рекомендованная схема питания 1 (К) Рекомендованная схема питания 2 (Са)
1 Урожайность, кг/м2 51,4 56,9 55,8
2 Цена реализации 1 кг, руб. 85,0 85,0 85,0
3 Денежная выручка, руб./м2 4369,0 4836,5 4743,0
4 Производственные затраты, руб./м2 1108,4 1187,3 1164,6
5 Себестоимость продукции, руб./кг 21,6 20,9 20,9
6 Прибыль, руб./м2 3260,6 3649,2 3578,4
7 Уровень рентабельности, % 294,2 307,4 307,3

Производственные затраты различались в зависимости от стоимости минеральных удобрений, а также затрат на сбор дополнительного урожая и были в пределах1108,4-1187,3 руб./м2. При применении рекомендованных схем питания затраты были больше чем в контрольном варианте.

Самая низкая себестоимость единицы продукции томата была отмечена при применении рекомендованных схем питания и была ниже контроля на 0,7 руб./кг.

Наибольшая прибыль с1 м2была получена при использовании большего количества калия в схеме питания томата – 3649,2 руб., что было больше чем в контроле на 388,6 руб./м2, относительно применения рекомендованной схемы питания 2 (Са) – на 70,8руб./м2.

Главный экономический показатель эффективности производства – уровень рентабельности производства продукции томата при использовании рекомендованных схем питания увеличивался по сравнению со стандартной схемой питания. При применении рекомендованной схемы питания 1 (К) и рекомендованной схемы питания 2 (Са) уровень рентабельности был больше чем в контроле на 13,2 и 13,1 % соответственно.

Таким образом, для повышенияурожайности томата и уровня рентабельности производства экономически целесообразно применять в тепличных хозяйствах схемы питания с увеличенным количеством калия и кальция, что обеспечивает рентабельность 307,4 и 307,3 % соответственно.

4.2. Экономическая эффективность применения разных систем защиты растений огурца от вредителей и болезней

Основным показателем целесообразности выращивания овощных культур в условиях открытого и защищенного грунта является оценка экономической эффективности различных приемов возделывания.Для того, чтобы обеспечить население дешевойпродукцией овощей и картофеля в летний период нужно вместе с увеличением продуктивности и повышением качества урожая стремиться к максимальному снижению затрат энергии, труда и средств на создание единицы продукции. Снижение себестоимости сельскохозяйственной продукции – одно из важнейших условий повышения эффективности её производства, способствующих успешному решению основных экономических задач.

Экономическая эффективность производства овощей защищённого грунта определяется выходом продукции в натуральном и денежном выражении с 1м² земельной площади, затратами труда и средств на 1ц или кг продукции (в том числе затратами на обогрев, электроэнергию, заработную плату, субстрат, семена, воду, минеральные удобрения и пестициды), прибылью на 1 м² площади, и главным показателем – уровнем рентабельности. Эффективность овощеводства открытого и защищенного грунта в значительной степени зависимо от естественных, технологических и организационно-экономических факторов производства. В последнее десятилетие Российской Федерации наблюдается значительное снижение экономической эффективности производства овощей, при этом площади посева увеличиваются. Снижение экономической эффективности связано с увеличением затрати большой разницей между оптовыми и розничными ценами за единицу продукцию.

В результате проведенных исследований было определено влияние анализируемых систем защиты растений на урожайность рассматриваемых гибридов огурца (Артист F1, СВ 4097 F1, Бьёрн F1). Согласно разработанной методике исследований, основное внимание уделялось эффективности систем защиты на продуктивность растений огурца, ввиду чего расчет экономической эффективности изучаемых агроприемов был произведен по средним данным продуктивности рассматриваемых гибридов.

Благодаря полученной прибавке урожайности на традиционной системе защиты относительно биологической в 0,6 кг/м2 и при средней цене реализации продукции наибольшая денежная выручка в опыте была получена на фоне применения пестицидов, что было выше, чем на фоне применения биологических мер защиты на 54 руб./м2(таблица 4.2.1).

Таблица 4.2.1 -Экономическаяэффективность применения систем защиты огурца в среднем по рассматриваемым гибридам

Показатель Традиционная система защиты растений Биологическая система защиты растений
1 Урожайность, кг/м2 26,1 25,5
2 Цена реализации 1 кг, руб. 90,0 90,0
3 Денежная выручка, руб./м2 2349,0 2295,0
4 Производственные затраты, руб./м2 884,5 862,9
5 Себестоимость продукции, руб./кг 33,9 33,8
6 Прибыль, руб./м2 1464,5 1432,1
Уровень рентабельности, % 165,6 166,0

В то же время, необходимо отметить, что прибавка урожайности способствовала повышению производственных затрат на вариантах с традиционной системой защиты растений относительно аналогичного показателя биологической системы в среднем по гибридам на 21,6 руб./м2.

Путем проведенных расчетов установлено, что наименьшая себестоимость 1 кг произведенной продукции в среднем по рассматриваемым гибридам была зафиксирована на фоне применения биологической системы защиты растений и составила 33,8 руб./кг.

Получение более высокой денежной выручки способствовало получению большей прибыли при использовании традиционной системы защиты растений относительно показателя биологической системы на 32,4 руб./м2.

Однако, меньший объем производственных затрат при использовании биологической системы защиты растений способствовал получению здесь наивысшего уровня рентабельности производственного процесса, показатель которого незначительно превысил результат традиционной системы защиты растений на 0,4 %.

Таким образом, проведенный анализ экономической эффективности изучаемых систем защиты растений в среднем по рассматриваемым гибридам огурца показал, что применение традиционной системы защиты способствуя получению более высокой урожайности насаждений, способствовало увеличению производственных затрат относительно показателя биологической системы защиты на 21,6 руб./м2. В то же время, меньший уровень затрат на фоне биологической системы защиты способствовал формированию более низкой себестоимости продукции (33,8 руб./кг), а также более высокого уровня рентабельности, превышавшего результат традиционной системы защиты на 0,4 %.

Список использованной литературы

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *