РАЗРАБОТКА ЭЛЕМЕНТОВ СОРТОВОЙ ТЕХНОЛОГИИ ВЫРАЩИВАНИЯ ТОМАТА С ПОВЫШЕННЫМ СОДЕРЖАНИЕМ ЛИКОПИНА В ЦЧР
Специальность 06.01.01 - Общее земледелие
Автореферат
диссертации на соискание ученой степени
кандидата сельскохозяйственных наук
БУРЦЕВА ИРИНА АНДРЕЕВНА
Мичуринск - наукоград РФ-2012
Диссертация выполнена на кафедре овощеводства Плодоовощного института им. И.В. Мичурина ФГБОУ ВПО «Мичуринской государственный аграрный университет» в 2009 - 2011 гг.
Научный руководитель: Мешков Алексей Викторович
кандидат сельскохозяйственных наук, профессор,
директор Плодоовощного института им. И.В. Мичурина
Официальные оппоненты: Бондарева Людмила Леонидовна
доктор сельскохозяйственных наук,
ведущий научный сотрудник лаборатории селекции и семеноводства капустных культур Всероссийского научно-исследовательского института селекции и семеноводства овощных культур
Константинович Анастасия Владимировна
кандидат сельскохозяйственных наук, доцент,
заведующая кафедрой овощеводства Российского государственного аграрного университета - МСХА им. К.А. Тимирязева
Ведущая организация: ГНУ Всероссийский научно-исследовательский институт овощеводства Российской академии сельскохозяйственных наук
Защита состоится 16 марта 2012 г. в 11.00 часов на заседании диссертационного совета Д 220.041.01 в ФГБОУ ВПО «Мичуринский государственный аграрный университет» по адресу: 393760, Тамбовская обл., г. Мичуринск, ул. Интернациональная, 101.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Мичуринский государственный аграрный университет», а с авторефератом на сайтах Высшей аттестационной комиссии Министерства образования и науки Российской Федерации vak.ed.gov.ru и ФГБОУ ВПО МичГАУ www.mgau.ru.
Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные и скрепленные гербовой печатью, просим направлять ученому секретарю диссертационного совета.
Автореферат разослан 13 февраля 2012 года
Ученый секретарь
диссертационного совета Д 220.041.01
кандидат сельскохозяйственных наук Н.М. Соломатин
Общая характеристика работы
Актуальность исследований. В современном обществе проблема качества питания является приоритетной и тесно связана со здоровьем и продолжительностью жизни людей. В последнее время большое внимание обращено на культуры с высоким содержанием БАВ (Скворцова М.М., 2006), в частности ликопина, который, в отличие от других каротиноидов, не только сохраняет свои качества после термических обработок, но и лучше усваивается организмом (Clinton S.K., 1998, Gerster H., 1997). Ликопин - уникальный природный антиоксидант, обладающий антиканцерогенными свойствами (Rao A.V., 1999, Agarwal S., 2000). Максимальная концентрация биодоспутного ликопина для человеческого организма содержится в томатной пасте, кетчупах, соках и продуктах, полученных в результате переработки томатного сырья. В связи с этим, возникает необходимость в разработке элементов технологии выращивания томата с повышенным содержанием ликопина в защищенном и открытом грунте с целью получения сырья для последующей переработки. Однако гены, определяющие повышенное содержание ликопина в плодах томата, угнетающе воздействуют на рост и развитие растений, что является сдерживающим фактором их эффективного использования в производстве (Куземенский А.В., 2006).
Вместе с этим в последние годы прослеживается устойчивая тенденция увеличения площадей, занятых под овощными культурами в простейших культивационных сооружениях, в частности весенних рассадно-овощных необогреваемых теплицах. В этой связи является актуальным изучение элементов сортовой технологии выращивания перспективных индетерминантных гибридов F1 томата с повышенным содержанием ликопина в пленочных необогреваемых теплицах и открытом грунте в ЦЧР.
Цель и задачи исследования. Цель диссертационной работы - разработать элементы сортовой технологии выращивания перспективных гибридов томата с повышенным содержанием ликопина в условиях ЦЧР.
Для достижения этой цели были поставлены следующие задачи:
- изучить сортовые особенности выращивания рассады томата с повышенным содержанием ликопина;
- определить влияние густоты стояния растений на продуктивность томата в условиях пленочных необогреваемых теплиц;
- установить влияние способа формирования растений на продуктивность томата с повышенным содержанием ликопина в условиях пленочных теплиц;
- выявить пути повышения продуктивности томата при выращивании на шпалерной сетке в условиях открытого грунта;
- изучить качество плодов томата с повышенным содержанием ликопина на пригодность к транспортировке и хранению;
- дать экономическую оценку полученных результатов.
Научная новизна исследований. Впервые в весенне-летнем обороте в пленочных необогреваемых теплицах разработаны эффективные параметры элементов технологии выращивания гибридов томата с повышенным содержанием ликопина. Установлена оптимальная густота стояния растений в рассадный период 70 раст/м2. Определена плотность посадки перспективных гибридов в пленочных теплицах - 5,5 и 6 раст/м2 и способ формирования растений в два стебля, позволяющие повысить продуктивность томата. В открытом грунте, с целью улучшения товарности продукции, предложено выращивание растений путем закрепления на шпалерной сетке высотой 1,1 и 1,5 м. Уровень рентабельности предлагаемых приемов возделывания томата составляет от 30 до 70 %.
Практическая значимость. Созданы новые гибриды томата, плоды которых имеют лечебно-профилактическое значение (в рамках реализации развития Мичуринска - наукограда РФ) и рекомендованы производству элементы сортовой технологии их выращивания, обеспечивающие повышение продуктивности кульутры. Практические рекомендации по результатам исследований успешно использованы в овощеводческом предприятии ОАО «Тепличное» (Тамбовская область) и учебно-опытном хозяйстве «Роща».
Связь диссертационной работы с тематическими планами НИР. Научно-исследовательская работа (НИР) выполнялась в рамках тематического плана научных исследований кафедры овощеводства ФГБОУ ВПО «МичГАУ» по теме: «Разработка элементов технологии выращивания томата в защищенном грунте, повышающих качество и сохранность плодов» (2009 - 2011 гг.). Результаты исследований вошли в отчет НИР, выполненный по заказу Минсельхоза России на тему: «Разработать новые и усовершенствовать существующие методы первичного семеноводства и технологические процессы производства сортов и гетерозисных гибридов F1 овощных культур высоких посевных качеств» (2010 - 2011 гг.).
Основные положения, выносимые на защиту:
- способы выращивания рассады томата с повышенным содержанием ликопина;
- оптимальная густота стояния растений перспективных гибридов томата в весенне-летнем обороте в пленочных необогреваемых теплицах;
- способы формирования растений томата в пленочных теплицах;
- повышение продуктивности томата в открытом грунте при выращивании на шпалерной сетке;
- длительность хранения плодов томата с повышенным содержанием ликопина в регулируемых и нерегулируемых условиях;
- экономическая оценка изученных приемов.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены и обсуждены на ежегодных заседаниях кафедры овощеводства МичГАУ; ежегодных заседаниях ученого совета Плодоовощного институт им. И.В. Мичурина; 62-ой научно-практической конференции студентов и аспирантов в МичГАУ (Мичуринск, 2010); II этапе Всероссийского конкурса на лучшую научную работу среди студентов, аспирантов и молодых ученых высших учебных заведений Минсельхоза России (Курск, 2010).; III этапе Всероссийского конкурса на лучшую научную работу среди студентов, аспирантов и молодых ученых высших учебных заведений Минсельхоза России в номинации «Сельскохозяйственные науки» (Орел, 2010); IX Международной научно-методической конференции «Интродукция нетрадиционных и редких растений» (Мичуринск, 2010); международной конференции «Биологические основы садоводства и овощеводства» (Мичуринск, 2010); 63-й научно-практической конференции студентов и аспирантов в МичГАУ (Мичуринск, 2011). В рамках VIII Международного симпозиума «Новые и нетрадиционные растения и перспективы их использования» (Москва, 2009) награждена почетной грамотой победителя программы «Участник Молодежного Научно-Инновационного Конкурса» («У.М.Н.И.К.»). Награждена сертификатом участника и дипломом XI Всероссийской выставки «Научно-технического творчества молодежи - 2011» (Москва, ВВЦ, 2011).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 8 работ, в том числе 3 - в ведущих рецензируемых научных журналах рекомендуемых ВАК.
Структура диссертации и объем работы Диссертационная работа состоит из введения, трех глав, выводов, рекомендаций производству. Работа изложена на 160 страницах, содержит 42 таблицы, 6 рисунков в тексте, 14 приложений. Список использованной литературы включает 322 наименования, в том числе 72 на иностранном языке.
Автор выражает глубокую благодарность А.В. Мешкову, В.И. Тереховой, В.А. Гудковскому и всем сотрудникам ФГБОУ ВПО «МичГАУ» за консультации и помощь при подготовке диссертации.
Содержание работы
ликопин томат продуктивность
Глава 1. Современное состояние вопроса
В первой главе проведен обзор отечественных и зарубежных литературных источников по проблемам исследования. Приводится происхождение и классификация томата, его народно-хозяйственное значение и пищевая ценность. Рассматриваются морфологические особенности культуры, отношение к внешним факторам среды, а так же основные элементы технологии рассадной культуры томата, особенности агротехники в пленочных теплицах и при выращивании в открытом грунте на опоре, а также особенности хранения плодов.
Глава 2. Условия и методика проведения исследований
Исследования проводили в период с 2009 по 2011 гг. в учхозе «Роща» Мичуринского района в пленочных необогреваемых теплицах типового проекта «МолдНИИОЗ», улучшенного кафедрой овощеводства Плодоовощного института им. И.В.Мичурина, и на прилегающем опытном поле; в отделе хранения ГНУ ВНИИС им. И.В. Мичурина; в биохимической лаборатории МичГАУ; в НИИ питания РАМН.
Объекты исследований: гибриды с повышенным содержанием ликопина F1 Полосатик и F1 Черныш (оригинатор ФГОУ ВПО «Мичуринский государственный аграрный университет»); в качестве контроля для F1 Полосатик использовали F1 Зимняя вишня (оригинатор ССА «Ильинична»), для F1 Черныш - F1 Метис (оригинатор ССФ «Гавриш»).
Постановку опытов проводили в соответствии с общепринятыми методиками для овощных культур, рекомендованные Беликом В.Ф., 1992, Доспеховым В.А., 1985, Ващенко С. Ф., Набатовой Т. А., 1992.
В течение вегетационного периода проводили фенологические и биометрические наблюдения. Изучали морфофизиологические особенности рассады по Куперман Ф.М., 1962, фотосинтетическую деятельность растений по Ничипоровичу А.А.. 1961. Определяли физико-механические свойства плодов по методике Квасникова Б.В. и др., 1976. Дегустационную оценку - по методике Е.П.Широкова, 1988. Биохимические анализы плодов томата проводили в лаборатории ФГБОУ ВПО «МичГАУ». Содержание в плодах сухого вещества - методом высушивания, содержание сахаров - по Бертрану, содержание витамина С (аскорбиновой кислоты) - по И.К. Мурри, общую кислотность - титрованием 0,1н щелочью. Содержание ликопина в плодах определяли в НИИ питания РАМН по методике И.М. Скурихина, В.А. Тутельяна, 1998. При анализе грунта в пленочных теплицах определяли содержание легкогидролизуемого азота по Тюрину и Кононовой в модификации Кудеярова, подвижного фосфора и обменного калия - по Чирикову, обменную кислотность (рНсол) - потенциометрически в солевой суспензии, гидролитическую кислотность (Нг) - по Каппену, сумму обменных оснований - по Каппен-Гильковицу, степень насыщенности основаниями - расчетным методом, гумус - по Тюрину в модификации Симакова (с фенилтрониловой кислотой в качестве индикатора). При изучении особенностей хранения томата руководствовались методикой, разработанной ВАСХНИЛ, 1982. При проведении исследований определяли убыль массы плодов, поражение болезнями, изменения окраски и потерю тургора. Результаты исследований обработаны методом дисперсионного анализа на персональном компьютере с использованием программы Microsoft Office Excel 2007.
Глава 3. Результаты научных исследований
3.1. Изучение сортовых особенностей выращивания рассады томата с повышенным содержанием ликопина
Исследования показали, что продолжительность основных фенологических фаз в рассадный период определяется сортовыми особенностями растений. В среднем за 3 года изучений появление всходов отмечали на 8 - 12 день после посева. Появление первого настоящего листа у сеянцев наступало через 5 - 6 дней после всходов. Мелкоплодные гибриды F1 Полосатик и F1 Зимняя вишня (st) вступали в фазу бутонизации на 38-й и 37-й день от посева соответственно, F1 Черныш и F1 Метис (st) - на 44-й и 48-й день. Более быстрым развитием по показателям начала массового цветения характеризовались F1 Полосатик и F1 Зимняя вишня (st), закладывающие первое соцветие над 6 - 7 листом. Гибриды F1 Черныш и F1 Метис (st) переходили в фазу массового цветения на 6 - 10 дней позже (заложение соцветия над 8 - 9 листом).
Расстановка рассады не оказала заметного влияния на ритм прохождения фенологических фаз развития. По всем вариантам у исследованных гибридов наблюдалась разница в 1 - 2 дня.
Об интенсивности ростовых процессов при изучении особенностей выращивания рассады судили по высоте главного стебля растений, числу образовавшихся листьев и их площади (рис. 1).
Рисунок 1 - Влияние сортовых особенностей и густоты стояния растений томата на высоту главного стебля при различном периоде выращивания рассады
Существенного влияния густоты стояния растений в рассадный период на биометрические показатели гибридов F1 Полосатик и F1 Метис (st) не было выявлено. У F1 Черныш и F1 Зимняя вишня (st) при сроке выращивания рассады в течение 55 дней была отмечена тенденция к проявлению ценотического роста растений. Высота главного побега у F1 Черныш и F1 Зимняя вишня (st) была на 5,7 и 6,5 - 7,2 см выше в контроле (70 раст/м2), чем при 35 и 17 раст/м2 соответственно. Влияния густоты стояния растений в рассадный период на площадь листьев при разном возрасте рассады не отмечено.
Устойчивость к стрессу у томатов определяется наличием сухого вещества в растениях. Нами было установлено, что при расстановке 35 и 17 раст/м2 сухого вещества накапливалось больше за счет более активного использования солнечной инсоляции и протекания фотосинтеза. Так при выращивании рассады гибрида F1 Полосатик с расстановкой 35 раст/м2 сухого вещества в листьях накапливается на 3,7 % и при 17 раст/м2 - на 4,4 % больше, чем в контроле (70 раст/м2). У F1 Черныш при 35 раст/м2 его было на 0,4 % и при 17 раст/м2 - на 1 % больше, чем в контроле.