Продуктивность томата при применении микроэлементов и биологически активных веществ
Автор: Селиванова М.В., Романенко Е.С., Сосюра Е.А., Есаулко Н.А., Айсанов Т.С.
Журнал: Овощи России @vegetables
Рубрика: Овощеводство
Статья в выпуске: 4 (37), 2017 года.
Бесплатный доступ
Современные технологии получения высоких урожаев овощных культур в агропромышленном комплексе предусматривают создание оптимальных условий питания растений, включающих применение микроэлементов и БАВ. Исследования по изучению продуктивности томата при применении микроэлементов и биологически активных веществ проводили в условиях зоны неустойчивого увлажнения Ставропольского края на базе учебно-опытной станции ФГБОУ ВО Ставропольского ГАУ в 2015-2016 годах. Цель исследований - изучение продуктивности томата при использовании микроэлементов и биологически активных веществ на фоне расчетной нормы удобрений. Объектами исследований были гибрид томата Премиум F1, АгроМикс, различные БАВ. Расчетная доза удобрений под планируемую урожайность томата в 80 т/га согласно методике опыта составила N130P150K170, эта норма была контролем. Минеральные удобрения вносили в основное удобрение и в составе подкормок через капельный полив. АгроМикс применяли в составе корневых подкормок через капельный полив, БАВ - в качестве внекорневых обработок. Проанализированы данные по формированию вегетативных и генеративных органов, биохимического состава и урожайности плодов томата. В результате научных исследований установлено, что опытные растения томата существенно отличались от контрольных не только по урожайности и качеству полученной продукции, но и морфологически. При применении АгроМикса и БАВ размер листового аппарата томата увеличился относительно контроля на 0,004-0,04 м2/растение, диаметр стебля - на 0,2-0,3 см, степень завязываемости плодов - на 3-9%, средняя масса плода - на 8-16 г. При использовании в опыте N130P150K170, АгроМикса, аминокислот и эпибрассинолида в различных сочетаниях увеличивалось содержание сухого вещества в плодах томата по сравнению с контролем на 0,07-0,15%, сахаров - на 0,120,26%, сахарокислотного индекса - на 1,2-1,7, витамина С - на 0,6-1,3 мг%, нитратов снижалось - на 14,0-17,5 мг/кг. Внесение микроэлементов и биологически активных веществ в систему питания томата способствовало увеличению урожайности томата по сравнению с контролем на 0,6-4,3 т/га. Наибольшая урожайность томата в опыте была получена при комплексном использовании в системе питания N130P150K170, АгроМикса, аминокислот и эпибрассинолида. В результате исследований установлено, что наибольшая продуктивность томата была получена при комплексной подкормке микроэлементами и биологически активными веществами на фоне расчетной нормы удобрений.
Томат, биологически активные вещества, микроэлементы, минеральные удобрения, продуктивность
Короткий адрес: https://sciup.org/140205272
IDR: 140205272
Текст научной статьи Продуктивность томата при применении микроэлементов и биологически активных веществ
Овощи играют важную роль в питании человека, и их потребление находится в прямой зависимости со здоровьем, работоспособностью и продолжительностью жизни. По информации Института питания АМН РФ картофель и овощи могут удовлетворять потребности человека в растительном белке на 20-25%, в углеводах – на 50-60%, в витаминах и минеральных элементах – на 60-70% [1]. Производство овощей на 1 человека в год в России в последние годы находится в пределах 100 кг, что существенно ниже медицинской нормы потребления в 125 кг. Поэтому необходимо повышать производство овощной продукции. Этого можно достичь преимущественно за счет повышения урожайности куль- тур.
Современные технологии получения высоких урожаев овощных культур в агропромышленном комплексе предусматривают создание оптимальных условий питания растений. Многочисленными исследованиями установлено, что для нормальной жизнедеятельности овощных культур необходимо наличие небольшого количества бора, молибдена, марганца, меди, цинка и кобальта, которые оказывают большое влияние на фотосинтетическую деятельность растений, обмен веществ, процессы оплодотворения и созревания. Недостаток усвояемых форм микроэлементов в почве может привести к значительному ухудшению роста и развития растений, появлению некоторых болезней, а при сильном недостатке – к значительному недобору урожая. Потребность в микроудобрениях проявляется при высоком обеспечении почв макроэлементами [2].
Важную роль в повышении урожайности овощных культур в последние годы приобрело применение биологически активных веществ на фоне сбалансированной системы удобрений. К биологически активным веществам относятся аминокислоты и эпибрас-синолид. Аминокислоты, в частности глутаминовая и аспарагиновая, являясь активаторами или предшественниками фитогормонов и ростовых веществ для растений, участвуют в процессах синтеза белка. Они косвенно или напрямую влияют на общую физиологическую активность растения. При применении аминокислот с макро-и микроэлементами их транспортировка и потребление в организме растения облегчается, что достигается влиянием аминокислот на проницаемость клеточных мембран и их хелатирующего действия. Эпибрассинолиды повышают устойчивость растений к абиотическим и биотическим стрессам: засолению, гипоксии, тяжелым металлам, а также снижают аккумуляцию в растениях радионуклидов, фитотоксичное действие фунгицидов и патогенов [3].
Томат, являющийся одной из наиболее распространенных в мире овощных культур, хорошо отзывается на применение микроудобрений и биологически активных веществ, особенно в период интенсивного образования плодов, что обеспечивает высокую урожайность, а также ускоряет созревание плодов. В этой связи совершенствование технологических приемов по оптимизации минерального питания томата путем применения расчетных доз удобрений, микроудобрений и биологически активных веществ представляется актуальными, позволяя получать высокие урожаи качественной продукции без дополнительного увеличения площадей.
Цель исследований – изучение продуктивности томата при использовании микроэлементов и биологически активных веществ на фоне расчетной нормы удобрений.
Материалы и методы исследований
Исследования проводили в условиях учебно-опытной станции ФГБОУ ВО Ставропольского ГАУ в 2015-2016 годах. Объектами исследований были гибрид томата Премиум F1, АгроМикс, биологически активные вещества.
Томат Премиум F1 (Оригинатор – Агрофирма ПОИСК, РФ) – популярный гибрид отечественной селекции на Юге России. Гибрид характеризуется ранним сроком созревания (90-95 суток), плоды округлые с «носиком» ярко-красного цвета, средняя масса плода – 130-140 г.
Предшественником томата в опыте был огурец. После уборки предшественника осенью проводили вспашку плугами с предплужниками на глубину 30 см и вносили удобрение, затем 2 культивации на глубину 10 см: 1-ю – осенью, 2-ю – весной. Томат в опыте возделывали рассадным методом на шпалере с применением капельного полива. Рассаду выращивали в теплице в течение 45 суток, высаживали в поле в первой декаде мая. В борьбе с сорной растительностью осуществляли прополки. Поливы проводили по мере необходимости, поддерживая влажность почвы на уровне 70% НВ, норма полива – 70-90 м3/га. Уход за посадками томата включал защиту растений от вредителей и болезней. Против вредителей применяли препараты Эфория, Актара и Кинфос, против болезней – Квадрис, Строби и Фундазол. После высадки рассады в поле через неделю растения подвязывали с помощью шпагата к шпалере, по мере роста проводили их формировку, удаляя побеги. Уборку томата проводили вручную по мере созревания плодов.
В качестве минеральных удобрений использовали калийную селитру, монокалийфосфат, аммиачную селитру, аммофос, АгроМикс, биологически активных веществ – аспарагиновую и глутаминовую кислоты, эпибрассинолид. Расчетная доза удобрений под планируемую урожайность томата в 80 т/га согласно методике опыта составила N130Р150К170, эта норма была контролем. Минеральные удобрения вносили в основное удобрение (60% от нормы – аммофос) и в составе подкормок через капельный полив (калийная селитра, монокалийфосфат, аммиачная селитра, АгроМикс): 1-я – при завязывании 1-й кисти, 2-я – начало созревания плодов, 3-я – массовое плодоношение.
АгроМикс (Производитель – Группа компаний «АгроМастер», РФ) – растворимая смесь хелатных микроэлементов, в состав которой входит водорастворимый бор и в хелатных формах – медь, железо, марганец, молибден, цинк, кобальт, кальций. Норма расхода АгроМикса в опыте составила 5 кг/га.
Аспарагиновая и глутаминовая кислоты – препараты в форме 70% водных растворов. Эпибрассинолид применяли в составе регулятора роста Эпин-Экстра . БАВ (0,02 %-ные рабочие растворы) в схему питания томата вносили в комплексе в качестве внекорневых обработок (80-100 мл/га) в период интенсивного роста томата: 1-я – в фазе 2-4-х настоящих листьев, последующие две обработки – каждые 10-14 дней.
Схема опыта:
-
1. Контроль (N130Р150К170);
-
2. N130Р150К170 + АгроМикс;
-
3. N 130 Р 150 К 170 + БАВ;
-
4. N130Р150К170 + АгроМикс, БАВ.
Исследования проводили двумя методами: полевым и лабораторным. Схема опыта была построена по методу организованных повторений, повторность опыта 3-х кратная, размещение делянок в опыте многоярусное, вариантов внутри повторения – рендомизиро-ванное. В лабораторных условиях на базе лаборатории агрохимического анализа осуществляли анализ биохимического состава плодов томата – определение содержания сухого вещества, сахаров, сахаро-кислотного индекса, витамина С, нитратов.
Наблюдения, учеты и расчеты выполняли согласно общепринятым методикам и рекомендациям. Учет биометрических показателей растений томата проводили в фазу массового плодоношения после проведения всех подкормок, анализ биохимического состава плодов – в стадии полной спелости.
Почва опытного участка относится к чернозему выщелоченному, мощному, тяжелосуглинистому, который характеризуется повышенным содержанием гумуса (4,2-4,5 %), средней нитрификационной способностью (16–30 мг/кг). Реакция почвенного раствора в верхних горизонтах почвы слабощелочная (рН 7,6-8,0). Содержание общего азота – 0,23-0,25 %, общего фосфора – 0,13-0,15 %, общего калия – 2,2-2,4 %. По содержанию марганца почва среднеобеспеченная – 18 мг/кг почвы, содержание подвижного цинка низкое – 0,7 мг/кг, подвижного бора высокое – 2,86 мг/кг, содержание
При применении микроэлементов и БАВ размер листового аппарата томата увеличился относительно контроля на 0,004-0,04 м2/растение (табл. 1). При использовании в составе схемы питания только АгроМикса на фоне N130Р150К170 площадь листьев томата была существенно выше относительно контроля на 0,004 м2/расте-ние. Применение биологически активных веществ способствовало достоверному увеличению площади листьев томата по отношению к контролю на 0,019 м2/растение, по сравнению со схемой питания, где использовали микроэлементы – на 0,015 м2/растение. Эффективное влияние БАВ на образование листового аппарата томата было отмечено при применении в системе питания N130Р150К170 и АгроМикса. Такой прием обеспечил формирование наибольшей площади листьев томата в опыте и показатель был существенно больше, чем в контроле на 0,04 м2/растение.
Таблица 1. Биометрические показатели растений томата при использовании микроэлементов и БАВ (среднее 2015-2016 годы)
Результаты исследований и их обсуждение
В результате научных исследований установлено, что опытные растения томата существенно отличались от контрольных не только по урожайности и качеству полученной продукции, но и морфологически. Применение микроэлементов и биологически активных веществ оказывали большое влияние на формирование листового аппарата томата.
Наблюдения за ростом и развитием сельскохозяйственных культур являются важным условием программирования урожая. Главный показатель вегетативного состояния растений – это площадь листовой поверхности. Лист у растений – это основной ассимилирующий орган, в котором образуются органические вещества, служащие строительным материалом для всего организма. При получении высокого урожая овощная культура нуждается в хорошо развитой вегетативной массе, обеспечивающей интенсивный уровень ассимиляционного процесса. Но при этом чрезмерное развитие листовой массы и значительное потребление ассимилянтов может вызвать их недостаток при формировании генеративных органов. Вследствие густой облиственности растения ухудшаются условия освещения, особенно нижних листьев, снижается интенсивность фотосинтеза, что в результате может отрицательно сказаться на продуктивности растения, урожайности. Между воздушным и корневым питанием существует тесная связь. В листьях и в корнях протекает много синтетических процессов, продуктами которых непрерывно обмениваются надземные и подземные органы растения [4].
Диаметр стебля томата, как и других овощных культур, свидетельствует о «мощности» растения. От корневой системы к листовой массе и плодам по стеблю поступают питательные вещества, поэтому, чем он толще, тем интенсивнее идут процессы обмена веществ. При использовании в системе питания томата микроэлементов и биологически активных веществ диаметр стебля томата утолщался по сравнению с контролем на 0,2-0,3 см, причем только обработка растений БАВ способствовала существенному увеличению диаметра стебля на 0,3 см.
При селекции современных гибридов томата особую роль для ученых приобретает повышение их стрессоустойчивости к неблагоприятным факторам. При выращивании в открытом грунте растения испытывают множество стрессов: холодная погода, перепады температуры, низкая влажность воздуха, вредители, болезни и др. Часто растения томата реагируют на эти негативные факторы снижением степени завязываемости плодов. В период формирования генеративных органов к началу репродуктивного этапа организм мобилизует внутренние резервы, что обеспечивает образующиеся генеративные органы необходимым энергетическим материалом. Растущий плод, являясь мощным физиологическим активным центром, притягивает к себе, накапливает лабильные метаболиты. В образовании репродуктивных органов растения отражаются физиологические нарушения, которые возникают в организме из-за негативного влияния различных факторов.
Повышению степени завязываемости плодов томата в опыте способствовало применение смеси микроэлементов в составе АгроМикса и БАВ, снижающих влияние стрессовых факторов на растительный организм. При применении только микроэлементов на фоне N130Р150К170 степень завязываемости плодов томата была существенно выше относительно контроля – на 3%. Применение аминокислот и эпибрассинолида способствовало достоверному повышению степени завязываемости плодов относительно контроля на 7-9%.
Средняя масса плода томата является важным показателем продуктивности культуры, особенно в условиях увеличения площадей возделывания. Плод томата – это сочная ягода, обладающая приятным сладким или кисло-сладким вкусом. При росте и развитии плод проходит две фазы: после цветения около 30 суток он растет, после чего 10-15 суток созревает. Плоды различаются по форме и величине. Цвет зрелых плодов варьирует от бледно-розовой до ярко-красной и от светло-желтой до золотисто-желтой. Форма и размер плодов томата зависит как от сортовых различий, так и в высокой степени от условий выращивания. Культурные сорта и гибриды томата делятся на мелкоплодные – до 60 г, среднеплодные – 60-120 г, крупноплодные – 120-300 г и более [5].
(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 элементов питания происходили аналогично, как и при определении количества сухого вещества. Самым эффективным в отношении увлечения содержания сахаров в плодах томата оказалось использование в системе питания микроэлементов. Больше всего сахаров в плодах томата накопилось при совместном применении АгроМикса и БАВ – 3,69%, что было достоверно выше, чем в контроле на 0,26%.
Вкус плодов томата и их аромат зависит от сахаро-кислотного индекса, который также определяет органолептическую зрелость плодов. При внесении микроэлементов и биологически активных веществ в схему питания томата сахаро-кислотный индекс в плодах увеличился по отношению к контролю на 1,2-1,7.
Таблица 2. Биохимический состав плодов томата в зависимости от применения микроэлементов и БАВ (среднее 2015-2016 годы)
Вариант |
Сухое вещество, Сахара, Сахаро-кислотный Витамин С, Нитраты, % % индекс мг % мг/кг |
Контроль (N 130 Р 150 К 170 ) |
6,21 3,43 6,4 15,1 94,5 |
N 130 Р 150 К 170 + АгроМикс |
6,33 3,62 7,9 16,1 79,0 |
N 130 Р 150 К 170 + БАВ |
6,28 3,55 7,6 15,7 80,5 |
N 130 Р 150 К 170 + АгроМикс, БАВ |
6,36 3,69 8,1 16,4 77,0 |
НСР 05 |
0,07 0,07 0,2 0,3 2,0 |
Изучаемый в опыте томат Премиум F1 относится к крупноплодным томатам. Применение микроэлементов и БАВ способствовало существенному увеличению средней массы плода томата по сравнению с контролем на 8-16 г. Наибольшая масса плода томата сформировалась при совместном использовании в составе схемы питания N130Р150К170, АгроМикса, аминокислот и эпибрассинолида и была достоверно выше контроля на 16 г.
На качество продукции томата большое влияние оказывают не только биологические особенности выращиваемых гибридов и сортов, но и технология выращивания. Плод томата имеет хорошие питательные и вкусовые свойства. В формировании качества плодов минеральное питание играет важную роль. В связи с чем в задачи исследований входило изучение биохимического состава плодов томата в зависимости от применения различных элементов питания.
Содержание сухого вещества – это один из основных качественных показателей плодов томата. Применение АгроМикса и БАВ способствовало увеличению содержанию сухого вещества в плодах томата по сравнению с контролем на 0,07-0,15% (табл. 2). Наибольшее влияние на накопление сухого вещества в плодах томата оказали микроэлементы в составе АгроМикса. Микроэлементы играют важную роль в обменных процессах и при накоплении питательных веществ в период созревания плодов.
При использовании АгроМикса на фоне N130Р150К170 содержание сухого вещества в плодах томата увеличилось по отношению к контролю на 0,12%, БАВ на фоне на N130Р150К170 – на 0,07%. Наибольшее количество сухого вещества отмечалось в плодах томата, выращенных с использованием N130Р150К170, АгроМикса, БАВ: показатель был существенно выше относительно контроля на 0,15%.
Вкусовые качества плодов томата в значительной степени определяются содержанием сахаров и соотношением сахаров и кислот
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 [6]. 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 [7]. Применение микроэлементов и биологически активных веществ способствовало увеличению витамина С в плодах томата на 0,6-1,3 мг%.
Для грунтовых сортов томата предельно допустимая концентрация нитратов в плодах составляет 150 мг/кг. Результаты лабораторных анализов показали, что содержание нитратов в плодах томата в опыте находилось в пределах нормы. Наибольшее количество нитратов в плодах томата отмечалось в контроле – 94,5 мг/кг. При применении микроэлементов и БАВ содержание нитратов в плодах томата снижалось, и было ниже по сравнению с контролем на 14,0-17,5 мг/кг. Меньше всего нитратов в плодах томата было получено при использовании в составе схемы питания N130Р150К170, АгроМикса, аминокислот и эпибрассинолида и было достоверно ниже по отношению к контролю на 17,5 мг/кг.
Дозу удобрений N130Р150К170 рассчитывали под планируемую урожайность томата в 80 т/га. По всем вариантам опыта урожайность превосходила запланируемый уровень на 2,5-6,8 т/га (табл. 3). Применение микроэлементов и БАВ способствовало увеличению урожайности томата по сравнению с контролем – разница была выше значений НСР05. При использовании в составе схемы питания N130Р150К170 и АгроМикса урожайность томата была больше по сравнению с контролем на 0,6 т/га. Особенно эффективно в отношении увеличения урожайности томата было применение биологически активных веществ – аспарагиновой и глутаминовой кислот и эпибрассинолида. Введение биологически активных веществ в растительную клетку вызывает изменение регуляторной системы, активизирует метаболизм растения [8]. При применении БАВ на фоне N130Р150К170 урожайность томата существенно увеличилась по сравнению с контролем на 2,5 т/га. Комплексное использование в системе питания N130Р150К170, АгроМикса, БАВ способствовало получению наибольшей урожайности томата в опыте – 86,8 т/га, что было достоверно выше относительно контроля на 4,3 т/га.
Заключение
Данные опыта свидетельствуют о том, что экспериментальное введение в растительную клетку томата микроэлементов и новых экзогенных веществ (биологически активных веществ – аспарагиновой и глутаминовой кислот, эпибрассинолида) вызывает изменение эндогенной регуляторной системы, экспрессию генетической информации, поднимает на новый более высокий уровень метаболизм растения, особенно тех его сторон, которые лежат в основе формирования хозяйственно ценных органов растения. Воздействие микроэлементов и биологически активных веществ на регуляторные механизмы растения в малых дозах способствует увеличению продуктивности томата по сравнению с применением только минеральных удобрений, содержащих макроэлементы.
В результате исследований установлено, что применение микроэлементов и биологически активных веществ на фоне расчетной нормы удобрений N130Р150К170 в технологии выращивания томата способствовало улучшению формирования вегетативных и генеративных органов относительно контроля: увеличению площади листьев – на 0,004-0,04 м2/растение, диаметра стебля – на 0,2-0,3 см, степени завязываемости плодов – на 3-9%, средней массы плода – на 8-16 г. Вследствие чего урожайность томата существенно увеличивалась относительно контроля на 0,6-4,3 т/га и была больше планируемой урожайности в 80 т/га. Наибольшая урожайность томата была получена при совместном применении АгроМикса и БАВ. Сбалансированная система питания томата, включающая макро-, микроэлементы и биологически активные вещества способствовала улучшению биохимических показателей плодов: увеличивалось содержание сухого вещества, сахаров, сахаро-кислотного индекса, витамина С, снижалось количество нитратов.
Эффективность применения микроэлементов и БАВ в технологии выращивания томата и других овощных культур подтверждают
Таблица 3. Урожайность томата в зависимости от применения микроэлементов и БАВ (среднее 2015-2016 годы)
Таким образом, для повышения урожайности и качества плодов томата Премиум F1 при выращивании его в условиях Ставропольского края рекомендуется применять в качестве подкормок на фоне основного питания сочетание микроэлементов в составе АгроМикса и биологически активных веществ (аспарагиновая и глутаминовая кислоты, эпибрассинолид). Изученный агроприем по повышению продуктивности томата будет эффективен и при использовании других гибридов.

Список литературы Продуктивность томата при применении микроэлементов и биологически активных веществ
- Чекмарев П.А., Мамедов М.И. Состояние производства овощей в Российской федерации/Овощи России. -2015. -№ 1(26). -С. 3-7.
- Борисов В.А. Система удобрения овощных культур. -М.: ФГБНУ «Росинформагротех», 2016. -392 с.
- Шеуджен А.Х. Биогеохимия. -Майкоп: Кубанский государственный аграрный университет, 2003. -1027 с.
- Петербургский А.В. Агрохимия и физиология питания растений. -М.: Россельхозиздат, 1971. -336 с.
- Кружилин A.C. Помидоры, перец, баклажаны/A.C. Кружилин, В.М. Шведская. -М.: Россельхозиздат, 1972. -С. 57-60.
- Масловский С. А., Ушакова М.И., Черенков А.А. Пигменты каротиноидного типа в плодах томата различной окраски/С.А. Масловский/Картофель и овощи. -2013. -№ 3. -С. 13-14.
- Лабораторный практикум по пищевой химии: учебное пособие/О.Ю. Лобанкова, В.В. Агеев, А.Н. Есаулко и др. -Ставрополь: АГРУС, 2012. -96 с.
- Калинин Ф.Л. Биологически активные вещества в растениеводстве. -Киев: Наукова думка, 1984. -320 с.
- Будыкина Н.П., Алексеева Т.Ф., Хилков Н.И. Эффективность фиторегулятора эпин экстра и микроэлементного препарата цитовит в защищенном грунте/Агрохимический вестник. -2010. -№ 2. -С. 27-29.
- Анспок, П. И. Микроудобрения: Справочник/2-е изд., перераб. и доп. -Л.: Агропромиздат. Ленингр. отд-ние, 1990. -272 с.