Рост и продукция Кивано в условиях открытого грунта на юге западной Сибири

Введение                                      технологии возделывания в разных регионах мира

П лоды кивано ( Cucumis metuliferus E. Mey ex Naudin) – растения семейства Тыквенные

[6, 10]. Кивано является перспективным овощным интродуцентом и для России [4], где его выдающая-

родом из Африки [13] – начали активно ввозить в Европу в качестве декоративных с 90-х годов прошлого века [8]. К настоящему времени кивано пре-

ся способность к продолжительному хранению [10] и многообразие способов использования от пищевого до лекарственного и декоративного [10, 1 1] могут

вратилось в культуру широкого географического распространения со все растущей популярностью, и, соответственно, растущим спросом на семена и

реализоваться в полной мере не только на приусадебных участках, но и в условиях агропромышленной культуры. В 2006 году в Центральном Сибирском

1. Расположение и некоторые почвенно-агрохимические свойства опытных участков

№ Географические координаты рН (Н2О) Сорг, Nорг, Nмин, P2O5, K2O, Na, мг/кг Ca, г/кг Mg, мг/кг участка с.ш. в.д. % % мг/кг мг/кг мг/кг 1 55,09157 83,02094 6,75 19,0 1,35 39 19 194 104 3,6 313 2 54,42211 83,16026 6,82 3,1 0,21 12 6 220 80 6,9 201 3 55,01279 82,95766 6,62 4,1 0,27 21 51 411 29 2,1 201 4 55,00620 83,30279 6,66 2,4 0,15 18 4 249 62 2,1 100 5 55,15397 83,31421 7,42 7,9 0,62 29 1 200 221 7,6 1021 6 54,96787 83,25437 7,25 3,3 0,25 32 49 150 136 4,7 616 7 54,96476 83,17553 7,39 5,5 0,57 18 3 188 36 2,1 512 на учно-пр актический жу рнал [ 35 ] овощи рос сии № 1 (30) 2016 ботаническом саду СО РАН (г.Новосибирск) был селектирован первый в России сорт кивано Зеленый дракон, рекомендуемый для выращивания в открытом грунте и в теплицах [5]. Плоды кивано содержат разнообразные биоактивные вещества [12], оказывающие оздоравливающее действие на организм человека и животных, и, как было показано ранее, характеризуются повышенным содержанием K, Ca, Mg, Zn, Fe, Cu и Ni, являясь ценным источником этих элементов [3, 12]. Кивано заслуживает усилий по распространению в нашей стране. Однако продукционные особенности этой интересной овощной культуры в условиях открытого грунта в России изучены недостаточно. Целью данной работы была оценка роста и развития растений и продукции плодов кивано в условиях мелкоделяночного полевого опыта в открытом грунте на юге Западной Сибири.

Материалы и методы

В качестве объекта исследования использовали растения кивано сорта Зеленый дракон, формы 513 (из Новой Зеландии) и гибрида F1 между ними, селектированные в Центральном Сибирском ботаническом саду СО РАН (г.Новосибирск). В данной статье представлены данные, усредненные по всем трем образцам. Семена на рассаду высевали 24 апреля 2015 года. Горшечную рассаду в возрасте 35-38 суток высаживали в открытый грунт 10-13 июня 2015 года на 7 опытных участках в окрестностях города Новосибирска (табл.1) на высоте от 100 до 230 м над уровнем моря в лесостепной зоне юга Западной Сибири. На каждой делянке высаживали по 3 растения (1 растение каждой формы на 0,25 м2). Растения не пасынковали и направляли на вертикальные опоры. Корневую подкормку растений про-

вели один раз за сезон через 30 суток после высадки рассады в грунт полным минеральным удобрением «Нитрофоска» (БиомастерТМ) в дозе 3,9 г N на одно растение, что эквивалентно 154 кг N га [7].

Образцы почвы отбирали из слоя 0-20 см непосредственно перед высадкой растений. Отбор образцов надземной и подземной фитомассы провели в конце периода вегетации 10-13 сентября 2015 года. Сбор плодов проводили в ходе вегетации по мере их роста, а в конце вегетации учитывали все плоды в технической спелости, т.е. зеленоспелые и корнишоны массой не менее 10 г (для консервирования, соков и салатов).

Содержание Сорг определяли по потере массы почвенным образцом при прокаливании в течение 12 часов при 500 °С, содержание общего азота (Nобщ) в почве проводили по Къельдалю; содержание подвижных форм питательных элементов (NO3-, NH4+, P2O5,) и рН (Н2О) измеряли стандартными методами [1]. Содержание подвижных K, Na, Ca и Mg определяли атомно-адсорбционным методом в аммонийно-ацетатной вытяжке.

На каждом участке вели наблюдения за температурой воздуха и почвы с помощью автономных регистраторов температуры DS 1921G «Thermochron», измерявших температуру каждые 2 часа. Для регистрации температуры воздуха автономный регистратор устанавливался на высоте 2 м над поверхностью почвы. Чтобы исключить воздействие прямых солнечных лучей прибор специально затеняли. Для регистрации температуры почвы терморегистраторы устанавливали на поверхности почвы и в корнеобитаемом слое (на глубине 10 см) на каждой делянке на расстоянии 10 см от центрального стебля растения и тоже затеняли. Сумму дневных темпе-

• 2.    Суммы положительных температур воздуха и почвы за период вегетации растений кивано в мелкоделяночном опыте в открытом грунте на юге Западной Сибири (°C/ сутки)

  № участка	Сумма температур воздуха			Сумма температур почвы, 0 см			Сумма температур почвы, 10 см
  	Дневные	Ночные	Суточные*	Дневные	Ночные	Суточные	Дневные	Ночные	Суточные
  1	1399	497	1607	1253	603	1425	1309	965	1542
  2	1500	502	1705	1241	652	1577	1211	635	1540
  3	1493	561	1738	1295	655	1627	1212	719	1592
  4	1437	465	1623	1290	616	1599	1171	678	1528
  5	1198	620	1564	1221	636	1550	1183	683	1535
  6	1394	499	1598	1233	642	1559	1178	705	1551
  7	1138	649	1664	1316	638	1636	1235	703	1603

* Разница между суммой среднесуточных температур и величиной, получаемой суммированием сумм дневных и ночных температур, объясняется выбранным методом оценки.

ратур рассчитывали как среднюю температуру за дневное время суток, т.е. от восхода до захода, умноженную на долю дня в сутках, и суммировали по всему периоду регистрации (88 суток). Сумму ночных температур рассчитывали как среднюю температуру за ночное время суток, т.е. от захода до восхода, умноженную, соответственно, на долю ночи в сутках, и также суммировали по всему периоду регистрации. Общую сумму температур рассчитывали как сумму среднесуточных за тот же период (табл.2). Полученные данные анализировали методами описательной статистики и анализа главных компонент с помощью статистического пакета Statistica 6.1.

Результаты и их обсуждение

Растения кивано на всех опытных участках развивались очень хорошо (рис.1), к концу вегетации формируя мощную надземную фитомассу (табл.3).

В среднем по опыту соотношение надземной к

Рис.1. Растение кивано в условиях открытого грунта подземной фитомассе в конце вегетации составило на юге Западной Сибири.

• 3.    Масса плодов, надземной и подземной фитомассы растений кивано (сырая масса на одно растение)

• 4.    Некоторые характеристики плодов и сока кивано

  22, варьируя от 42 до 195. Такое преимущественное развитие надземной части растений свидетельствует, в частности, о благоприятной почвенно-агрохимической обстановке и в целом о подходящем экологическом окружении для растений кивано в регионе выращивания. Зафиксированная в условиях данного опыта надземная фитомасса одного растения кивано оказалась в 3,2 раза больше, чем при выращивании, например, в условиях Бразилии [7]. Число плодов, произведенное в нашем опыте одним растением, тоже оказалось существенно выше, чем в вышеупомянутом опыте, где получили максимум 2,2 плода на одно растение общим весом 516 г [7]. Средние значения длины и диаметра доросших пло-

  
  
  
  
  

  Показатель	Среднее ±	ошибка среднего	Максимум	Минимум
  Длина, см	8,8 ±	0,6	10,6	7,0
  Диаметр, см	5,3 ±	0,3	6,2	4,5
  pH	4,3 ±	0,2	5,3	3,7
  Содержание сахаров, %	4,1 ±	0,4	5,1	2,9
  Содержание растворенных частиц, мкг/кг	29 ±	3	40	20
  Удельная плотность, г/мл	1,019 ±	0,002	1,025	1,020

• 5.    Коэффициенты корреляции (Пирсона) некоторых свойств сока плодов кивано и почвенно-химических и температурных показателей

  Показатель	Длина плода	Диаметр плода	pH сока	Содержание сахаров	Содержание растворенных частиц	Удельная плотность сока
  С орг	0,40	0,20	-0,19	0,51	0,67	-0,26
  N орг	0,26	0,05	-0,06	0,42	0,55	-0,30
  pH	-0,65	-0,87*	0,43	-0,12	-0,54	-0,21
  P 2 O 5	0,51	0,55	0,01	-0,11	0,02	-0,26
  NO 3	0,38	0,14	-0,20	0,37	0,41	-0,57
  К 2 О	0,01	0,40	-0,33	-0,29	-0,11	-0,50
  Na	-0,18	0,14	-0,23	-0,51	-0,31	-0,22
  Ca	-0,42	-0,38	0,16	-0,22	-0,31	0,53
  Mg	-0,30	-0,57	0,00	0,39	0,04	-0,25
  Сумма T воз суточ.	0,16	0,41	0,22	-0,26	-0,05	0,44
  Сумма T воз дневн.	0,58	0,79*	-0,23	0,09	0,35	0,56
  Сумма T воз ночная	-0,60	-0,52	0,64	-0,49	-0,58	-0,17
  Сумма T поч 0 см	-0,44	-0,13	0,47	-0,79*	-0,61	-0,10
  Сумма T поч 10 см	-0,32	-0,18	0,63	-0,61	-0,52	-0,24

95 ±

Показатель	Среднее ±	ошибка среднего	Максимум	Минимум
Надземная фитомасса, кг	2,486 ±	0,891	7,450	0,735
Подземная фитомасса, кг	0,023 ±	0,003	0,038	0,016
Плоды, кг	1,057 ±	0,373	2,730	0,258
Общая фитомасса, кг	3,515 ±	0,950	7,780	0,918
Число плодов, шт	14 ±	4	39	3
Средняя масса плода, г	64 ±	8	96	41
Наибольшая масса плода, г	196 ±	32	351	120

дов, а также некоторые характеристики их сока Рис.2. Плод кивано

*Отмеченные корреляции значимы на уровне p < 0,05.

Рис.3. Расположение свойств фитомассы кивано и почвенно-агрохимических и температурных характеристик в плоскости первых двух главных компонент. Переменные анализа: НФ – надземная фитомасса; ПФ – подземная фитомасса; Пл – масса плодов; Ф – общая фитомасса, т.е. сумма НФ, ПФ и Пл; Пл-Ч – число плодов; Пл-Макс – максимальная масса плода; Пл-Ср – средняя масса плода. Вспомогательные переменные: Т, Тдн и Тноч – общая сумма положительных температур, сумма дневных и ночных температур за период вегетации, соответственно; Т0 и Т10 – сумма положительных температур за период вегетации на поверхности почвы и на глубине 10 см, соответственно; Сорг – содержание углерода органического вещества почвы; Nорг – содержание азота органического вещества почвы, К – содержание подвижного калия в почве; Na – содержание подвижного натрия в почве; Mg- содержание подвижного магния в почве; Сa – содержание подвижного кальция в почве; P2O5 – содержание легкоподвижных фосфатов в почве.

(табл.4), в нашем случае соответствовали имеющимся в литературе данным [7].

Диаметр доросших плодов положительно коррелировал с суммой дневных температур воздуха и отрицательно – с pH (таб.5). Выявленная отрицательная связь между содержанием сахаров в соке кивано и суммой температур на поверхности почвы может свидетельствовать о перераспределении потока фотоассимилятов при повышении температуры почвы.

При анализе матрицы данных с изученными характеристиками фитомассы растений кивано в качестве переменных анализа, и почвенно-агрохимическими свойствами и температурными данными в качестве вспомогательных переменных, первые две главные компоненты совместно обусловили 85% дисперсии исходных данных (рис.3). Положительный полюс первой главной компоненты определен средней массой плодов, а отрицательный – вегетативной фитомассой растений: складывается впечатление, что эта главная компонента определяется особенностями физиологии растений, а именно соотношением процессов плодоношения и вегетативного развития растений кивано. При этом средняя масса плодов коррелирует положительно с содержанием подвижного Mg, pH почвы и в меньшей степени содержанием нитратов в почве. Вторая компонента определяется на положительном полюсе числом, общей массой плодов с одного растения и максимальной массой одного плода, при этом такие показатели как содержание C и N органического вещества почвы, подвижного калия, а также сумма температур почвы и ночных температур воздуха за период вегетации лежат в той же полуплоскости второй главной компоненты (рис.3). Как мы и ожидали, развитие надземной вегетативной и подземной фитомассы растений тесно связано с общей суммой и с суммой дневных температур воздуха за период роста и развития растений. Тот факт, что развитие вегетативных органов растений практически не коррелирует с почвенно-химическими характеристиками, подтверждает представление о кивано как о растении, способном интенсивно расти в разнообразных экосистемах с широким варьированием почвенно-экологических условий [9, 13].

Необходимо заметить, что вегетационный сезон 2015 года на юге Западной Сибири был очень теплый, особенно в плане ночных температур, что, очевидно, способствовало росту и плодоношению растений кивано в условиях открытого грунта. Ожидаемое потепление климата [2], которое может произойти в разных регионах России, несомненно, будет способствовать распространению этой культуры.

Выводы

Кивано может прекрасно расти и плодоносить в условиях открытого грунта на юге Западной Сибири. Определяющее значение для урожая плодов кивано, подобно другим представителям семейства тыквенных, имеет сумма ночных температур воздуха. При этом зрелые плоды кивано, полученные в условиях открытого грунта на юге Западной Сибири, по размерам и основным химическим характеристикам сока близки к плодам, произведенным в других регионах мира. Развитие вегетативной фитомассы растений кивано связано с суммой дневных температур воздуха и общей суммой температур за период вегетации. Формирование вегетативной фитомассы кивано практически не зависело от поч- венно-агрохимических свойств, однако последние в большей степени определяли особенности плодоношения кивано.

Заключение

Кивано можно с уверенностью рекомендовать для выращивания в условиях открытого грунта на юге Западной Сибири и других регионах страны, близких по почвенно-экологическим условиям, в особенности при увеличении длительности вегетационного сезона в целом и ночных температур в частности при дальнейшем потеплении климата.

Дополнительная информация

Исследования выполнены при финансовой поддержке проекта VI.54.1.4. «Биологические и биогеохимические функции почв как компонента наземных экосистем Сибири» (государственная регистрация № 01201350243, ИСГЗ № 0313-2014-0002).

GROWTH AND PRODUCTION

OF KIWANO IN THE OPEN FIELD

IN THE SOUTH OF WESTERN SIBERIA

Naumova N.B.1, Fotev Y.V.2, Bugrovskaya G.A.1, Vladimirova N.T.1, Drozdova S.B.1, Makarikova R.P.1, Nechaeva T.V.1, Savenkov O.A.1, Smirnova N.V.1, Chumbaev A.S.1, Belousova V.P.2

1Institute of Soil Science and Agrochemistry, Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences