Урожайность тепличного томата в зависимости от фотосинтетически активной радиации ФАР (Дж/см²) и субстратов в продленном обороте в условиях Чеченской республики

Оригинальная статья / Original article

Овощеводство – одна из трудозатратных отраслей сельского хозяйства, особенно по уборке и послеуборочной доработке продукции. Тем не менее, ни одна аграрная отрасль в мире не развивается такими темпами, как овощеводство. Это связано с общим стремлением человечества к здоровому образу жизни и потреблению свежих экологически чистых продуктов [1].

Высокая продуктивность, широкое распространение, хорошие вкусовые качества и многообразие использования сделали томат одной из самых распространенных культур в нашей стране [2].

Ежегодное потребление овощей на душу населения должно составлять 125-130 кг, в том числе 25-28 кг томата, который является одной из наиболее ценных по вкусовым и питательным качествам овощных культур [3].

В России за последние годы введено в эксплуатацию около 480 га новых современных высоких теплиц под стеклом и пленкой. Эти теплицы как нельзя лучше подходят для культуры томата в продленном обороте. Продолжительность выращивания в этом случае более 10 месяцев (45-46 недель). За этот период длина главного побега растений составляет 8,5-9,5 м [4, 5, 6], культуру ведут с приспусканием отплодоносившей части стебля.

Урожайность томата в наиболее эффективных тепличных хозяйствах Голландии составляет в среднем 65 кг/м2 [7]. В России этот показатель значительно ниже – в среднем 43-44 кг/м2 [8, 9], и это при том, что выращивают томат практически в таких же теплицах, на аналогичных субстратах и высаживают те же самые голландские гибриды.

Производителям овощной продукции нужны гибриды томата с высоким потенциалом продуктивности, устойчивостью к вредителям и болезням, технологичные, с высоким качеством плодов [4, 10]. Необходима также разработка сортовых технологий выращивания [4, 8].

Томат очень требователен к свету. При хорошей освещенности интенсивнее протекает ассимиляция, и растения лучше растут. При слабой освещенности растения вытягиваются, у них задерживаются цветение и плодоношение, опадают цветки, ухудшаются вкус и качество плодов [11].

Основное влияние на процессы роста и развития растений оказывает сочетание отдельных факторов в комплексе, все элементы которого неразрывно связаны между собой. Управление факторами корневого питания растений (вода, воздух, питательные вещества) возможно путем проведения различных технологических операций [12].

Тепличное производство томата требует многих экологических, технологических и биологических методов для оптимизации производства и качества плодов [13, 14].

Культуры, выращенные при различных способах регулирования плотности посадки, нередко достигают лучших урожаев, чем разреженные [15].

Тепличная технология – это гибкое решение для устойчивого круглогодичного выращивания томата, особенно в регионах с неблагоприятными климатическими условиями или ограниченными земельными участками и ресурсами. Точное знание потребностей растений на разных стадиях роста и при различных условиях освещения может способствовать разработке стратегий адаптивного управления для более экономичного и конкурентоспособного производства [16].

Несмотря на растущий интерес к технологиям защищённого грунта, влияние органических и минеральных субстра- тов на урожайность и качество томата остаётся недостаточно изученным, особенно в условиях локальных климатических зон. Существующие данные разрозненны и не позволяют однозначно определить оптимальные сочетания факторов среды для достижения максимальной продуктивности. В этой связи особую актуальность приобретает задача комплексного изучения воздействия уровня фотосинтетически активной радиации (ФАР) и типа корнеобитаемой среды на рост и развитие растений.

Цель исследования: оценить влияние уровня ФАР и типа субстрата (GRODAN, BIOGROW) на продуктивность и качество плодов томата в условиях продлённого оборота в теплицах Чеченской Республики.

Задачи: проанализировать динамику урожайности и массы плодов при разных уровнях ФАР; оценить биохимические показатели плодов (сухое вещество, сахара, витамин С, нитраты) в зависимости от условий выращивания; выявить оптимальные сочетания «уровень ФАР + субстрат» для максимальной продуктивности и качества.

Материалы и методы

Экспериментальную работу проводили в тепличном хозяйстве ООО «ТК ЮгАгроХолдинг» общей площадью 8,99 га, расположеннои по адресу: Чеченская республика. г. Грозный, Ленинский район, с. Алхан-Чурт (на правом берегу реки Нефтянка). В теплице используют малообъемная технология выращивания овощей на различных субстратах.

Объектами исследований были субстраты минерального происхождения на основе минеральной (каменной) ваты компании GRODAN, Нидерланды и субстраты органического происхождения на основе кокосового волокна BIOGROW компании «ГроуТэк», Франция.

Гибриды томата: Мерлис F 1 , Сантиана F 1 .

Период проведения: 2019-2022 годы, продлённый оборот.

Схема опыта: Фактор А (тип субстрата): GRODAN, BIOGROW. Фактор В (уровень ФАР): 1320,2; 1331,3; 1327,2 Дж/см2.

Агротехника выращивания: посадка рассады в конце января, возраст рассады 45-50 дней. Плотность посадки: 2,5 раст./м².

Для измерения рН и ЕС в ООО «ТК ЮгАгроХолдинг» использовали приборы фирмы STEP GmbH: кондуктометр портативный ECO EC и портативный рН-метр ЕСО рН.

Тепличный комбинат ООО «ЮгАгроХолдинг» оснащен полностью автоматизированными системой климат-контроля «Sercom», которая осуществляет контроль и управление следующими системами:

• 1.    Управление питанием растений.

• 2.    Управление влажностным режимом и защита от перегрева.

• 3.    Управление тепловым и световым режимами в дневное и ночное время.

• 4.    Управление подачей диоксида углерода СО 2 .

• 5.    Измерение и регулирование температуры и влажности воздуха.

Опыты по влиянию субстратов и ФАР (дж/см²) проводили в 4-кратной повторности с площадью учетной делянки 5 м2 и сопровождали фенологическими наблюдениями, биометрическими учетами, определением величины и товарных качеств урожая. Результаты полевых опытов подвергали статистическому анализу с определением наименьшей существенной разницы.

Исследования проводили согласно «Методическим рекомендациям по проведению опытов с овощными культурами в сооружениях защищенного грунта» [17], Методика полевого опыта в овощеводстве [18].

Для оценки качества плодов определяли содержание: сухих веществ – методом высушивания; сумма сахаров – цианидным методом по Бертрану; кислотность – титрованием вытяжки 0,1Н раствором щелочи; витамин С – по Мурри; нитраты – ионометрический метод ГОСТ 29270–95.

Статистический анализ данных выполняли с помощью пакета анализа Excel.

Результаты и их обсуждение

При изучении влиянии температуры на урожайность томата выявлены оптимальная температура воздуха 22-23°С, оптимальная температура субстрата 19-21°С. При температуре выше 23°С в субстрате снижается уровень кислорода, что влияет на продуктивность томата. Температура субстрата влияет на усвоение растениями элементов питания. Например, низкая температура субстрата уменьшает усвоение кальция, магния, фосфора. При высокой температуре воздуха и низкой в субстрате растения вытягиваются, стебель становится дряблым. Низкие температуры воздуха и резкие перепады температур днём и ночью влияют на

Рис. График изменения температуры в зимний период Fig. Graph of temperature changes in winter ская активная радиация и уровень углекислого газа при худших погодных условиях повлияли на линейный рост растений томата (табл. 1).

Пониженная температура ночью уменьшает интенсивность дыхания, ослабляя процессы, требующие больших энергетических затрат на вегетативный рост и формирование плода (рис.).

Таблица 1. Микроклимат в теплице по годам Table 1. Greenhouse microclimate by year

Период, (годы)	ФАР (Дж/см²)	Среднесуточная температура в блоке (°С)	Наружная среднесуточная температура (°С)	СО 2 (ррм)	рН	ЕС	Линейный рост (см)
2019-2020	1320,2	22	12,9	915,5	5,5	4,0	2,88
2020-2021	1331,3	23	13,2	865,9	5,7	4,0	3,01
2021-2022	1327,2	24	12,2	901,1	5,6	4,0	3,09

ЕС – электропроводность питательного раствора органолептические свойства томата (вкус, цвет, консистенция, запах, внешний вид). На линейный рост и урожайность плодов влияет также и уровень углекислого газа, и ФАР, что в очередной раз доказывает совокупность действия всех факторов одновременно. Так, например, фотосинтетиче-

Урожайность томата является интегральным показателем, отражающим условия выращивания томата. Установлено, что урожайность томата определялась погодными условиями вегетационного периода. Так, например, из-за погодных условий средний линейный рост растений за

Таблица 2. Продуктивность и масса плода томатов в зависимости от фотосинтетически активной радиации ФАР (Дж/см²) и субстратов Table 2. Productivity and weight of tomato fruit depending on photosynthetically active radiation of headlamps (J/cm2) and substrates

Период, годы	ФАР (Дж/см²)	Субстраты	Урожайность, кг/м2	Масса плода, г
Мерлис F 1
2019-2020	1320,2	GRODAN	47,40	137
		BIOGROW	52,52	143
2020-2021	1331,3	GRODAN	50,84	141
		BIOGROW	61,56	148
		GRODAN	48,90	140
2021-2022	1327,2	BIOGROW	55,33	145
			HCP 0,05 = 2,3	HCP 0,05 =4
Сантиана F 1
2019-2020	1320,2	GRODAN	49,83	152
		BIOGROW	57,10	160
2020-2021	1331,3	GRODAN	54,51	158
		BIOGROW	65,86	166
		GRODAN	51,90	161
2021-2022	1327,2	BIOGROW	58,67	164

HCP 0,05 =2,5                  HCP 0,05 =7

2020-2021 годы составил 3,01 см, что на 4,3% больше, чем в предыдущие 2019-2020 годы.

Одним из главных факторов, определяющих продуктивность растений в защищённом грунте, является фотосинтетически активная радиация (ФАР), которая напрямую влияет на интенсивность фотосинтеза, рост и формирование урожая.

Анализ полученных данных показал (табл. 2), что оба сорта томата демонстрируют различную реакцию на применяемые субстраты и уровни ФАР.

Несмотря на незначительные колебания суммарной ФАР между годами, наблюдалась чёткая положительная динамика продуктивности, особенно в годы с максимальным световым режимом – 2020-2021.

При увеличении ФАР с 1320,2 до 1331,3 Дж/см² урожайность обоих гибридов возросла независимо от типа субстрата. Так, для Мерлис F 1 на субстрате GRODAN урожай повысился с 47,40 кг/м² до 50,84 кг/м², а на BIOGROW – с 52,52 кг/м² до 61,56 кг/м². Аналогичная тенденция была отмечена и у Сантиана F1: рост с 49,83 кг/м² до 54,51 кг/м² на GRODAN и с 57,10 кг/м² до 65,86 кг/м² – на BIOGROW.

Это указывает на высокую чувствительность обоих гибридов к увеличению светового потока, особенно в сочетании с оптимальным субстратом. Максимальная урожайность была достигнута при 1331,3 Дж/см², что подчёркивает важность поддержания стабильного и высокого уровня освещённости в течение вегетации.

Помимо урожайности, уровень ФАР оказал влияние и на массу плодов. У Мерлис F1 средняя масса плода увеличилась с 137 г до 148 г при росте ФАР, а у Сантиана F1 – с 152 г до 166 г. Это подтверждает, что повышенная интенсивность света не только повышает урожайность, но и улучша- ет качество плодов, увеличивая содержание сухого вещества и накопление фотосинтетических продуктов.

Статистическая достоверность различий (HCP 0,05 =2,3-4,0 для Мерлис F 1 и HCP 0,05 =2,5-7,0 для Сантиана F 1 ) подтверждает, что влияние ФАР на урожайность и массу плодов является значимым фактором.

При использовании субстрата BIOGROW у гибрида Мерлис F 1 наблюдалась более высокая урожайность во все периоды исследования. Масса плодов также выше при выращивании на BIOGROW (143-148 г против 137-141 г на GRODAN). Статистически значимые различия (HCP 0,05 =2,3) подтверждают преимущество использования субстрата BIOGROW.

У гибрида Сантиана F 1 максимальная урожайность была достигнута при использовании субстрата BIOGROW во все годы исследования:

2019-2020 – 57,10 кг/м² (BIOGROW) против 49,83 кг/м² (GRODAN);

2020-2021 – 65,86 кг/м² (BIOGROW) против 54,51 кг/м² (GRODAN);

2021-2022 – 58,67 кг/м² (BIOGROW) против 51,90 кг/м² (GRODAN).

Отмечена тенденция к увеличению массы плодов при выращивании на BIOGROW (158-166 г против 152-161 г на GRODAN). Статистически значимые различия (HCP 0,05 =2,5-7,0) подтверждают достоверность полученных результатов.

Наши исследования показали, что уровень ФАР является одним из определяющих факторов продуктивности томата в защищённом грунте. Даже небольшое увеличение суммарной ФАР на уровне 11,1 Дж/см² (1320,2→1331,3 Дж/см²) приводит к существенному росту урожайности и массы плодов, особенно при использовании высококачественного субстрата.

Таким образом, для достижения максимальной продуктивности томатов рекомендуется поддерживать уровень

Таблица 3. Биохимические показатели плодов томата в зависимости от фотосинтетически активной радиации ФАР (Дж/см²) и субстратов Table 3. Biochemical parameters of tomato fruits depending on photosynthetically active radiation of headlamps (J/cm2) and substrates

Период, годы	ФАР (Дж/см²)	Субстраты	Содержание в плодах			Витамин С, мг/100 г	Нитраты, мг/кг
			сухое вещество, %	общий сахар, %	общая кислотность, %
Мерлис F 1
2019-2020	1320,2	GRODAN	4,8	3,3	0,6	24,85	105,5
		BIOGROW	5,0	3,5	0,6	25,73	95,7
2020-2021	1331,3	GRODAN	5,3	4,1	0,5	27,71	100,5
		BIOGROW	5,5	4,2	0,5	28,15	92,4
		GRODAN	5,2	4,0	0,5	25,20	104,5
2021-2022	1327,2	BIOGROW	5,2	4,1	0,4	26,43	101,0
		НСР 0.5	0,3	0,03	0,04	2,3	0,3

Сантиана F 1

2019-2020	1320,2	GRODAN	5,3	4,0	0,5	25,80	103,7
		BIOGROW	5,4	4,2	0,5	26, 37	96,8
2020-2021	1331,3	GRODAN	5,6	4,4	0,6	28,51	98,5
		BIOGROW	5,8	4,5	0,5	28,65	97,7
		GRODAN	5,4	4,2	0,6	26,20	103,8
2021-2022	1327,2	BIOGROW	5,5	4,3	0,5	27,44	102,9
		НСР 0.5	0,4	0,04	0,05	4,3	0,5

ФАР на уровне не менее 1330 Дж/см² и использовать субстраты с оптимальными физико-химическими свойствами, такие как BIOGROW.

Большие требования сегодня предъявляются к биохимическому составу плодов томата, поскольку именно он определяет не только вкусовые качества и товарный вид продукции, но и её функциональную ценность для здоровья человека.Потребители всё чаще выбирают овощи с высоким содержанием сухого вещества, сахаров, витамина С и низким уровнем нитратов, что ставит перед селекционерами и агрономами задачу выращивания томата не только с высокой урожайностью, но и с улучшенным качеством плодов. Особое значение при этом приобретает режим выращивания, включающий уровень фотосинтетически активной радиации (ФАР) и выбор субстрата, которые напрямую влияют на фотосинтетическую активность растений, накопление углеводов, синтез вторичных метаболитов и азотный обмен.

Как показывают результаты исследований (табл. 3), в условиях стабильного и высокого уровня ФАР (1320-1331 Дж/см² за вегетацию) и применения современных субстратов, таких как Grodan и Biogrow, удаётся достичь значительного улучшения биохимического состава плодов - увеличения содержания сухих веществ, общего сахара и витамина С при одновременном снижении концентрации нитратов. Это подтверждает важность точного управления световым и корневым режимами в современном овощеводстве защищённого грунта для получения экологически чистой и питательно ценной продукции.

Главное место в исследовании занимает интегральное значение фотосинтетически активной радиации (ФАР), поступающей на растения за вегетационный период. Среднегодовой уровень ФАР составил 1326,2 Дж/см2, с незначительными колебаниями между годами: от 1320,2 Дж/см2 в 2019-2020 годах до 1331,3 Дж/см2 в 2020-2021 годах. Такая стабильность радиационного режима создала равные энергетические условия для фотосинтеза и позволила достоверно оценить вклад других факторов – в частности, типа субстрата – на формирование качества плодов.

Известно, что ФАР напрямую определяет интенсивность фотосинтеза, а следовательно, и накопление углеводов, сухих веществ и вторичных метаболитов, включая аскорбиновую кислоту. В условиях высокого и стабильного уровня радиации у обоих гибридов наблюдалась чёткая положительная динамика по ключевым показателям качества с каждым годом. Так, у Мерлис F 1 содержание сухого вещества увеличилось с 4,8% до 5,5%, общего сахара — с 3,3% до 4,2%, а витамина С – с 24,85 мг/100 г до 28,15 мг/100 г. У Сантиана F 1 аналогичные изменения были ещё более выражены: сухое вещество – от 5,3% до 5,8%, сахар – от 4,0% до 4,5%, витамин С – от 25,80 мг/100 г до 28,65 мг/100 г.

При этом взаимодействие ФАР и субстрата оказало значимое влияние на эффективность использования световой энергии. На субстрате Biogrow, обладающем более сбалансированным водно-воздушным режимом и способном лучше удерживать питательные вещества, растения демонстрировали более высокую фотохимическую эффективность — о чём свидетельствует превышение показателей по сухим веществам, сахару и витамину С по сравнению с Grodan, особенно в годы с максимальной ФАР.

Наиболее высокие значения витамина С (28,65 мг/100 г у Сантиана F 1 ) были зафиксированы в 2020-2021 годах, когда уровень ФАР достиг максимума (1331,3 Дж/см²) и сочетался с использованием Biogrow. Это указывает на синергетический эффект между высокой световой нагрузкой и оптимальными корневыми условиями, способствующий активации антиоксидантного метаболизма.

Содержание нитратов,напротив,снижалось с ростом ФАР и оптимизацией питания: с 105,5 мг/кг у Мерлис F 1 в 2019-2020 годах до 92-101 мг/кг в последующие годы. Это свидетельствует о том,что при достаточном уровне света растения эффективнее ассимилируют азот, направляя его не в накопление нитратов,а в синтез белков и других органических соединений.

Достоверность различий подтверждена значением НСР0,5: различия по сухому веществу, сахару и витамину С превышали ошибку, особенно у Сантиана F 1 , что указывает на высокую чувствительность этого гибрида к световому режиму.

Таким образом, стабильно высокий уровень ФАР является главным фактором, определяющим биохимическое качество плодов томата.В сочетании с оптимальным субстратом (Biogrow) он создаёт условия для максимального проявления генетического потенциала гибридов, особенно Сантиана F 1 , обеспечивая высокое содержание сухого веществп, сахаров и витамина С при минимальном накоплении нитратов.

Это подтверждает важность точного управления световым и корневым режимами в современном овощеводстве защищённого грунта для получения экологически безопасной и питательно ценной продукции.

Выводы

На основании результатов проведенных исследований нами сделаны следующие выводы:

• 1.    ФАР – ключевой фактор, определяющий биохимический состав плодов томата. Даже незначительное увеличение суммарной ФАР (на 10-11 Дж/см²) приводит к существенному росту содержания сухого вещества, сахаров и витамина С.

• 2.    Субстрат BIOGROW демонстрирует преимущество перед GROD AN по всем биохимическим показателям, что связано с его лучшими водно-и воздушными свойствами и способностью удерживать питательные вещества.

• 3.    Гибрид Сантиана F 1 проявил более высокую чувствительность к условиям выращивания: при оптимальных параметрах (ФАР 1331,3 Дж/см², BIOGROW) он показал максимальные значения по сухому веществу (5,8%), сахару (4,5%) и витамину С (28,65 мг/100 г).

• 4.    Снижение нитратов при повышении ФАР свидетельствует об эффективном использовании азота растениями для синтеза белков и других органических соединений вместо накопления нитратов.

• 5.    Оптимальные условия для получения высококачественной продукции: уровень ФАР – не менее 1 330 Дж/см² за вегетацию; субстрат – BIOGROW; контроль микроклимата (температура, влажность, СО₂).

Эти результаты подтверждают важность точного управления световым и корневым режимами для получения экологически безопасной и питательно ценной продукции томата в условиях защищённого грунта Чеченской Республики.

Об авторах:

Petmat M. Isaeva – Senior Lecturer, Department of Chemistry,

SPIN-code: 7285-5210,

Patimat M. Akhmedova – Cand. Sci. (Agriculture), Leading Researcher,

Department of Fruit and Vegetable Growing and Processing, ,

ISSN 2618-7132 (Online) Овощи России №3 2026

[ 93]

Vegetable crops of Russia №3 2026 ISSN 2072-9146 (Print)