Влияние мульчирующих материалов на урожайность, биохимический состав и сохраняемость плодов перца сладкого

Forcitations:Yanchenko E.V., Engalychev D.I., Engalycheva N.A., Alekseeva K.L. The effect of mulching materials on yield, biochemical composition and preservation of fruits of bell pepper. Vegetable crops of Russia. 2022;(6):90-96. (In Russ.)

П ерец сладкий ( Capsicum annuum L.) является ценной овощной культурой с лечебно- профилактическими свойствами и играет важную роль в питании людей. Плоды перца – богатый источник витаминов и биологически активных веществ-антиоксидантов, обладают высокими вкусовыми качествами. По содержанию витамина С перец превосходит не только все овощи, но даже цитрусовые [1]. В фазе технической спелости в плодах перца накапливается от 72 до 180 мг% витамина С, в биологической – больше 200 мг%. Они содержат в фазе технической спелости сухого вещества 5-8%, в биологической – до 11%, сахаров – до 5,7%. По содержанию азотистых веществ перец сладкий также занимает первое место среди овощных культур (2,43,7% в пересчете на сухую массу).

Перец относится к теплолюбивым растениям, требо- вательным к температурно-влажностному и световому режиму, а также к почвенному плодородию. В открытом грунте наиболее широко перец выращивается в южных регионах России (Северный Кавказ, Поволжье, Южный Федеральный округ) [2]. В средней полосе под культуру перца заняты небольшие площади, в основном в фермерских и личных подсобных хозяйствах. При этом в связи с потеплением климата за последние годы отмечается продвижение теплолюбивых культур в более северные регионы. Для получения стабильных урожаев в зоне неустойчивого земледелия за последние годы созданы скороспелые и холодоустойчивые гибриды перца сладкого, адаптированные к условиям открытого грунта средней полосы [3]. Для улучшения условий их выращивания важное значение имеют агротехнические приемы, позволяющие повысить стрессоустойчивость растений к неблагоприятным факторам среды. К таким агроприемам относится мульчирование почвы укрывными материалами.

Установлено, что почва под мульчей быстрее прогревается и имеет температуру в среднем на 3…5°С, выше, чем без укрытия, что обеспечивает лучшую приживаемость рассады [4, 5]. Мульча сдерживает излишнее испарение и способствует удержанию влаги, оказывает положительное влияние на агрофизические свойств почвы, препятствует ее пересыханию и образованию почвенной корки [6]. Влажность почвы на глубине корнеобитаемого слоя под мульчой изменяется значительно медленнее, чем в почве без укрытия [7], что поддерживает водный баланс в почве и позволяет сократить частоту поливов.

В настоящее время наиболее широкое распространение получили неорганические мульчирующие материалы различного химического состава: синтетические пленки, нетканый укрывной материал различного цвета. Черные мульчирующие материалы защищают растения от сорной растительности и болезней, облегчая уход за культурой и позволяя выращивать экологически чистую продукцию без использования химических препаратов (гербицидов и средств защиты растений). Применение мульчирующих материалов ускоряет рост и развитие растений, продлевает период вегетации, повышает урожайность различных овощных культур [8].

В задачу исследований входило изучить влияние различных мульчирующих материалов (черная полиэтиленовая пленка и «Агротекс 60 перфорированная мульча») на урожайность перца сладкого, биохимический состав плодов и их сохраняемость в зависимости от фазы спелости.

Условия и методика исследований

Исследования проводились в 2020-2021 годах на базе ВНИИО – филиала ФГБНУ «ФНЦО» (Московская область,Раменский район).Погодные условия в годы проведения исследований характеризовались значительными колебаниями температуры воздуха и неравномерным количеством выпавших осадков. В 2020 году засушливые периоды чередовались с дождливыми, в июле-августе температура воздуха превышала среднемноголетние данные на 1,7 -3 градуса. Вегетационный период 2021 году был преимущественно жарким и засушливым, в июле-августе температура воздуха превышала среднемноголетние данные на 4,1-5,2°С. Количество выпавших осадков в июле составило 26,1% от среднемноголетних значений, среднесуточная относительная влажность воздуха была ниже среднемноголетних данных на 1,3%.

Почва опытного участка аллювиально-луговая среднесуглинистая плодородная, влагоёмкая, мощность пахотного слоя 25–30 см, глубина залегания грунтовых вод ниже 2м.Наименьшая влагоёмкость верхних слоёв (до 30 см) составляет 28,9-29,2% от массы сухой почвы, более глубоких слоёв – 29,0-29,9% . Реакция почвенного раствора в основном нейтральная, рН солевой вытяжки от 6,75 до 7,10, содержание гумуса колеблется от 3,64 до 3,7 1% , содержание общего азота колеблется от 0,035 до 0,047%, обеспеченность калием средняя (от 11,7 до 29,0 мг/100 г почвы), фосфором высокая (23,8–36 ,0 мг/100 г почвы). Гидролитическая кислотность невысокая (0,32–0,66 мг.экв/100 г), сумма поглощенных оснований средняя (38,5–45,6 мг.экв/100 г), насыщенность почвы основаниями высокая (98,3–99,3%). Основная подготовка почвы общепринятая для Московской области.Зяблевая вспашка на глубину 25 см проводилась в конце октября. Весной участок обрабатывали агрегатом, состоящим из дисковых борон БДТ–3 и «Зиг-Заг». Минеральные удобрения вносили под культивацию перед высадкой рассады рекомендуемой нормы минеральных удобрений для получения качественной продукции N 120 P 120 K 150 . Далее нарезались гребни с расстоянием между гребнями 0,7 м. Вегетационные поливы и подкормки проводились системой капельного орошения в соответствии с принятой технологией. Густота посадки – 3,5 растения на 1 м².

В опыте использовали гибриды перца сладкого Натали F 1 и Анетта F 1 .

Натали F 1 (оригинатор – ФГБНУ «Федеральный научный центр овощеводства)– раннеспелый гибрид, включенный в Госреестр в 2015 году, предназначенный для культивирования в открытом грунте в личных подсобных хозяйствах во всех регионах страны. Растение среднерослое, полураскидистое. Плоды конусовидной формы, весом около 95 г, стенка толщиной 6 -7 мм. Окраска в фазе технической спелости – зеленовато-белая, биологической – красная.

Анетта F1 (оригинатор – компания Энза Заден, Нидерланды) – раннеспелый гибрид для открытого грунта. Кусты среднераскидистые. Созревание плодов начинается через 65 суток после высадки рассады. Плоды конусовидные, средней массой 100-120 г, толщина стенки 6-7 мм. Окраска в фазе технической спелости – светло- зеленая, биологической – темнокрасная.

Рассаду выращивали в пленочной обогреваемой теплице кассетным способом с использованием рассадной кассеты с 40 ячейками. Посадку рассады перца сладкого проводили вручную, по схеме 40 см х 7 0 см (расстояние между растениями в ряду 40 см, между рядами – 70 см). Возраст рассады – 50-55 дней. Срок посадки – первая декада июня.Предварительно гряды покрывали мульчирующими материалами. В качестве мульчирующих материалов использовали черную полиэтиленовую пленку и нетканый материал «Агротекс 60 перфорированная мульча».Опыты закладывали с использованием стандартных методик,при-нятых в овощеводстве [9] по следующей схеме: 1 вариант – контроль (без мульчи); 2 вариант - мульчирование черной п/э пленкой;3 вариант – мульчирование нетканым материалом. Площадь опытной делянки – 20 м2. Повторность – четырехкратная, расположение делянок рендомизированное.

Хранение проводили в соответствии методическим указаниям по проведению научно-исследовательских работ по хранению овощей [10]. На хранение закладывали здоровые, сформировавшиеся плоды в состоянии технической спелости (зеленой окраски), биологической спелости (красной окраски) и промежуточной спелости (бурая окраска). Хранение плодов осуществляли в открытых ящиках в течение 35 суток при температуре +6…9°С и относительная влажность воздуха 80±5%. в холодильной камере с контролируемыми условиями.Сравнительную оценку сохраняемости продукции проводили по показателям естественной убыли массы, поражению болезнями, визуальному качеству плодов и изменению химического состава. Образцы взвешивали в день постановки опыта и на 14е, 21, 28 и 35-е сутки хранения для сбора данных. Эксперимент заложен в трёхфакторном полностью рандомизированном опыте с тремя повторностями.

Полученные данные анализировали на предмет статистической значимости с использованием программы Microsoft Exсel.

Биохимические анализы проводили перед и после окончания срока хранения: сухого вещества – термостатно-весовым методом (высушивание при 105°С); сахаров – по Бертрану;витамина С – по Мурри;нитра-тов – ионометрически по методу ЦИНАО.

Результаты исследования

Основная цель мульчирования почвы под культуру перца сладкого – улучшение условий выращивания растений для ускорения их роста и повышения выхода высококачественной продукции. Применение мульчирования позволяет нивелировать влияние температурного воздействия на почву и растения: при ранней посадке обеспечивается защита растений от заморозков, при летней посадке не происходит перегрева почвы. Поддерживает оптимальную температуру почвы, исключает резкие перепады температур: в жаркие дни почва не перегревается, в холодную не перемерзает.

Изученные укрывные материалы оказали положительное влияние на рост и развитие растений перца сладкого. На опытных делянках отмечена 100%-ная приживаемость рассады,ускорение сроков наступления основных фенофаз. Различия между вариантами опыта и контролем по срокам прохождения фенофаз составляли 3-5 дней. Применение мульчирующих материалов способствовало повышению общей урожайности и увеличению выхода стандартной продукции в структуре урожая (табл. 1). В контрольном варианте общая урожайность плодов перца в фазе технической спелости составила 38,1-39,6 т/га, в том числе стандартной продукции 95,8-96,5% . На опытных делянках мульчирование обеспечило увеличении общей урожайности на 8,4-8,9 т/га, что составило 16,6-19,4% к контролю. Выход стандартной продукции в структуре урожая достигал 97,4-98,5%, что превышало контроль (95,8-96,5%).

Биохимические показатели качества выращенных овощей определяют их пищевую ценность, потребительскую значимость, способность к хранению. Данные по качественной характеристике перца сладкого в период уборки представлены в таблице 2.

Таблица 1. Влияние мульчирующих материалов на скорость прохождения фенологических фаз и урожайность перца сладкого

Table 1. Effect of mulching materials on the rate of passage of phenological phases and yield of bell pepper

Вариант опыта	Гибрид перца сладкого	Всходы – массовое цветение, дни	Всходы – начало плодоношения, дни	Урожайност ь, т/га	Прибавка к контролю		Товарность, %
					т/га	%
Контроль (без мульчирования)	F1 Натали	66	99	38,1	-	-	96,5
	F1 Анетта	66	98	39,6	-	-	95,8
Пленка полиэтиленовая черная	F1 Натали	63	94	46,5	8,4	18,1	97,4
	F1 Анетта	64	95	47,2	8,6	19,4	98,1
Нетканый материал «Агротекс	F1 Натали	62	93	46,8	8,7	18,6	97,9
60 перфорированная мульча»	F1 Анетта	62	94	47,5	8,9	16,6	98,5
НСР 05				7,8

Таблица 2. Биохимические показатели качества плодов перца сладкого в период уборки Table 2. Biochemical indicators of the quality of bell pepper fruits during the harvesting period

Мульчирующий материал	Гибрид		Стадия спелости	Сухое вещество, %	Витамин С, мг%	Сахара, %			Нитраты, мг/кг
						моно-	ди-	сумма
			зеленые	4,9±0,25	88,2±4,41	2,07±0,104	0,01±0,001	2,08±0,104	56±2,80
	F	Натали	бурые	6,5±0,33	102,3±5,12	3,04±0,152	0,1±0,005	3,14±0,157	49±2,45
Без мульчирования			красные	7,3±0,37	146,9±7,35	3,65±0,183	0,01±0,001	3,66±0,183	38±1,90
			зеленые	5,3±0,27	81,1±4,06	2,21±0,111	0,23±0,012	2,44±0,122	66±3,30
	F	1 Анетта	бурые	6,6±0,33	116,4±5,82	3,25±0,163	0,01±0,001	3,26±0,163	60±3,00
			красные	7,2±0,36	150,8±7,54	3,59±0,180	0,01±0,01	3,6±0,180	57±2,85
			зеленые	5,5±0,28	88,2±4,41	2,4±0,120	0,28±0,014	2,68±0,134	72±3,60
	F	Натали	бурые	6,6±0,33	116,4±5,82	3,41±0,171	0,34±0,017	3,75±0,188	60±3,00
Мульчирование			красные	7,5±0,38	164,7±8,24	3,79±0,190	0,22±0,011	4,01±0,201	54±2,70
черной пленкой			зеленые	5,6±0,28	91,7±4,59	2,59±0,130	0,39±0,020	2,98±0,149	80±4,00
	F	1 Анетта	бурые	6,5±0,33	111,4±5,57	3,13±0,157	0,61±0,031	3,74±0,187	61±3,05
			красные	7,4±0,37	161,2±8,06	3,74±0,187	0,31±0,016	4,05±0,203	51±2,55
			зеленые	5,6±0,28	83,2±4,16	1,87±0,094	0,63±0,032	2,5±0,125	67±3,35
	F	Натали	бурые	6,4±0,32	116,6±5,83	3,33±0,167	0,01±0,001	3,34±0,167	60±3,00
Мульчирование			красные	7,5±0,38	158,9±7,95	3,81±0,191	0,18±0,009	3,99±0,199	54±2,70
нетканым материалом			зеленые	5,5±0,28	83,9±4,20	2,35±0,118	0,01±0,001	2,36±0,118	64±3,20
	F	1 Анетта	бурые	6,3±0,32	117,8±5,89	2,87±0,144	0,05±0,003	2,92±0,146	61±3,05
			красные	7,5±0,38	160,2±8,01	3,72±0,186	0,21±0,011	3,93±0,197	56±2,80

Наибольшее влияние на биохимические показатели качества имела стадия спелости плодов перца сладкого (см. табл. 2). Так, в среднем, плоды, убранные в технической стадии (зелеными), содержали 5,4% сухого вещества, 86,1 мг% витамина С, 2,51% суммы сахаров, 67,5 мг/кг нитратов. Бурые плоды по содержанию биохимических показателей значительно превышали зеленые плоды,но в некоторой степени уступали плодам, убранным в биологической спелости (красными). У бурых плодов сухого вещества было в среднем 6,5% (у красных – 7,4%), витамина С – 113,5 мг% (у красных – 157,1 мг%), суммы сахаров – 3,36% (у красных – 3,87% ). Количество нитратов в продукции во всех вариантах опыта было в пределах допустимых значений ПДК (200 мг/кг), при этом по мере созревания была отмечена тенденция уменьшения среднего содержания нитратов с 67,5 мг/кг у зеленых плодов до 51,7 мг/кг у красных плодов перца сладкого. Отмечены высокие вкусовые качества подов.

Использование мульчирующих материалов положительно влияло на накопление в плодах перца сладкого сухих веществ, витамина С, моно-, ди-, суммы сахаров. При этом существенных различий между использованием мульчирования черной пленкой или мульчирование нетканым материалом спандбонд выявлено не было.

Таблица 3. Биохимические показатели качества плодов перца сладкого после 35-дневного хранения Table 3. Biochemical quality indicators of bell pepper fruits after 35-day storage

Мульчирующий материал	Гибрид		Стадия спелости	Сухое вещество, %	Витамин С, мг%	Сахара, %			Нитраты, мг/кг
						моно-	ди-	сумма
			зеленые	4,1±0,21	33,4±1,67	1,81±0,091	0,87±0,044	2,68±0,134	97±4,85
	F	1 Натали	бурые	5,8±0,29	44,3±2,22	2,25±0,113	0,09±0,005	2,34±0,117	85±4,25
Без мульчирования			красные	7,2±0,36	70,2±3,51	3,14±0,157	0,36±0,018	3,50±0,175	72±3,60
			зеленые	5,0±0,25	28,3±1,42	1,94±0,097	0,42±0,021	2,36±0,118	83±4,15
	F	1 Анетта	бурые	5,7±0,29	43,6±2,18	2,27±0,114	0,40±0,020	2,67±0,134	88±4,40
			красные	7,1±0,36	40,1±2,01	2,49±0,125	0,44±0,022	2,93±0,147	77±3,85
			зеленые	5,6±0,28	41,4±2,07	2,15±0,108	0,58±0,029	2,73±0,137	86±4,30
	F	1 Натали	бурые	6,6±0,33	49,4±2,47	2,61±0,131	1,31±0,066	3,92±0,196	79±3,95
Муличирование			красные	7,3±0,37	82,4±4,12	3,65±0,183	0,01±0,001	3,66±0,183	67±3,35
черной пленкой			зеленые	5,5±0,28	34,8±1,74	2,05±0,103	0,28±0,014	2,33±0,117	99±4,95
	F	1 Анетта	бурые	6,5±0,33	48,6±2,43	2,86±0,143	0,01±0,001	2,87±0,144	85±4,25
			красные	7,1±0,36	60,2±3,01	2,83±0,142	0,86±0,043	3,69±0,185	77±3,85
			зеленые	5,5±0,28	45,1±2,26	2,12±0,106	3,19±0,158	5,31±0,266	98±4,90
	F	1 Натали	бурые	6,6±0,33	51±2,55	3,11±0,156	0,01±0,001	3,12±0,156	96±4,80
Мульчи-рование			красные	7,2±0,36	58,6±2,93	3,69±0,185	0,01±0,002	3,7±0,185	50±2,52
нетканым материа-лом			зеленые	5,3±0,27	38,1±1,91	2,1±0,105	0,67±0,034	2,77±0,136	82±4,10
	F	Анетта	бурые	6,8±0,34	44,3±2,22	2,41±0,121	0,08±0,004	2,49±0,125	95±4,75
			красные	7,1±0,36	53,4±2,67	2,94±0,147	0,76±0,038	3,69±0,185	79±3,95

Сравнивая данные таблиц 2 и 3, следует отметить ухудшение биохимических показателей качества плодов перца сладкого в процессе 35-дневного хранения.

Плоды перца сладкого относятся к продуктам с хорошей сохраняемостью, транспортабельны, долго сохраняют товарный вид,вкусовые качества и пищевую ценность [11-13]. Сравнительную оценку продукции проводили по показателям естественной убыли массы, поражению болезнями, визуальному качеству плодов и изменению химического состава.

Тенденция повышенной величины убыли массы отмечена для всех вариантов хранения, заложенных в полной биологической спелости (красные), что связано не только со степенью зрелости, но и устойчивостью к болезням,так как больные плоды интенсивней дышат.В процессе хранения были выявлены сле- дующие болезни перца сладкого:мокрая бактериальная гниль (возбудитель Pectobacterium carotovora), серая гниль (возбудитель Botrytis cinerea), черная плесень плодов (возбудитель Alternaria sp.). В большей степени плоды перца сладкого поражались черной плесенью плодов.

После 35 суток в открытом ящике (t +6…9°С, ОВВ 80% ), лучшей сохраняемостью характеризовались отечественный гибрид Натали F 1 (74,9% ), выращенный с использованием мульчирующего материала черной пленки.

Использование мульчирующих материалов оказало положительный эффект во всех вариантах опыта, но из-за сортовой специфики и стадии спелости плодов при уборке давало разную прибавку сохраняемости, как правило, за счет увеличения устойчивости к болезням.

Таблица 4. Сохраняемость перца сладкого в зависимости от мульчирующего материала, сорта и стадии спелости после 35 суток хранения в открытом ящике

Table 4. Preservation of bell pepper depending on the mulching material, variety and stage of ripeness after in an open box after 35 days of storage

Агротехника выращивания (мульчирующий материал)	Гибрид		Стадия спелости	Выход товарной продукции, %	Абсолютный отход (потери от болезней), %	Убыль массы, %
			зеленые	69,8	25,7	4,5
	F 1	Натали	бурые	72,4	23,4	4,2
Без мульчирования			красные	65,4	29,3	5,3
			зеленые	65,4	30,2	4,4
	F	Анетта	бурые	72,1	23,6	4,3
			красные	60,2	33,9	5,9
			зеленые	74,9	20,5	4,6
	F 1	Натали	бурые	78,9	16,9	4,2
Мульчирование черной пленкой			красные	68,9	25,6	5,5
			зеленые	71,3	23,9	4,8
	F	Анетта	бурые	76,4	19,1	4,5
			красные	66,1	28,6	5,3
			зеленые	72,6	22,6	4,8
	F 1	Натали	бурые	75,7	19,9	4,4
Мульчирование нетканым			красные	66,9	27,7	5,4
материалом (спандбонд)			зеленые	73,8	21,3	4,9
	F	Анетта	бурые	75,9	19,5	4,6
			красные	64,2	30,5	5,3

Table 5. Effect of mulching material, hybrid and ripeness stage on the persistence of bell pepper

Таблица 5. Влияние мульчирующего материала, гибрида и стадии спелости на сохраняемость перца сладкого

Источник вариации	НСР 05	Влияние факторов, %
Фактор А (мульчирующий материал)	4,51	20,60
Фактор В (гибрид)	3,68	5,22
Фактор С (стадия спелости)	4,51	70,06
Взаимодействие факторов А и В	6,37	1,71
Взаимодействие факторов А и С	7,81	1,14
Взаимодействие факторов В и С	6,37	1,27

В наших исследованиях во всех вариантах опыта лучшей сохраняемостью характеризовались плоды, заложенные на хранение бурыми, что не вполне согласуется с данными Магомедова Р.К. (2005). При изучении сохраняемости перца различной степени спелости им было определено, что товарный выход плодов снижается по мере перехода их в биологическую степень спелости. Так им же установлено, что после 35 суток хранения при температуре +5…+7°С средний выход красных плодов сорта Подарок Молдовы и Лига были вдвое меньше по сравнению с зелеными и бурыми [14].

Статистическая обработка экспериментальных данных показала,что в решающее значение при хранении перца сладкого имеет стадия спелости плодов.На её долю приходилось 7 0,06% общего варьирования сохраняемости плодов (табл. 5). Фактор В (гибрид) имеет небольшое влияние на сохраняемость перца сладкого (5,22% от общего влияния), но учитывая высокую стоимость импортных семян,можно сделать вывод,что отечественный гибрид F 1 Натали,не уступающий зарубежным гибридам по сохраняемости плодов, имеет преимущества перед ними и обладает высокой конкурентоспособностью.

Выводы

• 1.    Применение мульчирующих материалов способствовало повышению общей урожайности перца сладкого на 16,6 -19,4% к контролю при высокой стандартности продукции в структуре урожая (97,498,5%).

• 2.    Использование мульчирующих материалов положительно влияло на накопление сухого вещества, витамина С, моно-, ди-, суммы сахаров в плодах перца сладкого.

• 3. Отечественный гибрид Натали F 1 ,выращенный с использованием мульчирующего материала черной пленки, характеризовался лучшей сохраняемостью (74,9%) по сравнению с зарубежным гибридом Анетта F 1 (71,3%).

• 4.    Плоды, заложенных в полной биологической спелости (красные), характеризовались повышенной величиной убыли массы во всех вариантах хранения.

• 5.    Использование мульчирующих материалов имело положительный эффект на всех вариантах опыта, но преобладающее влияние оказывала стадия спелости закладываемых на хранение плодов.

Об авторах:

Елена Валерьевна Янченко – кандидат сельскохозяйственных наук, ведущий научный сотрудник отдела земледелия и агрохимии, автор для переписки,, Джафар Исхакович Енгалычев – научный сотрудник отдела технологий и инноваций, , Наталия Андреевна Енгалычева – младший научный сотрудник отдела защищенного грунта и грибоводства, ,

Ксения Леонидовна Алексеева – доктор сельскохозяйственных наук, доктор с.-х. наук, главный научный сотрудник, руководитель научного направления «Иммунитет и защита растений», ,

Aboutthe Authors:

Elena V. Yanchenko – Cand. Sci. (Agriculture), Leading Researcher of the Department of Agriculture and Agricultural Chemistry, Correspondence Author, , Djafar I. Engalychev – Researcher of the Department of Industrial Technologies and Innovations, ,

Natalia A. Engalycheva – Junior Researcher of the Department of Greenhouses Industry and Mushrooms Growing, , https://orcid.org0000-0002-8950-7865

Ksenia L. Alekseeva – Dc. Sci. (Agriculture), Chief Researcher, Head of the Research Division “Immunity and Plant Protection”, ,