Влияние торфопометной таблетки на качество овощных культур при возделывании на лугово-черноземной почве

Большое значение в питании населения играют овощные культуры. Для поддержания жизни, работоспособности и здоровья человек нуждается в нормальном питании, что предполагает сбалансированное потребление основных веществ. Поставщиками многих минеральных веществ, витаминов, ферментов, эфирных масел, пищевых воло-

кон, органических кислот, углеводов и фитонцидов, необходимых для функционирования живого организма, являются овощи. В год человеку, в зависимости от региона, требуется 126–146 кг овощей, в том числе 1–3 кг перцев, 2–5 кг баклажанов, 25–32 кг томатов [1; 2].

Высокое содержание воды в плодах – характерный признак овощных культур. У большинства культур этот показатель достигает 85–95%. Перец, томаты и баклажаны – культуры, которые используются для промышленной переработки. При их возделывании производители стремятся увеличить содержание сухих веществ, благодаря чему значительно улучшается качество и растет выход готовой продукции. Большое значение при оценке качества овощной продукции имеют структура урожая и товарные свойства (стандартность, цвет, форма, вкус), а также биохимические показатели качества овощей (сахара, минеральные соли, сухое вещество, витамины) [3; 4].

Для формирования величины и качества продукции важна оптимизация химического состава субстрата [5; 6].

Цель исследований – установить влияние торфопометной таблетки (ТПТ), используемой в качестве субстрата, на качество плодов томатов, перцев и баклажанов при их выращивании на лугово-черноземной почве.

Задачи исследований :

• 1)    определить влияние ТПТ на содержание сухого вещества в плодах томатов, перцев, баклажанов;

• 2)    изучить влияние ТПТ и применяемых минеральных удобрений на содержание аскорбиновой кислоты в исследуемых овощах;

• 3)    установить зависимость содержания витамина С в плодах томатов, перцев и баклажанов от уровня обеспеченности рассады азотом, фосфором и калием.

Материалы и методы

Объектами исследования в опытах послужили: лугово-черноземная почва, ТПТ, минеральные удобрения, перцы (сорт Виктория); томаты (Волгоградский 5); баклажаны (Универсал 6).

Полевые опыты закладывали в течение 2015–2018 гг. на опытном поле Омского ГАУ.

Схема опыта включала 13 вариантов, закладка опыта проводилась в четырехкратной повторности по следующей схеме:

• 1.    Почва

• 2.    Торфопометная таблетка

• 3.    Торфопометная таблетка + N 50

• 4.    Торфопометная таблетка + N 100

• 5.    Торфопометная таблетка + N 150

• 6.    Торфопометная таблетка + Р 100

• 7.    Торфопометная таблетка + Р 150

• 8.    Торфопометная таблетка + Р 200

• 9.    Торфопометная таблетка + К 25

• 10.    Торфопометная таблетка + К 50

• 11.    Торфопометная таблетка + N 50 Р 100 К 25

• 12.    Торфопометная таблетка + N 150 Р 200 К 50

• 13.    Тепличный грунт

В качестве минеральных удобрений использовали различные дозы минеральных солей: NH 4 NO 3 , Ca(H 2 PO 4 ), KCl.

Тепличный грунт представлял собой смесь торфа и соломы с добавлением минеральных удобрений.

Почвенный покров опытного участка, на котором был заложен полевой опыт, представлен лугово-черноземной маломощной среднегумусовой тяжелосуглинистой почвой. Данная территория относится ко второй надпойменной террасе реки Иртыш, представлена равниной, сложенной аллювиальными отложениями. Здесь располагается опытное поле Омского ГАУ.

Нижние горизонты В к , С кg в профиле почвы содержат карбонаты, что обусловливает щелочную реакцию среды. Почва имеет благоприятный состав почвенного поглощающего комплекса с незначительным содержанием поглощенного Na⁺ – 0,8–1,7%. Основная доля приходится на Са²⁺ – 88–77% и Мg²⁺ – 13–21%.

Агрохимические показатели верхнего 30-сантиметрового слоя лугово-черноземной почвы в среднем по годам исследований были следующие: сумма поглощенных оснований составляет 27,2–29,0 мг-экв./100 г почвы, плотность почвы 1,20 г/см3, реакция среды водной вытяжки 6,9–7,3 ед. рН; содержание в пахотном горизонте гумуса 4,5–5,0%; нитратного азота 17,9–20 мг/кг, подвижного фосфора 70,5–78,5 мг/кг, калия 208–217 мг/кг. В составе почвенно-поглощающего комплекса преобладает кальций 21,8–23,3 мг-экв/100 г почвы.

Сухое вещество в плодах овощных культур определяли термостатным методом, содержание аскорбиновой кислоты – по И.К. Мурри, с использованием красителя 2,6-дихлорфенолиндофенола. Отобранные пробы культур состояли из однородных по размеру и цвету плодов.

Почва без добавления минеральных удобрений и тепличный грунт использовались в качестве вариантов для контроля. Для определения элементов минерального питания использовался стандартный метод Чирикова с последующим определением: нитратного азота – колориметрически с использованием дисульфофеноловой кислоты; фосфора – колориметрически по Дениже; калия – пламенно-фотометрически. Методом дисперсионного анализа проводили статистическую обработку полученных результатов. Весовым методом из воздушно-сухого образца при соотношении грунта и воды 1 : 10 проводился агрохимический анализ грунта теплицы.

Результаты исследования

В томатах содержится 20–25 мг/100 г аскорбиновой кислоты, 5–7% сухого вещества; в плодах перцев аскорбиновой кислоты 250–450 мг/100 г в стадии биологической спелости и до 250 мг/100 г – технической спелости; от 6 до 13% сухого вещества; в плодах баклажанов – 2–10 мг/100 г аскорбиновой кислоты, до 9% сухого вещества. Основные соединения, входящие в состав сухого вещества, – сахара, пектиновые вещества, белки, витамины [2; 5].

Одним из наиболее важных показателей биологического качества овощных культур является содержание в них сухого вещества, которое зависит от почвенноклиматических условий, орошения, особенностей культуры и применения удобрений. Процентное содержание сухого вещества под влиянием удобрений часто снижается, но при благоприятном для данной культуры соотношении питательных веществ это снижение бывает наименьшим [1; 6]. Одна из задач исследования – выяснить, какое влияние оказывают используемые в опыте субстраты в виде торфопометной таблетки на содержание сухих веществ в плодах томатов, перцев, баклажанов. В табл. 1 представлено содержание сухого вещества в плодах в зависимости от используемых вариантов.

Таблица 1

Содержание сухого вещества в плодах овощных культур (среднее за 2015–2018 гг.), %

Вариант	Томаты	Перцы	Баклажаны
Почва	4,8	8,0	7,0
ТПТ	5,6	10,1	8,5
ТПТ + N 50	5,6	8,9	8,7
ТПТ + N 100	5,7	9,3	8,8
ТПТ + N 150	5,8	9,9	8,8
ТПТ + P 100	5,9	10,1	8,9
ТПТ + P 150	6,2	10,1	9,0
ТПТ + P2 00	6,0	10,2	9,2
ТПТ + K 25	5,7	9,4	8,7
ТПТ + K 50	5,8	9,6	8,8
ТПТ + N 50 P 100 K 25	5,8	9,8	8,8
ТПТ + N 150 P 200 K 50	5,9	10,0	8,8
Грунт	5,4	9,5	8,4
НСР 05	0,45	0,74	0,57

Необходимо отметить, что образование сухих веществ в плодах томатов, перцев и баклажанов зависит от используемых в качестве субстрата питательных смесей и вносимых удобрений. Самое низкое процентное содержание сухих веществ в плодах всех рассматриваемых культур было там, где использовалась почва: 4,8% для томатов; 8,0% для перцев; 7,0% для баклажан. Содержание сухого вещества в плодах было различным в зависимости от используемых вариантов. Наблюдается тенденция повышения содержания сухих веществ при использовании ТПТ с внесением фосфора (табл. 1), т.к. фосфор оказывает положительное действие на накопление сухих веществ. При внесении азотных, калийных и совместных N, Р, К удобрений наблюдается небольшое увеличение содержания сухих веществ, пропорциональное увеличению дозы вносимых удобрений.

Овощи – важный источник ряда витаминов, прежде всего аскорбиновой кислоты. Аскорбиновая кислота в организме человека участвует в окислительно-восстановительных процессах, ее недостаток в пище приводит к развитию целого ряда заболеваний. Суточная норма витамина С для человека составляет 50–100 мг. Определение содержания витамина С в урожае сельскохозяйственных культур имеет важное значение при качественной оценке растительных продуктов питания [2; 3].

Образуется аскорбиновая кислота из углеводов, а ее накопление зависит от ряда факторов, регулируемых и нерегулируемых. К нерегулируемым относятся внешние факторы – климат, погодные условия (температура, осадки, влажность, освещенность) и др. К регулируемым относится стадия созревания: по мере созревания идет накопление сухих веществ и увеличивается содержание аскорбиновой кислоты. Важное значение при синтезе аскорбиновой кислоты в плодах имеет гранулометрический состав субстрата. При возделывании овощных культур на легких по гранулометрическому составу почвах (субстратах) содержание витамина С в плодах продукции выше, чем при возделывании на грунтах тяжелого гранулометрического состава [4; 6]. Также к регулируемым факторам можно отнести особенности сорта и технологию возделывания растений [7–10].

Очень сильное влияние на накопление аскорбиновой кислоты в плодах растений оказывают условия минерального питания и применяемые удобрения. Многочисленными исследованиями установлено, что при избыточных дозах азота или одностороннем азотном питании содержание аскорбиновой кислоты в овощах уменьшается, но на- блюдается увеличение азотистых соединений (в том числе нитратов), оказывающих вредное воздействие на здоровье человека и животных. В табл. 2 приведено содержание аскорбиновой кислоты в плодах томатов, перцев и баклажанов, установленное в ходе исследования.

Таблица 2

Содержание аскорбиновой кислоты в плодах томатов, перцев и баклажанов (среднее за 2015–2018 гг.), мг/100 г сырой массы

Вариант	Томаты	Перцы	Баклажаны
Почва	15,0	145,0	3,2
ТПТ	18,5	189,5	4,8
ТПТ + N 50	17,2	180,0	4,2
ТПТ + N 100	17,0	178,2	3,8
ТПТ + N 150	15,4	171,8	3,6
ТПТ + P 100	19,0	184,7	4,0
ТПТ + P 150	19,5	193,6	4,3
ТПТ + P2 00	19,8	192,4	4,9
ТПТ + K 25	19,3	190,5	4,3
ТПТ + K 50	20,2	191,4	4,5
ТПТ + N 50 P 100 K 25	19,7	197,0	4,7
ТПТ + N 150 P 200 K 50	20,0	201,2	5,1
Грунт	18,4	186,8	4,7
НСР 05	1,61	14,1	0,25

При рассмотрении влияния питательных смесей в виде ТПТ, ТПТ + N, Р, К, почвы и тепличного грунта на содержание аскорбиновой кислоты в плодах томатов, перцев и баклажанов можно отметить, что в опыте, где в качестве субстрата использовалась чистая почва с тяжелосуглинистым гранулометрическим составом и недостатком элементов питания (особенно азота и фосфора), содержание витамина С было значительно ниже, чем на других вариантах с ТПТ.

Наибольшее влияние на накопление аскорбиновой кислоты оказывают условия водно-воздушного режима и минерального питания растений. Так, при использовании ТПТ + Р 150–200 мг/100 г массы таблетки и К 25–50 содержание витамина С значительно увеличивается. Дополнительное внесение в ТПТ полного минерального удобрения способствовало положительному синтезу аскорбиновой кислоты в плодах (табл. 3), а на вариантах с чистой таблеткой и на тепличном грунте наблюдается тенденция к снижению витамина С в плодах. При внесении в таблетку дополнительно азота в дозе 50, 100, 150 мг/100 г массы таблетки накопление аскорбиновой кислоты снижается пропорционально концентрации азота в питательной смеси.

Полученные данные позволяют установить зависимость между содержанием элементов минерального питания в плодах томатов, перцев, баклажанов и накоплением аскорбиновой кислоты (табл. 3–5).

В результате математической обработки выявлена высокая корреляционная зависимость (r = 0,97) при оптимальном содержании в растениях томатов фосфора и калия, равном 0,79 и 6,0%, и соотношении этих элементов в пределах 7,6. При этом наилучшим образом происходит биосинтез аскорбиновой кислоты (С) при высоких показателях урожайности культуры томатов. Установленная зависимость описывается уравнением

С = 4,07 + 4,61Р – 0,09К мг/100 г. (1)

При сбалансированном азотно-фосфорном питании за счет использования оптимальной по составу таблетки для перцев (ТПТ + P 150 ) получено наибольшее содержание аскорбиновой кислоты – 193,6 мг/100 г (табл. 4, уравнение (2)).

С = 0,1N + 0,004Р – 0,63 мг/100 г, r = 0,98. (2)

Таблица 3

Питательная смесь	Содержание, %		Соотношение элементов питания		Содержание аскорбиновой кислоты, мг/100 г сырой массы
	К	Р
Почва	4,53	0,41	К	: Р = 11	15,0
ТПТ	5,47	0,65	К :	Р = 8,4	18,5
ТПТ + P 100	5,37	0,73	К :	Р = 7,4	19,0
ТПТ + P 150	6,00	0,79	К :	Р = 7,6	19,5
ТПТ + P2 00	6,23	0,86	К :	Р = 7,2	19,9

Таблица 4

Питательная смесь	Содержание, %		Соотношение элементов питания		Содержание аскорбиновой кислоты, мг/100 г сырой массы
	N	Р
Почва	2,47	0,24	N : Р = 10,3		145,0
ТПТ + P 100	3,57	0,54	N	Р = 6,6	184,7
ТПТ + P 150	4,00	0,58	N	Р = 6,9	193,6
ТПТ + P2 00	4,15	0,63	N	Р = 6,6	192,4

Таблица 5

Питательная смесь	Содержание, %		Соотношение элементов питания		Содержание аскорбиновой кислоты, мг/100 г сырой массы
	N	Р
Почва	3,50	0,47	N	Р = 7,4	3,2
ТПТ + P 100	4,60	0,66	N	Р = 6,7	4,0
ТПТ + P 150	4,70	0,68	N	Р = 6,9	4,3
ТПТ + P2 00	5,00	0,78	N	Р = 6,4	4,9

Содержание аскорбиновой кислоты в плодах томатов в зависимости от уровня обеспеченности рассады фосфором и калием

Содержание витамина С в плодах перцев в зависимости от уровня обеспеченности рассады азотом и фосфором

Содержание витамина С в плодах баклажанов в зависимости от уровня обеспеченности рассады азотом и фосфором

При оптимальном и сбалансированном питании баклажанов (ТПТ + P 200 ) также наилучшим образом происходит биосинтез аскорбиновой кислоты в плодах (табл. 5, уравнение (3)).

С = 0,36Р – 0,07N – 0,51 мг/100 г, r = 0,98.                     (3)

Заключение

При изучении влияния торфопометных таблеток на формирование качества таких овощных культур, как томаты, перцы и баклажаны, установлена прямая зависимость между соотношением компонентов в питательной смеси и показателями качества овощных культур. Используемый комплексный метод растительной диагностики рассады и целых растений в период вегетации позволяет прогнозировать величину и качество урожая данных культур.

N.M. Nevenchannaya, L.N. Bashkatova

Omsk State Agrarian University named after P.A. Stolypin, Omsk

The effect of peat and manure tablets on the quality of vegetable crops when cultivated on meadow-chernozem soil

Список литература

• 1.    Лихоманова Л.М . Агрохимия в овощеводстве : учеб. пособие / Л.М. Лихоманова, Е.П. Болдышева. – Омск : ФГБОУ ВО Омский ГАУ, 2019. – 75 с.

• 2.    Личко Н.М . Стандартизация и сертификация продукции растениеводства : учебник для вузов / Н.М. Личко ; Моск. с.-х. академ. им. К.А. Тимирязева. – М. : Юрайт-Издат, 2004. – 596 с.

• 3.    Невенчанная Н.М. Эффективность использования золошлаковых материалов при выращивании огурцов на лугово-черноземной почве / Н.М. Невенчанная, А.М. Гиндемит // Достижения науки и техники в АПК . – 2018. – Т. 32. – № 10. – С. 37–40.

• 4.    Плодоводство и овощеводство : учеб. пособие / под общ. ред. В.А. Потапова. – М. : Колос, 1997. – 431 с.

• 5.    Пискунов А.С. Агрохимические методы исследования : учеб. пособие / А.С. Пискунов. – М. : Колос, 2004. – 237 с.

• 6.    Ермохин Ю.И. Исторические аспекты развития метода комплексной диагностики минерального питания сельскохозяйственных культур / Ю.И. Ермохин, И.А. Бобренко, Е.Г. Бобренко // Электронный научно-методический журнал Омского ГАУ. – 2017. – № 2(9). – С. 6.

• 7.    Ермохин Ю.И . Сортовая диагностика минерального питания редиса : монография / Ю.И. Ер-мохин, Е.Г. Бобренко, И.А. Бобренко. – Омск : Изд-во ОмГАУ, 2004. – 108 с.

• 8.    Бобренко И.А. Оптимизация минерального питания кормовых, овощных культур и картофеля на черноземах Западной Сибири : автореф. дис. … д-ра с.-х. наук / И.А. Бобренко. – Тюмень, 2004. – 32 с.

• 9.    Ермохин Ю.И . Система почвенно-растительной оперативной диагностики минерального