Влияние водорастворимых удобрений на урожайность и биохимический состав арбуза столового среднего и позднего сроков созревания

УДК 635.615-02:631.547.6:631.8

Forcitation: Galichkina E.A.,Nadezhkin S.M. The influence of water-soluble fertilizers on the yield and biochemicalcomposition of table watermelon of medium and early ripening.Vegetable crops of Russia. 2023;(1):69-74.(In Russ.)

Улучшение качества выращенной продукции – это огромный резерв повышения эффективно- сти сельскохозяйственного производства. Доказано как нашими, так и работами ряда исследователей что экономия, достигнутая за счет улучшения и сохранения качества, снижения брака, отходов и потерь при выращивании намного превышает дополнительные затраты на производство продукции. Создание и внедрение отечественной конкурентоспособной технологии выращивания,хранения сельскохозяйственной продукции весьма актуальная работа [1, 2, 3].

Разработка агротехнологии бахчевых культур в зоне рискованного земледелия, обеспечивающая повышение продуктивности посевов и сохранение плодородия, является актуальным моментом в промышленном производстве бахчевых культур, в которой помимо использования сортов, приспособленных к абиотическим и биотическим факторам среды, подразумевается постоянное совершенствование элементов технологии [4, 5].

Появление на рынке водорастворимых удобрений, регуляторов роста, биопрепаратов требует детального изучения данных препаратов для определения их эффективности в повышении урожайности при выращивании арбуза столового.

Большинство современных препаратов обладает широким и комплексным действием, относится к экологически безопасным соединениям.

Бахчевые культуры – незаменимый продукт питания и богатейший источник природных антиоксидантов. Именно арбуз относится к продуктам овощебахчевой продукции, которая при заготовке не теряет своих ценных вкусовых и питательных качеств. У плодов арбуза есть большой потенциал как основного источника пищи и воды в полупустынных и пустынных регионах нашей страны. Плоды бахчевых содержат легкоусвояемые сахара, витамины, минеральные соли, органические кислоты и другие биологически ценные вещества [6, 7, 8].

Красный цвет мякоти арбуза во многом обусловлен наличием в его составе каротиноидов. Ликопин один из них, он содержится только в некоторых фруктах и овощах, является сильным антиоксидантом и эффективным поглотителем свободных радикалов, и гасителем кислорода среди всех каротиноидов [9, 10, 11].

Некоторые учёные связывают его влияние с уменьшением риска развития рака пищеварительной системы и предстательной железы. Кроме того, отмечают его благотворное воздействие на сосуды (снижает уровень холестерина и предотвращает формирование бляшек) и функционирование сердца. Как и другие каротиноиды, ликопин полезен для зрения и вносит свой вклад в предотвращение возрастной макулярной дегенерации (нарушение центрального зрения) [12, 13, 14].

Развитие и укрепление контроля за качеством и безопасностью продуктов питания являются одними из приоритетных направлений современной науки о питания. [15].

Биохимический состав арбуза столового служит одним из главных показателей качества продукции.

Содержание сухого вещества – один из наиболее важных показателей качества овощной продукции. От него зависит возможность и эффективность различного рода переработки овощей,их сохранность при хранении. Известно, что содержание сухого вещества под влиянием минеральных удобрений часто снижается. Но при благоприятных для данной культуры и сорта соотношениях питательных веществ это снижение может быть наименьшим [16].

Витамин С является одним из важных химических соединений для организма человека.Аскорбиновая кислота повышает активность защитных сил организма, стимулирует лейкоциты и их антибактериальную активность и фагоцитов.В тоже время она способствует выработке противовоспалительных веществ и обладает противоаллергическим действием [17].

Чистота продукции определяется по содержанию нитратов в плодах арбуза. Сейчас общеизвестно, что нитраты обладают высокой токсичностью для человека. Установлено, что нитраты могут угнетать активность иммунной системы организма,снижать устойчивость организма к отрицательному воздействию факторов окружающей среды.Нитраты способствуют развитию патогенной (вредной) кишечной микрофлоры, которая выделяет в организм человека ядовитые вещества — токсины, в результате чего идёт токсикация, т. е. отравление организма [18].

Цель работы – разработка новых агротехнических приёмов и совершенствование технологии возделывания арбуза столового в сложных климатических условиях сухостепного Заволжья, обеспечивающих получение стабильных урожаев с высоким качеством плодов.

Материалы и методика

Исследования проводили на Быковской бахчевой селекционной опытной станции, в богарных условиях Волгоградского Заволжья. Почвы зоны иссле-дований-светло-каштановые, супесчаные, легкие (по гранулометрическому составу). Содержание общего азота-0,12-0,15%, общего фосфора-0,07-0,09% , обменного калия – 120-180 мг/кг. Содержание гумуса до 1,0%.

Характерными особенностями климата Волгоградского Заволжья являются засушливость и активная ветровая деятельность. Максимальная скорость ветра может достигать до 35 м/с, количество суховейных дней от 40 до 60 в год. На всей территории господствует антициклонический режим погоды. Данная зона исследований располагает значительными тепловыми ресурсами, но имеет низкую влагообеспеченность.

Период исследований – 2019-2021 годы. Объект исследований – арбуз среднего срока созревания, сорт Землянин и позднего срока созревания,сорт Холодок.Биохимический анализ плодов проводили согласно имеющимся методикам: витамин «С» по Мурри. Редуцирующие сахара определяли по методу Бертрана. Содержание нитратов в плодах определяли ионно-селективным методом.

В работе применяли следующие методики: Литвинов С.С. «Методика полевого опыта в овощеводстве», Белик В.Ф. «Методика полевого опыта в овощеводстве» [19, 20]. Были изучены эффективность применения водорастворимых удобрений различными способами обработок для определения их влияния на биохимический состав арбуза столового, среднего и позднего сроков созревания. Изучаемые препараты применялись для замачивания семян перед посевом и обработки растений во время вегетации в период “начало пле-теобразования” и перед смыканием плетей (через 2 недели) нормами:

• -    замачивание семян: Хелат Fe – 1 мл/1 л воды, Акварин овощной – 6 г/1 л воды. Срок замачивания – 3 часа;

• -    обработка растений: Хелат Fe – 500 мл/100 л рабочего раствора, Акварин овощной – 670 г/100 л рабочего раствора. Норма рабочего раствора – 300 л/га.

Характеристика изучаемых препаратов:

Хелат Fe: диэтилентриаминпента уксусной кислоты, железный комплекс-динатриевая соль. Массовая доля основного вещества не менее 17%. Водорастворимое удобрение.

Акварин овощной – комплексное водорастворимое удобрение. Состав: азот – 19%, фосфор – 6%, калий – 20% , магний – 1,5% , микроэлементы в форме хелатов: F e – 0,054% , Zn – 0,014%, C u – 0,01%, Mn – 0,042%, Mo – 0,004%, B – 0,02%.

В ходе исследований проводили следующие наблюдения и учеты: фенологические наблюдения, биометрические и биохимические исследования, учет урожая [19].

Результаты и их обсуждение

В исследуемый период (2019-2021) полученные результаты показали, что урожайность арбуза сорта Землянин от применения,изучаемых водорастворимых удобрений для замачивания семян перед посевом на 11,7-22%, больше по сравнению с контролем (без обработок) и на 8,7-18,8% больше по сравнению с вариантом обработка растений водой.Наибольшая урожайность при замачивании семян арбуза была получена в варианте Хелат Fe – 27,2 т/га, что на 9,2% больше, чем в варианте Акварин овощной. Исследованиями отмечено, что фолиарная обработка растений, в период вегетации, оказала положительное влияние на повышение урожайности арбуза столового среднего срока созревания Землянин. Средняя урожайность, за исследуемый период во всех изучаемых вариантах при использовании водорастворимых удобрений для некорневой обработки растений, составила 25,9-28,5 т/га, что на 16,1-27,8% больше, по сравнению с чистым контролем (без обработок) и на 11,2-22,3% больше по отношению к варианту с обработкой растений водой. Следует отметить, что наибольший рост урожайности, на 10-22,3% больше по сравнению с другими изучаемыми препаратами, был отмечен при использовании препарата Акварин овощной для обработки растений.

Исследования показали, что выход стандартной продукции был достаточно высок в вариантах с применением удобрений – более 94%, с максимальным значением в варианте Хелат Fe (обработка растений) – 95,4%. Средняя масса плода колебалась от 5 кг до 6,8 кг. Самые крупные плоды были получены в варианте Акварин овощной (обработка растений) (табл. 1).

Использование водорастворимых удобрений для замачивания семян оказало положительное влияние на урожайность арбуза позднего срока созревания. Проведенные исследования показали, что в вариантах с применением препаратов Хелат F e и Акварин овощной, урожайность превысила контроль (без обработок) на 14,4-15,2% и на 12,2-12.9% больше, чем с обработкой растений водой. Наибольшая урожайность была получена при замачивании семян препаратом Хелат Fe - 28,8т/га.

Таблица 1. Влияние новых видов водорастворимых удобрений и способов их применения на урожайность арбуза сорта Землянин (среднее за 3 года)

Table 1. Influence of new types of water-soluble fertilizers and methods of their application on the yield of Zemlyanin watermelon (average for 3 years)

Варианты опыта	Урожайность, т/га	Выход стандартной продукции, %	Средняя масса стандартного плода, кг
1.Контроль (без обработок)	22,3	94,2	5,0
2.Замачивание семян в воде	22,9	94,8	6,0
3.Обработка растений водой	23,3	93,5	6,3
4.Хелат Fe (замачивание семян)	27,2	94,4	6,2
5.Хелат Fe (обработка растений)	25,9	95,4	6,3
6.Акварин овощной (замачивание семян)	24,9	95,2	6,2
7.Акварин овощной (обработка растений)	28,5	95,1	6,8
НСР	1,0		0,23

Таблица 2. Влияние новых видов водорастворимых удобрений и способов их применения на урожайность арбуза сорт Холодок (среднее за 3 года) Table 2. Effect of new types of water-soluble fertilizers and methods of their application on the yield of watermelon variety Kholodok (average for 3 years)

Варианты опыта	Урожайность, т/га	Выход стандартной продукции, %	Средняя масса стандартного плода, кг
1.Контроль (без обработок)	25,0	96,9	7,4
2.Замачивание семян в воде	25,5	95,6	7,5
3.Обработка растений водой	26,0	96,3	7,7
4.Хелат Fe (замачивание семян)	28,8	96,4	7,8
5.Хелат Fe (обработка растений)	29,5	98,3	8,1
6.Акварин овощной (замачивание семян)	28,6	97,3	7,9
7.Акварин овощной (обработка растений)	30,6	96,4	8,4
НСР	1,09		0,30

Сравнительная оценка урожайности показала большую эффективность использования водорастворимых удобрений Акварин овощной и Хелат Fe для обработки растений.С применением этих препаратов урожайность повысилась на 18-22,4% по отношению к контролю (без обработок) и на 13,5-17,7% обработка растений водой.Наибольшие показатели урожайности были отмечены после применения удобрения Акварин овощной - 30,6 т/га.

Следует отметить, что выход товарной продукции был достаточно высок,во всех изученных вариантах, и колебался от 95,6% до 98,3%, с максимальными значениями в варианте Хелат Fe (обработка растений) и минимальными в варианте замачивание семян в воде.Средняя масса плода колебалась в интервале от 7,4 кг до 8,4 кг (табл. 2).

В погоне за урожайностью нельзя пренебрегать качеством производимой продукции. Одним из важнейших факторов, обеспечивающих здоровье населения, является полноценное питание, которое определяет качество жизни и ее продолжительность. Также питание служит важнейшим рычагом, обеспечивающим здоровье, работоспособность и творческий потенциал человека [21].

Пищевая ценность бахчевой продукции определяется биохимическим составом плодов.

Таблица 3. Влияние новых видов водорастворимых удобрений на биохимический состав плодов арбуза сорт Землянин, (среднее за 3 года) Table 3. Influence of new types of water-soluble fertilizers on the biochemical composition of fruits of watermelon variety Zemlyanin, (average for 3 years)

Варианты опыта	Сухое вещество, %	Общий сахар, %	Моносахар, %	Сахароза, %	Глюкоза, %	Фруктоза, %	Витамин С, мг%	Нитраты, мг/кг
1. Контроль (без обработок)	11,2	10,8	6,4	4,3	2,2	4,3	10,2	17,1
2. Замачивание семян в воде	10,5	9,7	6,5	3,1	2,4	4,2	9,5	13,7
3. Обработка растений водой	10,5	9,9	6,2	3,6	2,0	4,3	10,8	13,0
4. Хелат Fe (замачивание семян)	11,2	10,0	6,0	4,0	1,6	4,4	10,9	13,3
5. Хелат Fe (обработка растений)	10,6	9,9	6,3	3,6	1,8	4,5	11,3	13,7
6. Акварин овощной (замачивание семян)	10,6	9,7	6,6	3,1	2,2	4,4	10,3	13,5
7. Акварин овощной (обработка растений)	11,2	10,1	6,5	3,7	1,8	4,6	11,0	13,5
НСР 05	0,62	0,55					0,47	0,75

Таблица 4. Влияние новых видов водорастворимых удобрений на биохимический состав плодов арбуза сорт Холодок, (среднее за 3 года) Table 4. Effect of new types of water-soluble fertilizers on the biochemical composition of watermelon fruits, variety Kholodok, (average for 3 years)

Варианты опыта	Сухое вещество, %	Общий сахар, %	Моно-сахар, %	Сахароза, %	Глюкоза, %	Фрук-тоза, %	Витамин С, мг%	Нитраты, мг/кг
1. Контроль (без обработок)	10,4	10,0	5,7	4,3	2,0	3,7	9,4	17,4
2. Замачивание семян в воде	9,6	9,0	5,9	3,1	2,1	3,8	9,6	13,4
3. Обработка растений водой	9,6	9,1	5,9	3,2	2,3	3,7	9,9	13,0
4. Хелат Fe (замачивание семян)	9,8	8,8	5,4	3,4	1,6	3,8	10,1	12,0
5. Хелат Fe (обработка растений)	9,9	9,0	5,7	3,3	1,8	3,9	9,7	11,5
6. Акварин овощной (замачивание семян)	9,8	9,1	5,9	3,2	1,9	4,0	10,4	11,2
7. Акварин овощной (обработка растений)	10,2	9,3	6,0	3,3	1,8	4,2	10,1	11,7
НСР 05	0,26	0,29					0,67	0,83

Обработки удобрениями не оказали существенного влияния на содержание сухого вещества в плодах арбуза сорта Землянин по сравнению с контролем без обработок. А содержание общего сахара даже уменьшилось. Наличие фруктозы в плодах, во всех исследуемых вариантах, превышало контроль на 0,1-0,3%. Содержание сахарозы и глюкозы было ниже, чем в контрольном варианте. Содержание аскорбиновой кислоты, во всех исследуемых вариантах, увеличилось на 0,1-1,1 мг% по отношению к контролю. Максимальное содержание витамина С было отмечено в варианте с применением препарата для некорневой обработки Хелат F e – 11,3 мг% . Во всех изучаемых вариантах отмечали очень низкое количество нитратов – от 13 мг/кг до 17 мг/кг, при предельно допустимой концентрации 60 мг/кг (табл. 3).

Частые и продолжительные похолодания в весенний период,которые часто случаются в зоне исследований, отрицательно влияют не только на рост и развитие растений, но и на вкусовые качества плодов.Постоянные высокие температуры,в период вегетации, также негативно влияют на накопление сахаров.При очень высоких температурах усиливается дыхание растений, и увеличивается расход сахаров на этот процесс.Наилучшие результаты, по содержанию сухого вещества, были отмечены в вариантах: контроль (без обработок) – 10,4% и Акварин овощной (обработка растений) – 10,2% . Применение удобрений не оказало никакого влияния на содержание общего сахара и моносахаров в плодах арбуза сорта Холодок. Показатели фруктозы (самый сладкий сахар) превышали контроль (без обработок) на 0,1-0,5% . Самое большое содержание фруктозы было отмечено в варианте Акварин овощной (обработка растений) – 4,2%. Минимальное количество фрук-тозы,равное контрольному варианту,было зафик- сировано при обработке растений водой в период вегетации.

Сравнительный анализ показал, что среднее содержание аскорбиновой кислоты в плодах арбуза позднего срока созревания сорта Холодок,уве-личилось на 0,3-0,9 мг% по сравнению с контрольным вариантом. Во всех изучаемых вариантах количество нитратов не превышало ПДК (60 мг/кг) (табл. 4).

Заключение

Результаты, проведенных исследований, позволяют сделать вывод о высокой эффективности использования водорастворимых удобрений в технологии выращивания арбуза столового среднего и позднего сроков созревания в богарных условиях Заволжья Волгоградской области. В результате исследований определено положительное действие водорастворимых удобрений Хелат Fe и Акварин овощной, на повышение урожайности и качества производимой продукции, при их использовании для замачивания семян перед посевом и обработки растений в период вегетации. Максимальный эффект на увеличение урожайности арбуза среднего и позднего сортов был достигнут от использования Акварина овощного для обработки растений. Также исследованиями отмечено положительное действие применения водорастворимых удобрений на массу плода, которая превысила контрольный вариант сорта Землянин на 20-38,8% и сорта Холодок на 1,413,5%. В результате сравнительной оценки биохимических показателей плодов арбуза среднего (Землянин) и позднего (Холодок) сроков созревания выявлено,что применение новых видов удобрений не оказывает негативного влияния на вкусовые качества плодов.

Об авторах:

Aboutthe Authors:

Elena A.Galichkina – Senior Researcher, , Correspondence Author

,