Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ ВЫРАЩИВАНИЯ ТОМАТОВ 9
1.1 Климатические условия выращивания томатов 9
1.2 Подбор экологически адаптированных сортов и гибридов томата для выращивания в открытом грунте 22
1.3 Использование биологически активных веществ в растениеводстве 28
1.4 Использование полимерных материалов в овощеводстве 36
ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ 41
2.1. Место проведения исследований и схемы опытов 41
2.2. Наблюдения и учеты 49
ГЛАВА 3. ПОДБОР СОРТОВ И ГИБРИДОВ ТОМАТА, С УЧЕТОМ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ СЕВЕРНОГО ПРИАМУРЬЯ 53
3.1. Продолжительность фаз развития 53
3.2. Особенности роста и развития растений 55
3.3. Экологическая устойчивость сортов и гибридов томата к болезням 60
3.4. Урожайность томатов 63
ГЛАВА 4 ПОВЫШЕНИЕ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ УСТОЙЧИВОСТИ ТОМАТОВ ПРИ ОБРАБОТКЕ ИХ БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫМИ ВЕЩЕСТВАМИ 68
4.1. Влияние биологически активных веществ на продолжительность межфазных периодов, роста и развития томатов 68
4.2. Устойчивость томатов к патогенам при обработке БАВ 74
4.3. Урожай и качество плодов томата 78
ГЛАВА 5. ВЛИЯНИЕ МУЛЬЧИРОВАНИЯ ПОЛИЭТИЛЕНОВОЙ ПЛЕНКОЙ ПА РОСТ, РАЗВИТИЕ И ФОРМИРОВАНИЕ УРОЖАЯ ТОМАТА 86
5.1. Продолжительность межфазных периодов, рост и развитие растений 87
5.2. Урожай и качество плодов 93
ГЛАВА 6. УСТОЙЧИВОСТЬ ТОМАТОВ К АБИОТИЧЕСКИМ И БИОТИЧЕСКИМ ФАКТОРАМ СРЕДЫ ПРИ КОМПЛЕКСНОМ ИСПОЛЬЗОВАНИИ ПРЕПАРАТОВ ГРУППЫ ЭКОСТОВ И МУЧМАТЕРИАЛА 98
6.1. Особенности роста и развития растений 98
6.2. Влияние мульчирования полиэтиленовой пленкой в сочетании с обработкой препаратами группы экостов на устойчивость томатов к грибковым болезням и их урожайность 102
6.3. Экономическая эффективность основных изучаемых приемов...108
ВЫВОДЫ 109
ЛИТЕРАТУРА 111
ПРИЛОЖЕНИЯ
- Климатические условия выращивания томатов
- Особенности роста и развития растений
- Влияние биологически активных веществ на продолжительность межфазных периодов, роста и развития томатов
Введение к работе
Актуальность проблемы.
Одно из ведущих мест в мире среди овощных культур занимает томат: каждая седьмая часть собранного на земном шаре урожая овощей - томаты, а удельный вес их в общем объеме переработки плодоовощного сырья достигает 80%. Плоды томата богаты витаминами В1, В2, РР, С, провитамином А (каротином), содержат соли Na, К, Mg, Са, Fe, Р и целый ряд микроэлементов (Си, Zn, J , F). Все эти вещества необходимы для нормального обмена веществ в организме человека и сохранения его трудоспособности. Томаты способны извлекать из почвы и накапливать соединения меди и молибдена, необходимые для работы ферментных систем, кроветворения, синтеза аминокислот, обмена витамина С в организме. Алкалоид томатин, содержащийся в плодах, губительно действует на грибковые заболевания человека, способствующий лечению отдельных форм дерматитов, угнетает рост злокачественных новообразований. Томаты способны защитить организм от воздействия радиоактивных элементов. Кроме этого плоды томата обладают фитонцидными свойствами. В свежих плодах томата особенно нуждается население северных районов страны, где остро ощущается недостаток в витаминах.
В Российской Федерации в целом, а также в Хабаровском крае болезни и вредители являются основной причиной значительного снижения продуктивности овощей, ухудшения качества плодов, в том числе и томатов. Решение этой проблемы осложняется особенностями местного климата и, прежде всего повышенной влажностью почвы во второй половине вегетации, резкими перепадами дневных и ночных температур, а также ранним наступлением осенних холодов. Вследствие этого создаются благоприятные условия для развития болезней. Более всего заболевают плоды позднеспелых сортов, основная часть урожая которых, не успев созреть, гибнет от массового поражения.
Существующая комплексная система защиты сельскохозяйственных культур от болезней и вредителей позволяет резко снизить потери урожая. Однако она несет высокую пестицидную нагрузку, что приводит к неблагоприятным экологическим последствиям, особенно при использовании в фермерских и индивидуальных хозяйствах.
В последнее время для повышения урожая сельскохозяйственных культур и защиты от болезней изучены и применяются экологически безопасные средства защиты растений. К ним относятся в первую очередь новые биологические препараты, обладающие инсектицидными и фунгицидными свойствами.
В комплексе мероприятий, направленных на повышение урожайности томатов, наряду с использованием биологически активных веществ (далее БАВ), а также сортов, устойчивых к заболеваниям в условиях открытого грунта северных районов Приамурья, актуальными остаются вопросы сокращения сроков созревания томатов, усовершенствования агротехники их выращивания, одним из направлений которой является использование полиэтиленовой пленки в качестве мульчи.
Недостаточность и отсутствие целенаправленных разработок по этим вопросам в Приамурье определили актуальность выбранной темы диссертационной работы.
Цель и задачи исследования
Целью наших исследований являлась разработка комплекса агротехнических приемов, позволяющих увеличить продуктивность и экологическую безопасность томата в условиях открытого грунта северного Приамурья. При этом ставились следующие задачи:
Изучить и подобрать сорта и гибриды томатов, устойчивые к экологическим условиям северного Приамурья.
Обосновать эффективность применения биологически активных веществ для ускорения созревания плодов томата, увеличения их продуктивности и повышения устойчивости к болезням.
Установить влияние мульчирования полиэтиленовой пленкой на экологическую адаптацию томатов, продолжительность вегетационного периода, урожайность и качество плодов.
Изучить влияние комплексного воздействия препаратов группы экостов и мульчирующего материала на устойчивость томатов к биотическим и абиотическим факторам среды.
Защищаемые положения
Обосновано выращивание наиболее устойчивых к экологическим условиям региона сортов томата: Волгоградец, Москвич, Салют, Бийчанка, Современный. Лучшим из них признан сорт Бийчанка, отличившийся высокой урожайностью - до 412,6 ц/га.
Обработка томатов БАВ ускоряет созревание плодов, стимулирует рост стебля, увеличивает количество плодоносящих побегов, листьев, формирует иммунитет к грибковым болезням, стимулирует их устойчивость к неблагоприятным экологическим условиям.
Применение полиэтиленовой пленки в качестве мульчи положительно влияет на рост и развитие томатов, увеличивает площадь ассимиляционной поверхности листьев, ускоряет созревание плодов и повышает их урожайность.
Совместное использование препаратов группы экостов и мульчирующего материала способствует более раннему созреванию плодов, увеличивает урожайность томатов по сравнению с контролем в 3,1 раза.
Научная новизна и практическая ценность работы.
Впервые в условиях северного Приамурья усовершенствована технология выращивания томата в условиях открытого грунта с учетом местных природно-климатических факторов, которая включает новые районированные и перспективные сорта, биологические препараты, мульчирование почвы пленкой. Полученные результаты дают возможность использовать данную технологию и на других овощных культурах. Рекомендации широко применяются на участках личных подсобных хозяйств Комсомольского, Ульчского, Полины Осипенко и Николаевского районов Хабаровского края.
Для получения высоких урожаев томатов в открытом грунте и повышения его качества рекомендуем применять экологически приемлемые системы защиты от грибковых болезней: внедрение сортов и гибридов с высокой скороспелостью на основе принципа несовпадения циклов развития растения -хозяина и паразита, что может обеспечить получение основной части урожая до начала распространения инфекции и, таким образом, уйти от поражения; проводить опрыскивание томатов экостом 1 (25 мг/л) или его аналогом экостом ІГФ (0,05 г/л) через 7-10 дней с момента цветения; применять полиэтиленовую пленку в качестве мульчи, которая способствует не только увеличению выхода товарной продукции, более раннему созреванию плодов, но снижает затраты труда по уходу за растениями; для повышения эффективности действия препаратов группы экостов проводить мульчирование почвы полиэтиленовой пленкой.
Публикации и апробация работы.
По теме диссертации опубликовано 6 работ. Результаты работы доложены на координационных совещаниях в Дальневосточном научно-исследовательском институте сельского хозяйства (Хабаровск, 1996, 1997, 1998 гг.), на заседании ученого совета ДальНИИСХ (Хабаровск, 1998, 1999, 2000), на региональной научно-методической конференции: «Вопросы экологии и охраны окружающей среды Дальнего Востока» (г. Комсомольск-на-Амуре, 2002), межвузовской научно-практической конференции аспирантов, молодых ученых и специалистов (г. Комсомольск-на-Амуре, 2003), на кафедрах биологии, медико-биологических дисциплин КнАГПУ (г. Комсомольск-на-Амуре, 2002, 2005), кафедре земельного кадастра КнАГТУ (г. Комсомольск-на-Амуре, 2002, 2005), на заседании секции экологических наук ученого совета ИВЭП (г. Хабаровск, 2005), а также на региональной научно-практической конференции в области экологии и безопасности жизнедеятельности «Дальневосточная весна - 2005 (г. Комсомольск-на-Амуре).
Реализация результатов исследований.
Широкое применение результатов исследования возможно на полях фермерских хозяйств и, особенно, в частном секторе (ЛПХ) в северных районах Приамурья.
Объем и структура диссертации.
Диссертация состоит из введения, 6 глав, выводов, списка литературы (включает 160 источников, в том числе 15 на иностранных языках) и приложения, изложена на 126 страницах машинописного текста, содержит 36 таблиц, 6 рисунков.
Климатические условия выращивания томатов
Наиболее теплым, по сравнению с другими районами Хабаровского края, является климат Среднеамурской провинции. Воздействие муссонных процессов на формирование климата этой территории проявляется наиболее отчетливо. Во вторую половину лета сюда происходит вынос морского тропического воздуха с тропическими циклонами (тайфунами). Лето можно характеризовать как теплое. Зима же вследствие поступления холодных масс воздуха с северными и северозападными потоками, холодное или очень холодное. Поэтому климат здесь ультра континентальный. Среднеамурская провинция - единственная территория в регионе, где наблюдается положительная величина разностей годовых сумм положительных и отрицательных температур воздуха. Атмосферное увлажнение в первую половину теплого периода умеренная и недостаточная, а в остальное время года избыточное. Границы провинции почти полностью совпадают с границами распространения смешанных хвойно-широколиственных лесов (Петров Е.С., Новороцкий П.В., Леншин В.Т., 2000).
Комсомольский район расположен на северной границе Средне-Амурской низменности. Территория избыточно влажная и влажная, недостаточно и ниже среднего обеспечена теплом с господством буро-таежных, бурых лесных, лугово-болотных (Качияне А.И., 1954; Басистый В.П. и др., 1975; Иванов Г.И., 1971; Махинова А.Ф., 1989).
Климат Комсомольского района, как и всего Хабаровского края носит муссонный характер. Перепад температуры составляет от +34,3С в июле до -44,3С в январе. Среднегодовая температура -0,6С. Теплом обеспечены ранние и среднеранние культуры, сумма ак-тивных температур 1600С-2000С. Период вегетации 80-125 дней, безморозный период равен или короче на 10-20 дней. Годовая сумма осадков 500-600 мм, за период активных температур 350-400 мм. Весенние запасы продуктивной влаги в пахотном горизонте 20-40 мм и 100-125 мм в полуметровом слое. Обилие осадков в июле-сентябре приводит к повышению относительной влажности воздуха до 91-98%, а в отдельные дни - до 100%. Недостаток тепла, избыток влаги в почве и воздухе затрудняет созревание культур (Петров Е.С., Новороцкий П.В., Леншин В.Т., 2000; Агро-климатические ресурсы Хабаровского края, 1974; Кравцов II.А., 1988).
Томаты относятся к теплолюбивым овощным культурам. Растения этой группы не только не переносят температуру ниже нуля в течение 1-2 дней, но гибнут при установившейся холодной, сырой погоде, при 3-5С (Каретина Л.В., 1993; Никелл Л.Д., 1984; Эдельштейн В.И., 1953).
Оптимальная температура от посева до всходов 22-25 С, от всходов до пикировки днем 16-18 С воздуха, а ночью 10-14 С, от пикировки до цветения 20-22 днем и 14-15 ночью, в период плодоношения соответственно 25-26 и 18 -20 С (Киселев Е.П., 1995).
По мнению большинства исследователей (Берсон Г.З., 1979; Боос Г.В., 1968; Брежнев Д.Д, 1964; Гаранько И.Б., 1981; Казьмин Г.Т., 1976; Эдельштейн В.И., 1953) цветение томата приостанавливается при температуре ниже 15С, а ниже 10С прекращается рост.
В.И. Эдельштейн (1953) отмечает, что благоприятным для роста и развития томата следует считать период с температурами выше 15С.
В северных районах Приамурья переход положительных среднесуточных температур через 15С приходится на 3-5 июня, а период с такими температурами составляет 95-101 день (Агроклиматический справочник, 1974). Поэтому культура томата в Приамурье в открытом грунте значительно короче, чем в других районах страны, относящихся к VI-VII световым зонам.
Особенности роста и развития растений
На развитие сортов томата существенное влияние оказывали условия выращивания. В засушливые годы (1996, 1998) цветение сорта Персей наступало значительно позже, чем в более влажный (1997) год - на 81,71 день, соответственно. В 1997 году этот период был равен 68 дням. У остальных сортов цветение наступало на 10-19 дней раньше стандарта (прилож. 1). Наиболее ранее цветение в среднем за 1996-1998 гг. отмечено у сорта Волгоградец, за 1997-1998 гг. у сорта Москвич (табл. 5).
Не меньше различий установлено по продолжительности периода от массовых всходов до начала созревания плодов, который также зависел как от сортовых особенностей, так и от условий выращивания. Наиболее ранее плодоношение в 1995 году было у гибрида F1 Доцент, наиболее позднее у гибридов F1 Анастасия, Барыня, Золотой рог (при-лож. 1). Наиболее ранее плодоношение в среднем за 1996-1998 гг. было у сорта Современный - на 10 дней раньше сорта Персей, в среднем за 1997-1998 гг. у сорта Москвич - на 15,5 дней раньше стандарта (табл.5). Как массовое цветение, плодоношение наступало раньше в 1997 и в 1998 гг. по сравнению с 1995 и 1996 гг. (прилож. 1).
Ликвидационный сбор плодов проводили у всех сортов и гибридов одновременно, поэтому продолжительность периода плодоношения зависела от скороспелости сортообразца. Так, у скороспелого сорта Современный в среднем за 1996-1998 гг. плодоношение продолжалось 30,3 дней, в среднем за 1997-1998 гг. длительность плодоношения у сортов Москвич, Койт, Бийчанка, Балтийский составила 35 дней, у сорта Персей - 25-27,5 дней (табл. 5).
Колебание по годам продолжительности плодоношения у сорта Персей было в пределах 15 дней, что связано, как со сроком проведения ликвидационного сбора, так и с продолжительностью периода всходы - начало плодоношения. Аналогичные колебания продолжительности плодоношения отмечались и по другим сортам и гибридам (прилож. 1).
Многие исследователи (Игнатова СИ. и др., 1989; Моисейченко В.Ф. и др., 1994; Овсянникова Е.И., 1973; Попов Г.Н., Пятибратов Б.Т., 1975; Чурсин Н.П., 1978; Шапиро И.Д., 1988), изучая различные сорта и гибриды томата, отмечали значительные сортовые различия у растений в рассадный период. В наших исследованиях рассада изучавшихся сортов и гибридов томата различалась по следующим показателям: высота, количество образовавшихся листьев, площадь ассимиляционной поверхности.
Более высокорослой в 1996-1998 гг. была рассада гибрида F1 Тор-тила (на 9,6-14,5 см) и сорта Утро (на 1,8-6,2 см); менее высокорослой в 1997-1998 гг. у сортов Балтийский, Москвич - на 7,7-8,3 см ниже по сравнению с сортом Персей (прилож. 2).
Количество листьев у различных сортообразцов колебалось от 5,3 до 8,6 шт. на одном растении. Наиболее облиственной в 1997-1998 гг. была рассада у сортов Бийчанка, Москвич; меньшее количество листьев образовалось в 1996-1998 гг. у сортов Салют, Волгоградец, в 1997-1998 гг. у сортов Койт, Балтийский. Максимальная площадь ассимиляционной поверхности была у гибрида F1 Тортила, сорта Пере-мога 165, Современный на 190-283см больше чем у сорта Персей, при равном количестве листьев, что объясняется большей поверхностью одного листа. Минимальная у сорта Балтийский на 175 см2 меньше, чем у стандарта, что связано с меньшем количеством настоящих листьев у рассады сорта Балтийский перед посадкой (табл. 6, прилож. 2).
Самой высокой была рассада у всех изучавшихся сортов и гибридов в 1996 году, что связано с более поздними сроками высадки рассады в грунт. Например, у сорта Персей высота стебля в 1996 г. была выше, чем в 1997 и 1998 гг., соответственно на 2 и 9,5 см, а количество листьев больше на 0,4 и 1,7 штук. Аналогичные увеличения высоты растений и количества листьев отмечалось и по другим сортам и гибридам, изучавшимися в 1996-1998 гг. (прилож. 2).
Существенное влияние на рост различных сортов и гибридов оказали и условия выращивания после высадки рассады в грунт. При более благоприятных климатических условиях, наблюдавшихся в 1997 году, рассада по всем изучавшимся параметрам была больше, чем в 1996, 1998 гг. как перед началом плодоношения, так и в период массового плодоношения. Поэтому при характеристике роста различных сортов и гибридов в эти периоды мы будем касаться только средних за годы исследований показателей (прилож. 3, 4).
Влияние биологически активных веществ на продолжительность межфазных периодов, роста и развития томатов
Биологически активные вещества оказывают существенное влияние на рост и развитие растений (Деева Б.П. и др., 1988; Христева А.А., 1977). Влияя на процессы роста и развития, они способны значительно ускорить созревание или повысить урожай большинства сельскохозяйственных культур (Варшавская В.Б., 1982; Чернядьев И.И., Доман Н.Г., 1982; Korableva N., Ladyzhenskava Е., 1987; Moskova-Semenova D. et al, 1987; White J., Sadik S., 1983). В исследованиях А.Д. Прусаковой и др. (1999) опрыскивание гречихи эмистимом в фазе бутонизации способствовало увеличению числа соцветий на растении и, соответственно, числа плодов.
По данным В.В. Вакуленко и др. (1999) при обработке деревьев яблони эмистимом наблюдалось, в отличие от необработанных растений, усиление роста побегов на 17-24%.
В лабораторных опытах с рисом различных сортов проведенных Д.В. Калашниковым было показано, что эмистим существенно повышал выживание растений (88% при обработке семян эмистимом и 21% в контроле), также ускорял ростовые процессы (Калашников Д.В., 1999).
Согласно данным Л.Д. Прусаковой и др. (1999), в условиях почвенного дефицита влаги экост незначительно ингибировал рост стебля пшеницы Саратовская 29, увеличивал длину колоса на 16%-и-уменьшал на 7% у Эниты.
В исследованиях О.В. Федотовой (1999), проведенных в условиях Хабаровского края, при обработке клубней картофеля Комплексом 1 и Комплексом 3, появление всходов наступало на 2-3 дня, а бутонизация на 8-9 дней раньше контроля. Комплексы независимо от внешних условий повышали высоту растений на 12-14%, увеличивали количество стеблей в кусте на 56-58% к контролю.
В наших исследованиях обработка растений после высадки в грунт существенно повлияла на темп прохождения основных фаз развития и роста томатов сортов Гамаюн и Персей (табл. 12, прилож. 9). В связи с тем, что бутонизация и цветение томатов во всех вариантах наступали практически одновременно, так как обработка растений проводилась с момента цветения, действие препаратов на прохождение фенологических фаз развития мы могли наблюдать только к периоду созревания плодов. За все годы исследований наиболее эффективными оказались препараты группы экостов. Наблюдения за ростом и развитием растений томатов показали, что в 1995 г. в опыте с сортом Гамаюн наиболее раннее созревание плодов (сроком на 2 дня) по сравнению с контролем 1 наблюдалось при обработке экостом 1. Действие экостов было достаточно эффективным в опыте с сортом Персей как во влажный год (1997) так и в засушливые годы (1995, 1996, 1998). Это подтверждает данные Л.Д. Прусаковой и др. (1999) об антистрессовых функциях экоста.
В варианте с эмистимом (1995 г.), ДВ-47, ЛА-4 (1996 г.) созревание плодов происходило на 1 день раньше по сравнению с контрольными растениями.
