Содержание к диссертации
Введение
Раздел 1. Состояние изученности вопроса (обзор литературы) 6
1.1 Основные биологические особенности культуры груши 6
1.2 Влияние метеорологических факторов на формирование урожая, качество плодов и поражаемость заболеваниями во время хранения 12
1.2.1 Воздействие температуры и атмосферных осадков на качество и лежкоспособность плодов 12
1.2.2 Влияние типа почвы на качество и лежкоспособность плодов 13
1.3 Воздействие агротехнических факторов на качество и лежкоспособность плодов груши 15
1.3.1 Система содержания почвы в саду и ее влияние на урожайность, качество и лежкоспособность плодов 15
1.3.2 Воздействие удобрений на качество и лежкоспособность плодов 16
1.3.3 Воздействие обрезки деревьев, формы кроны и типа подвоя на качество и лежкоспособность плодов 18
1.3.4 Влияние степени зрелости на качество и лежкоспособность плодов. 20
1.4. Влияние различных способов хранения и послеуборочных обработок плодов груши на их лежкоспособность 22
Раздел 2. Программа, условия и методика проведения исследований 38
2. 1 Объекты исследований и схемы опытов 38
2.2 Методы проведения исследований 40
Раздел 3. Результаты исследований 42
3.1 Влияние почвенно-климатических условий вегетационного периода на урожайность, качество, лежкоспособность и поражаемость плодов груши различными заболеваниями во время хранения 42
3.2 Влияние технологии возделывания на качество и лежкоспособность плодов груши 48
3.2.1 Влияние системы содержания почвы в саду на качество и лежкоспособность плодов 48
3.2.2 Влияние срока проведения обрезки на лежкоспособность плодов... 52
3. 3. Воздействие макроэлементов на лежкоспособность и поражаемость плодов груши различными заболеваниями 55
3.4 Различия химического состава плодов груши исследуемых сортов... 63
3.5 Лежкоспособность районированных в Центрально-Черноземной зоне сортов груши при различных способах хранения 66
3.5.1 Хранение плодов груши в модифицированной атмосфере 66
3.5.2 Повышение сохранности плодов груши и их устойчивости к заболеваниям путем объемной обработки различными химическими препаратами 79
Раздел 4. Экономическая эффективность хранения плодов груши в модифицированной и обычной атмосфере 89
Выводы 91
Рекомендации производству 93
Список литературы 94
Приложения 116
- Влияние метеорологических факторов на формирование урожая, качество плодов и поражаемость заболеваниями во время хранения
- Воздействие агротехнических факторов на качество и лежкоспособность плодов груши
- Влияние технологии возделывания на качество и лежкоспособность плодов груши
- Лежкоспособность районированных в Центрально-Черноземной зоне сортов груши при различных способах хранения
Введение к работе
ученые и практики активно работают над созданием целостной системы выращивания и хранения плодов с заранее заданными показателями качества и лежкоспособностью. Обладая небольшой энергетической ценностью (42 ккал/100 г), плоды являются одним из основных источников витаминов, органических кислот, минеральных и ароматических веществ и, в значительной мере, легко усвояемых углеводов. Вместе с увеличением их производства, первостепенное значение приобретает совершенствование способов выращивания и хранения, обеспечивающих высокое качество и лежкоспособность.
Теоретическими исследованиями и практическими аспектами технологий выращивания, хранения и биохимического состава плодов в разное время занимались И.В. Мичурин, П.Н. Яковлев, Г.П. Прусс, A.M. Ульяни-щева, Е.Н. Седов, СП. Яковлев, А.Н. Веньяминов, А.Н. Байбарина, З.И. Иванова, В.А. Гудковский, Е.П. Широков, А.А. Колесник, Е.Г. Салькова, Л.В. Метлицкий, З.А. Седова, Э.В. Лагова, В.И. Кашин, А.Н. Поляков, А.С. Попов, Е.А. Долматов, В. Арасимович, Б.Л. Флауменбаум, А.А. Фельдман, Е.П. Франчук, Н.М. Круглое, Г-Н. Теренько, Т.Г. Причко, Р.Д. Исаев, Gorini F., Kidd F., Lidster P., Johnson D.
Несмотря на то, что селекционерами выведен большой объем перспективных сортов, груша занимает всего около 2% в садовых насаждениях ЦЧЗ, что объясняется отсутствием зимних сортов.
В практике выращивания плодов яблок, а для груши этот вопрос недостаточно изучен, в Центрально-Черноземной зоне (ЦЧЗ) черезрядное задернение является наиболее целесообразным, а наилучшее сохранение качества обеспечивается в плодохранилищах с регулируемой атмосферой. Суть способа заключается в том, что плоды хранятся в герметических холодильных камерах при пониженном содержании кислорода 02 - 2-3% и повышенном содержании углекислого газа С02 — 3-4%.
Для многих садоводческих хозяйств России, в сложившихся на данный момент неудовлетворительных экономических отношениях в отрасли садоводства, затруднителен переход на такие технологии. Поэтому актуально в качестве переходных мер перевода садоводства на современный уровень развития использовать имеющиеся резервы в технологиях выращивания и хранения - это черезрядное задернение в садах и хранение плодов в модифицированной атмосфере.
Цель и задачи исследований.
Цель исследований - изучить влияние технологии выращивания некоторых осенних сортов груши произрастающих в ЦЧЗ на урожай плодовых деревьев, качество и лежкоспособность плодов при различных способах их хранения и послеуборочной обработки пленкообразующими веществами.
В соответствии с целью были поставлены и решены следующие задачи; проанализирована существующая технология выращивания отдельных сортов груши в условиях специализированного хозяйства.
исследованы особенности некоторых сортов груши, входящих в Государственный реестр по ЦЧЗ, как объектов хранения.
изучено влияния климатических условий вегетационного периода на урожайность, качество и лежкоспособность плодов.
выявлены оптимальные способы хранения плодов груши изучаемых сортов.
оценена экономическая эффективность изучаемых вариантов хранения плодов груши.
Научная новизна и практическая ценность.
Впервые в условиях ЦЧЗ для садоводческих хозяйств, находящихся в затруднительном финансовом положении при сложившихся экономических отношениях проведены исследования по оптимизации технологий выращивания и хранения плодов груши и выявлены резервы технологического плана для перевода садоводства на современный уровень развития.
Основные положения выносимые на защиту.
Хозяйственно-биологическая оценка изучаемых сортов груши в условиях ЦЧЗ,
Влияние технологии выращивания плодов груши осеннего срока созревания на урожайность, качество и лежкоспособность.
Апробация работы. Результаты исследований были доложены на заседаниях ученого совета агрономического факультета (Воронеж 2000-2002), Международной научно-практической конференции молодых ученых и специалистов (Воронеж, 2001), научных и научно-производственных конференциях ВГАУ им. К.Д. Глинки, тематической научно-практической конференции СКЗНИИСиВ (Краснодар, 2003).
Публикация результатов исследований. По материалам диссертации опубликовано 4 работы.
Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов, рекомендации производству. Работа изложена на 130 страницах компьютерного текста, включает 10 таблиц, 30 рисунков, 13 приложений, список литературы содержит 225 источников.
При подготовке диссертационной работы нами были использованы данные ведущих научно-исследовательских институтов, материалы конференций, тезисы сборников, докладов. При обработке данных на компьютере применялись пакеты прикладных программ Microsoft Word, Microsoft Excel. Для математической обработки данных были использованы программы подсчета корреляции, дисперсии и регрессии. При построении графических объектов применялись пакеты прикладных программ работы с графикой: Adobe Photo Shop, Corel Draw, Microsoft Photo Edition.
Автор выражает глубокую признательность за помощь сотрудникам кафедры плодоводства и овощеводства ВГАУ им. К.Д. Глинки, лично директору ЗАО «Острогожсксадпитомник» - к.э.н. Н.И. Гапоненко, сотрудникам лаборатории «Массовых анализов» за оказание помощи в проведении анализов образцов.
Влияние метеорологических факторов на формирование урожая, качество плодов и поражаемость заболеваниями во время хранения
Основная задача при выращивании плодов груши - получение наибольшего количества здоровых, типичных для сорта плодов с единицы площади [56, 57].
Если влияние всех факторов на лежкоспособность плодов принять за 100%, то на долю особенностей сорта, условий и технологий выращивания приходится примерно 60%, а на технологию и условия хранения - 40% [55].
Среди факторов, которые оказывают влияние на формирование урожая, качество, лежкоспособность и поражаемость плодов различными забо- -леваниями атмосферные осадки и температура воздуха играют большую роль. Оптимального количества осадков для любого вида плодов нельзя назвать без учета хода суточных температур в период вегетации. Чем больше среднесуточная температура, тем больше воды необходимо для достаточного обеспечения деревьев. Основная потребность в воде приходится на период усиленного деления и увеличения объема клеток. В холодное дождливое лето плоды имеют слабую окраску, меньшее количество питательных веществ и плохо хранятся. В сухие жаркие годы при высокой солнечной активности идет интенсивнее процесс роста и созревания плодов, В такие годы уборку плодов, во избежание больших потерь при хранении, следует проводить раньше и в более сжатые сроки [58, 59, 60,61, 62, 63, 64, 65].
Некоторые исследователи выделяют особенности влияния погодных условий предуборочного периода на качество плодов. Так, Ламп Л. [66], Е.П. Франчук [55] пишут, что чередование относительно теплых дней с прохладными ночами в течение 7-8 недель, предшествующих съему, благоприятствуют повышению качества плодов, их лежкоспособности. Долгая теплая осень ускоряет наступление климактериального периода и тем самым созревание плодов, ухудшая их лежкоспособность. У груш в отличие от яблок достаточно хорошо дозревают после хранения лишь плоды, выращенные при благоприятных погодных условиях [67,68,69].
В США на опытной станции центральной Колумбии было установлено, что плоды груши выращенные в условиях с среднедневными часовыми температурами в 6-ти недельный предуборочный период равными 17,2С и 13,4С характеризовались высоким содержанием Сахаров и кислот, в то время как плоды при более высоких (20,0С) и более низких (11,7С) температурах имели низкое качество и хуже хранились [70]. Ряд ученых на первое место среди факторов, влияющих на качество и лежкоспособность плодов, выдвигают интенсивность солнечной инсоляции. Blanpied и Smock [71] считают, что солнечная радиация влияет практически ; на все основные характеристики плодов. При недостаточном освещении снижается плотность плодов, а, следовательно, и их лежкоспособность.
Корниенко Н.Я. [59, 60] отмечает, что недостаточное количество тепла при формировании урожая в сочетании с обильными осадками снижает качество и лежкоспособность плодов груши. Так, в условиях Крыма холодная и дождливая осень 1982г. способствовала развитию грибных заболеваний в период хранения, что значительно ухудшало товарные качества плодов и сократило период хранения. Наиболее благоприятные погодные условия в 1983г. способствовали формированию плодов более высокого качества.
Таким образом, лучшей сохранностью обладают плоды, формирующиеся в годы с сочетанием умеренного количества влаги и тепла при отсутствии резкого колебания температуры. По почвенно-климатическим условиям Центрально-Черноземная зона является благоприятным районом для производства высококачественных сортов груши. Однако существующий сортимент не полностью удовлетворяет требованиям современного промышленного садоводства, отличается наличием низкокачественных сортов. Грушевые сады занимают в Центрально-Черноземной зоне всего около 2% в структуре плодовых насаждений [2, 72].
На урожайность, качество и лежкоспособность плодов существенное влияние оказывает тип почв, на которых произрастают деревья [72, 73]. Известно, что на песчаных почвах плоды созревают раньше и при запоздалой уборке обладают меньшей лежкоспособностью» чем плоды с тяжелых, суглинистых почв. Однако первые бывают лучше окрашены. Причиной этого является более интенсивное дыхание и тем самым ускоренное созревание, У плодов, выращенных на легких почвах, установлено также меньшее содержание общего азота и белка. Плоды груши, выращенные на тяжелых почвах, сохраняются дольше, однако, в прохладные дождливые лето и осень, они часто не достигают достаточной физиологической зрелости для уборки, следствием чего может быть неудовлетворительное формирование вкуса и повышенная подверженность физиологическим заболеваниям при хранении. Это особенно относится к позднеспелым сортам, крайне долго формирующим урожай [41,74, 75] Урожайность, качество и устойчивость плодов к заболеваниям при хранении зависит от уровня залегания грунтовых вод в период их роста и созревания. Так, J. Visser [76] указывает, что на тяжелых почвах в летний период уровень грунтовых вод в саду должен быть глубже 1,8 м. При уровне грунтовых вод 70-130см плоды больше поражаются горькой ямчатостью при хранении.
Воздействие агротехнических факторов на качество и лежкоспособность плодов груши
Как отмечалось ранее, лежкослособность плодов в значительной степени зависит от биологических особенностей сорта и технологии выращивания- При формировании качества плодов, их устойчивости к физиологическим расстройствам и грибным заболеваниям в период хранения, существенное влияние оказывают проводимые агротехнические мероприятия - содержание почвы в саду, внесение удобрений, проведение обрезки, сроки уборки и др. [73,78].
В настоящее время все большее признание получает задернение междурядий [75,79,80, 81,82], Опыты, проведенные в условиях Mill 111 «Памяти Ильича» Слободзейского района, доказали преимущество данной системы содержания почвы в саду- В.А Потапов, Н.М. Круглов [82] рекомендуют для условий Центрально-Черноземной зоны почву в плодоносящих садах содержать под черезрядним задернением, Г.К. Васкан, [83] проводивший исследования на территории опытно-питомниководческого хозяйства Молдавского научно-исследовательского института садоводства, виноградарства и виноделия, и на территории колхоза им, Мичурина Лазовского района, пришел к выводу, что при содержании почвы под черным паром в ней меньше содержится подвижных форм фосфора и калия- М_ Perruig [84] установил, что задернение повышает содержание фосфора в плодах груши, причем наиболее существенно со 2-го года после посева трав. Поэтому все большее признание получает задернение междурядий, которое оказывает положительное влияние на формирование высоких товарных качеств плодов. Преимущество такой системы содержания почвы в саду заключается в том, что плоды, выращенные в этих условиях, лучше окрашены, более плотные, содержат меньше азота и больше фосфора и калия, поэтому более устойчивы к распаду от старения и грибным гнилям, чем плоды, выращенные на черном пару [75, 85, 86, 22].
Г.Г- Томаш [87] также получил положительные результаты при хранении плодов груши сортов Бере Боек (Вере Александр) и Вере Арданпон (Бере Фердинанд), выращенных при системе содержания почвы под задерне-нием. В его опытах показано, что наибольшее содержание Сахаров и пектиновых веществ накапливается у плодов груши, возделываемых при задернений, а содержание влаги и интенсивность дыхания выше у плодов в варианте черный пар. Из всего вышесказанного следует, что оптимальной системой содержания почвы в саду является черезрядное задернение. Многими исследователями установлено, что удобрения влияют не только на урожай, качество, но и на лежкоспособность плодов. Недостаточное и избыточное внесение минеральных удобрений оказывает отрицательное влияние на устойчивость плодов к физиологическим и грибным заболеваниям при хранении, тем самым, снижая их лежкоспособность [86, 88, 89, 90,91,92,93,94].
При внесении удобрений в плодовом саду важно учитывать применяемую агротехнику, возраст насаждений и потребность в том или ином элементе питания.
Среди основных элементов минерального питания, вносимых под плодовые культуры, азотные удобрения играют существенную роль. Азот, являясь составной частью аминокислот и белков, влияет на развитие плодов [86, 94, 95, 96], Умеренное их внесение в почву способствует получению ярко окрашенных плодов. Чрезмерные же концентрации азота активизируют дыхание и другие биохимические процессы, снижают сахаристость и лежкоспособность плодов. Плоды с таких участков, как правило, бывают крупными, слабоокрашенными, с рыхлой мякотью, а в период хранения поражаются различными заболеваниями.
Недостаток азота отрицательно влияет на качество плодов и их лежкоспособность. Они менее ароматны, медленно созревают и не достигают потребительских качеств, свойственных сорту. Оптимальное количество азота в плодах составляет около 60мг/100г сырой массы.
По данным К, Леблон, А. Полей [97], Г.К. Васкан [88] с увеличением доз азота интенсивность дыхания повышается. Это может объясняться тем, что азотные удобрения увеличивают размер плодов. Азот играет существенную роль при формировании цветков и развитии плодов, и семян [96], В отношении лежкоспособности плодов при хранении можно установить следующее: хорошее обеспечение азотом способствует лучшему завязыванию плодов, увеличению их размера и повышению урожая; избыток азота приводит к неблагоприятному соотношению листья/плоды, образованию слишком крупных, плохо вызревших плодов и, следовательно, снижению лежкоспособности. Фосфорные удобрения, как и азотные, оказывают большое влияние на качество и лежкоспособность плодов. Недостаточное содержание фосфора в плодах ведет к ухудшению консистенции и появлению мучнистости мякоти при хранении- При недостаточном содержании фосфора плоды становятся терпкими, очень кислыми, содержат много грануляций [75], В исследованиях М- Perring [84] отмечено, что внесение в почву фосфора повышает его количество в плодах груши, особенно при задернений, тем самым повышая их лежкоспособность, и снижает - при внесении в почву азота. Оптимальное количество фосфора в плодах составляет 7мг/100г сырой массы.
Влияние технологии возделывания на качество и лежкоспособность плодов груши
После осуществляется опрыскивание против парши и плодожорки 2-го поколения (МТЗ-80, ОПВ-2000. Июль). Съем плодов проводят вручную с одновременной подсортировкой и вывозом из сада, для этого используют МТЗ-80, ВУК-3 (конец июля - август). В сентябре - октябре осуществляют внесение минеральных удобрений и аммиачной воды (МТЗ-80, РМГ-4, ДТ-75, КСГ-5), поверхностную обработку (Т-150, ПЭГ-5), вспашку (ДТ-75, ПЛС-5-25), затравку от грызунов (вручную). Деревья груши более требовательны к обрезке, чем яблони. Не следует забывать важнейший элемент в этом деле - время и степень обрезки сильно влияют на лежкоспособность плодов при хранении. Обрезка, проводимая в зимний период, должна быть достаточно щадящей, умеренной иначе резко активизируются ростовые процессы, образуя при этом значительное количество жировых побегов. Кроме того, сильная обрезка способствует формированию очень крупных плодов, что не только ухудшает их лежкоспособность, но и увеличивает потери плодов от грибных заболеваний. Если принять во внимание, что в районе, в котором проводились наши исследования, наблюдается обеспечение атмосферными осадками, то через-рядное задернение необходимо «подстраховывать», с целью не допустить конкуренции из-за влаги между плодовыми деревьями и многолетними травами. Мы исходим и аргументируем, что эти опасения не столь существенны: во-первых, корневая система груши на сильнорослых подвоях относится к ярко выраженному стержневому типу, тем самым, проникая в глубокие слои почвогрунта, за счет чего надземная часть обеспечивается доступной влагой. Если даже будет спрогнозирован дефицит влаги, нами предлагается высокая противоэрозионная стойкость почвенной поверхности при задернений По нашим данным смыв почвы с задерненных междурядий не превышал 1,5-2,0 т/га, тогда как на черном пару этот показатель в годы исследований составлял 10-12 т/га. Применительно к нашим исследованиям именно повышенное содержание кальция и меньшее содержание азота, по сравнению с плодами с паровых участков, обеспечивает лучшую лежкоспособность плодов с участков, находящихся под задернением. Как известно, плоды являются главным поставщиком многих минеральных веществ, необходимых человеку для нормальной жизнедеятельности. Общее содержание минеральных веществ в плодах и овощах колеблется от 1,8% до 0,2% от сырой массы. Минеральные вещества входят в состав структурных элементов всех живых клеток и тканей, являются активной составной частью многих важных метоболитов и ферментов [151]. На качество и лежкоспособность плодов существенное влияние оказывает уровень содержания и баланс элементов минерального состава. В задачи наших исследований входило определение содержания таких макроэлементов как; азота (N), фосфора (Р), кальция (Са), магния (Mg), калия (К). Анализы проводились нами перед закладкой на хранение, так как количество золы в плодах и овощах во время хранения практически не изменяется [151]. Одним из комплексных показателей устойчивости плодов ко многим болезням хранения, как уже отмечалось ранее, является минеральный состав плодов.
Важнейшее значение имеют кальций и фосфор? а информационную ценность представляют отношения ЫШ. и JL. Многолетними исследова- ниями установлено, что наилучшей сохранностью обладают партии плодов, характеризующиеся следующими показателями содержание Са 5 мг на 100 г сырой массы, фосфора 9, азота 40-70 мг, магния - не более Установлено, что плоды исследуемых сортов имели различия по содержанию минеральных элементов, что обуславливается их генотипом. Большое значение играет кальций, который необходим для поддержания структурной и функциональной целостности мембран клетки, и тем самым участвует в регулировании процессов старения плодов. От содержания кальция во многом зависит водоудерживающая способность протоплазмы. Кальций играет важную роль в предотвращении многих метаболических расстройств, возникающих в плодах. При низком содержании кальция дыхание усиливается и наступает быстрое старение. Достаточное количество кальция может снять индуцируемое азотом дыхание независимо от того, насколько высок уровень азота [218]. Меньшее содержание кальция в плодах за 2000-2002гг. отмечено у сорта Десертная (россошанская) — 7,21мг%, в плодах сорта Мраморная содержание кальция составило - 8,64мг% (табл. 5).
Лежкоспособность районированных в Центрально-Черноземной зоне сортов груши при различных способах хранения
Груши в свежем виде используют как лечебный и диетический продукт, поскольку в них содержатся значительные количества полифенолов и пектиновых веществ, кроме того, это ценное сырье для консервной промышленности. Однако из-за плохой лежкоспособности плоды груши в основном реализуют населенню в третьем квартале года. Ликвидировать сезонность в потреблении и сократить потери можно только при правильном выборе способа и организации их хранения [168, 169]. Задача хранения состоит в том, чтобы создать оптимальные условия в хранилищах в соответствии с требованиями сортов, обеспечив проявление максимальной генетически обусловленной лежкоспособности. Наиболее доступным в настоящее время является способ хранения плодов в обычной атмосфере. Большинство хозяйств, специализирующихся на хранении плодов, имеют холодильники, не оборудованные регулируемой атмосферой. При решении вопросов хранения плодов груши районированных в ЦЧЗ сортов нужно рассматривать все способы хранения. Продолжительность хранения и качество плодов определяются процессами послеуборочного дозревания, интенсивность которых зависит от параметров внешней среды; температуры, относительной влажности воздуха. Одним из основных факторов замедления метаболизма плодов при хранении со свободным доступом воздуха является температура. Большинство исследователей, изучающих влияние температуры на сохранность плодов груши, пришли к выводу, что оптимальной температурой является 0„.-1С. В наших исследованиях использовался этот температурный режим. В период хранения колебания температуры были минимальными, так как, они оказывают отрицательное влияние на лежкоспособность плодов груши. К. Леблон и А. Полен [97] считают, что повышение температуры на 1 С снижает срок хранения. Хранение собранного урожая обычно начинается при температуре, близкой к температуре наружного воздуха, В результате охлаждения сокращаются потери от перезревания, убыли массы, физиологических заболеваний и порчи, в большей степени сохраняется пищевая ценность продукции. Поэтому в современной практике хранения
При хранении плодов используют несколько видов упаковок из пленки; пакеты емкостью 1 5 кг, вкладыши в ящики емкостью 18-20 кг, вкладыши в контейнеры емкостью 220-250 кг. Конечное соотношение газов в упаковке в зависимости от интенсивности дыхания груш, толщины пленки, величины упаковки, температуры хранения устанавливается через 0,5-1,0 месяц. Проницаемость пленочных полимерных материалов зависит от их толщины. При толщине полиэтиленовой пленки З0..,60мкм в пакетах вместимостью 3...5 кг создастся благоприятная для длительного хранения атмосфера. Кроме того, в таких упаковках почти полностью исключаются потери от испарения влаги из объектов хранения. Полиэтиленовая пленка большей толщины, например 150„.200мкм, почти не проницаема для газов, при герметичной упаковке в нее продукции постепенно создается газовая среда с настолько высоким содержанием СОз, что начинается нарушение дыхательного газообмена и вообще обмена веществ. При этом возникают физиологические расстройства в виде различного рода потемнений ткани, и результат хранения оказывается неудовлетворительным. Еще одним средством воздействия в связи с холодильным хранением плодов является нанесение на их поверхность восковых покрытий. Такая обработка плодов перед закладкой на хранение приводит к следующим результатам: снижение потерь массы в результате предотвращения испарения воды; замедление созревания; торможение развития грибных болезней при хранении.
