Содержание к диссертации
Введение
1. Обзор литературы 7
1.1. Происхождение и народно-хозяйственное значение дыни 7
1.2. Биологические особенности 11
1.3. Сроки посева и урожайность дыни 17
1.4. Схемы посева дыни 20
1.5. Типы почвы, урожайность и качество 23
1.6. Хранение и транспортирование плодов дыни 24
2. Условия и методика проведения исследований 28
2.1. Климат 28
2.2. Почвы 32
2.3. Сорта 37
2.4. Схемы опытов 39
2.5. Методика исследований 42
2.6. Агротехника в опытах 46
Экспериментальная часть 49
3. Изучение агроэкологических условий и сроков посева на урожайность и качество плодов дыни 49
3.1. Фенологические наблюдения 50
3.2. Урожайность и качество 54
4. Влияние агроэкологических условий и схем посева на продуктивность 61
4.1. Фенологические и биометрические наблюдения 61
4.2. Структура урожая дыни 62
5. Влияние условий выращивания на хранение, лехкость и транспортабельность плодов дыни 70
5.1. Влияние типа почв на структуру урожая дыни по товароведным показателям 70
2. Естественные и регулируемые условия хранения 72
3. Влияние условий выращивания на лежкость плодов дыни 74
4. Влияние типа почв на качества плодов до и после хранения 78
5. Транспортировка плодов дыни 86
Энергетическая и экономическая оценка возделывания дыни 92
Выводы 101
Предложения производству 103
Список использованной литературы 104
Приложения 121
- Происхождение и народно-хозяйственное значение дыни
- Фенологические наблюдения
- Структура урожая дыни
- Влияние условий выращивания на лежкость плодов дыни
Введение к работе
Актуальность проблемы. Бахчевые культуры - арбуз, дыня, тыква, кабачки, патиссоны обладают жизненно важными функциями в регулировании процесса белкового и жирового обмена, являются источником важнейших физиологически активных веществ, отсутствующих в других растениях или имеющихся в недостаточном количестве. Для того чтобы производить этот ценный продукт в необходимом количестве требуется увеличить его производство.
Астраханская область является уникальным регионом России. Наличие значительных площадей сельскохозяйственных угодий (3087,9 тыс. га), пашни (389,2 тыс. га.), ресурсов тепла, света, водных источников, разнообразие почв позволяют возделывать широкий набор сельскохозяйственных культур, в том числе - дыни.
Относительная засухоустойчивость и солевыносливость, хорошие вкусовые качества плодов дыни делают эту культуру перспективной для получения гарантированного урожая в условиях Астраханской области. Но не смотря на эти достоинства, дыня до сих пор выращивается в основном для местного потребления и в небольшом количестве на незначительных площадях. Причина отсутствие высоко-транспортабельных сортов, недостаточная изученность биологических особенностей и отсутствие ресурсосберегающей технологии возделывания в условиях орошения.
Для повышения урожайности и качества плодов дыни необходимо применять такие способы выращивания, уборки и хранения, которые наилучшим образом способствуют устойчивости против инфекционных и физиологических заболеваний, помогают задерживать процессы дозревания и перезревания, сохранять пищевые и товарные качества плодов в течение длительного периода.
Учитывая биологические, хозяйственно - ценные признаки, качество плодов дыни, а также то, что потенциальные возможности культуры сдерживаются незначительным количеством посевных площадей, малым набором сортов, пригодных для хранения и транспортировки, отсутствием ресурсосберегающих приемов технологии возделывания считаем, что эта работа имеет актуальную направленность. ^ Цель и задачи исследований. Целью наших исследований являлось изучение влияния типа почв, сроков и схем посева на урожайность и качество плодов дыни, разработка ресурсосберегающих приемов технологии возделывания в условиях Астраханской области. В соответствии с этими исследованиями предусматривалось решение следующих задач:
1. Изучение влияния типа почв и сроков сева дыни на урожай и качество плодов.
2. Определение влияния типа почв и схем посева дыни на Л продуктивность.
Установление влияния типа почв, сроков и схем посева на питательную ценность плодов дыни.
Влияние условий выращивания на сохраннность, лежкость и транспортабельность плодов дыни.
Энергетическая оценка эффективности возделывания дыни в условиях Астраханской области. V Научная новизна исследований. В наших исследованиях дана оценка качества плодов дыни при выращивании на различных типах почв, приведена энергетическая оценка эффективности возделывания дыни.
Практическая значимость диссертационной работы состоит в том, что производству предложены некоторые технологические приемы возделывания дыни с учетом природно - климатических условий Астраханской области. Результаты исследований включены в разработанный нами отраслевой стандарт «Дыни свежие. Типовые технологические * процессы», внесены изменения в действующий ГОСТ 7178 - 85 «Дыни свежие. Технические условия». Определены качественные показатели при возделывании дыни на различных агро - фонах.
В современных условиях при слабой обеспеченности населения высококачественным диетическим, лечебным продуктом питания, одним из источников производства дополнительных витаминов в рационе человека являются дыни. Переход на возделывание разнообразных,
А) транспортабельных и лежких сортов дыни с высокими вкусовыми и питательными качествами, позволит хозяйствам, фермерским и акционерным обществам в условиях Астраханской области повысить урожайность орошаемой пашни. Поможет в решении проблемы обеспечения населения экологически чистым высоко - витаминным, питательным продуктом.
Апробация работы. Основные результаты научной работы были доложены: на Всероссийской конференции «Теоретическая и прикладная карпология», (г. Кишинев, 1989); производственных совещаниях бахчеводов Астраханской области (1992 - 1994, 2001 гг.), на заседаниях методического и ученого советов ВНИИОБ в 1991 - 1995 гг.
По теме диссертации опубликовано 5 печатных работ.
Происхождение и народно-хозяйственное значение дыни
В Средней Азии дыню выращивали еще до нашей эры. Об этом свидетельствуют результаты раскопок древних городищ в Хорезме где были обнаружены семена культурной дыни (П. К. Грацианов, 1931: Т .Гуцалюк и др., 1965; В.Н. Ермохин, 1974).
На территорию нашей страны дыня проникла значительно позже двумя путями: из Малой Азии через Черноморские колонии древней Греции , и из Средней Азии при нашествии монголов ( XII - XIII в.в.) ( Э. Елотонцев, 1926; К.В .Ватагин, 1941; К.И. Пангало, 1958; В.Ф. Велик, 1982). Широкое распространение в России бахчевые культуры получили уже в XVI веке, когда их возделывали на больших площадях в южной и юго -восточной части, и даже вблизи городов Владимира, Петербурга, Москвы и Казани. В этот период бахчевые культуры выращивали главным образом для местного потребления (К. В. Ватагин, 1941; А. Ф. Макаровский, 1958; Л.Е. Кревченко, 1963). Промышленное бахчеводство в России начало получать распространение лишь в 40-х - 50-х годах XIX века, что было связано с появлением дешевого водного парового транспорта на Волге и Дону, а также с развитием железнодорожного транспорта (А. Г. Семеринова, 1978; В. Ф. Велик, 1982).
В 70-80-х годах XX века Советский Союз являлся страной наиболее развитого промышленного бахчеводства. Под продовольственными бахчевыми культурами было занято в среднем 400-420 тыс. га., в том числе в России - 140-150 тыс. га., кроме того, около 250 тыс. га. под бахчевыми культурами, выращиваемыми на кормовые цели. Среднегодовое производство продукции бахчевых культур в общественном секторе страны находился на уровне 2, 9 - 3.3 млн. тонн, кроме того, значительное количество бахчевых население получало с коллективных огородов и приусадебных участков ( Н. В. Челобанов, 1971).
В окрестностях Астрахани с давних пор существовало земледелие. О занятиях татар бахчеводством и огородничеством упоминает в своих дневниках путешествовавший здесь в начале XVII века Адам Олеарий и, позднее, Самуил Георг Гмелин (1777). В середине XVII века в окрестностях Астрахани существовали казенные виноградники, из которых посылались в Москву фрукты и вина.
С приходом государственных крестьян в хозяйстве Волго-Ахтубинской долины появилось земледелие. Земледелием в дельте занимались в основном юртовские татары. Для них наряду с кочевым животноводством, оно в начале XIX века было основной товарной отраслью (С. Г. Гмелин, 1777; А. Щекатов, 1808). Татары в большом количестве выращивали перец, картофель, арбузы и дыни, которые сбывали в Астрахань, а также сеяли просо и кунжут. Посевы производили на обвалованных землях, применяли « водяной пар» и чигирное орошение. Другой старый очаг товарного земледелия существовал в Красном Яре. Где садами и огородами занималось русское население. Яблоки и лук из Красного Яра сбывались в Астрахань. «Красноярские огородники ... удабривали навозом землю и носили ведрами воду для полива» ё) (Хозяйственное описание Астраханской и Кавказской губерний, 1809). В Камызякском районе орошаемые посевы в 1957 году составляли 2.3 тыс. га., из них 59 % приходилось на овощные и бахчевые культуры, 25 % - на зерновые, в том числе 14 % на рис и 16 % на кормовые. Более половины 55% всей площади занимали естественные кормовые угодья. При этом на долю сенокосов приходилось - 22 %, пастбищ - 34 % и пашен - 18 % площади (Природа и сельское хозяйство Волго - Ахтубинской долины и дельты Волги, 1962). Бахчевые культуры - имеют большое народно-хозяйственное значение. Они представляют ценность, как источник легкоусвояемых Сахаров, витаминов, минеральных солей, органических кислот и других биологоческих ценных веществ. Дыни являются деликатесным диетическим пищевым продуктом, отличающимся высокими вкусовыми и питательными качествами (В. В. Арасимович. 1938; 3. И. Корейша, 1952; В. Н .Ермохин, 1974). Пищевое значение плодов заключается в высоком содержании хорошо усвояемых организмом человека и животных углеводов, главным образом Сахаров. По данным В.В. Арасимович (1938), мякоть плодов дыни содержит более высокое по сравнению с арбузом количество сухих веществ от 6 до 19 %. Они отличаются высокой сахаристостью с преобладанием сахарозы. Среднепоздние и позднеспелые сорта (В. Н. Ермохин. 1974; 3. И. Корейша, 1952) отличаются более высоким содержанием Сахаров, чем ранние. У щ лучших среднеазиатских сортов дыни их количество достигает 15 %. Питательная и диетическая ценность плодов дыни обусловлена высоким содержанием не только Сахаров, но и витаминов. Из витаминов (Бахчевые культуры, 2000) преобладает аскорбиновая кислота 2,4-3.6 мг %, также у отдельных сортов каротин до 1 % (В.Ф. Белик, 1982). У сортов дыни Колхозница 749/753, Быковская 735 количество витамина С в плодах достигает 60 мг % (среднее содержание 35 - 45 мг %) (А. И. Филов, 1959).
Кроме аскорбиновой кислоты и каротина плоды дыни содержат витамины В1 (тиамин), В2 (рибофлавин), РР (никотиновая кислота) и фолиевую кислоту, а также железо, клетчатку, макро- и микроэлеиенты (В.В. Арасимович, 1938; З.И. Корейша, 1952). Белков в плодах дыни не много, но они очень ценны для питания. В мякоти плодов дыни содержание зольных элементов не высокое (В.Ф.Белик,1982).
Содержание сахара и других веществ в плодах дыни (Н.И. Карташов, 1926; А. Габченко, В. Сизов, 1972; Porter,et al, 1934, 1940) находятся в корреляционной зависимости и меняется от места положения на растении, времени созревания, от их размера. По данным исследований К.Е. Дютина (2000) наиболее сахаристыми бывают первые завязавшиеся на растениях плоды.
Фенологические наблюдения
Дыни, выращенные на почвах соответствующих требованиям агроценоза, дают более высокий и качественный урожай. Немаловажное значение играет в получении урожая выбор оптимального срока посева, особенно в богарных условиях. При посеве учитывается температура почвы, достаточный запас продуктивной влаги на глубине заделки семян (Рекомендации по возделыванию бахчевых культур, 1970, 1976, 1987, 1990, 2001).
Считается, что в зависимости от назначения урожая существуют ранние, оптимальные и поздние сроки посева. По данным Д. С. Певнева (1938) всходы дыни при ранних посевах (10 апреля), как правило, появляются изреженными, что значительно отражается на урожае. Семена дыни прорастают при температуре не ниже 12 - 14 С. Оптимальная влажность, при которой наиболее интенсивно проходит набухание семян, 60 % от полной влагоемкости почвы. По данным А. Г. Семериновой (1978) посев в сырую непрогретую почву приводит к снижению полевой всхожести, задержке появления всходов и их изреженности, а также способствует поражению растений болезнями и вредителями. И. Г. Койфман (1941), обобщая данные по влиянию сроков посева дынь в разных почвенно - климатических зонах, отмечает, что как ранние, так и поздние сроки посева имеют свои преимущества и недостатки, которые в разных местах и в разные годы сказываются не одинаково. На снижение урожая дынь, также существенно влияет поздний срок посева. Оптимальным сроком посева дыни по данным Быковской опытной станции считается первая декада мая, что подтверждается исследованиями нашего института. В зависимости от погоды, механического состава почвы, расположения участка и других факторов выбирается срок посева дыни. При ранней и дружной весне посев, особенно на легких песчаных почвах, проводится раньше, чем на тяжелых суглинистых (М.Н.Писаренко,1962). Тип почвы влияет не только на валовой сбор, но и на качество урожая. Так, плоды дыни, выращенные на темноцветной супеси, содержали Сахаров в 1,4 раза больше, чем выращенные на суглинистой почве (Д.С.Певнев, 1938; Рекомендации по выращиванию бахчевых культур в Волгоградской области, 1980, 1986). Дыни теплолюбивые растения. В зависимости от сорта имеют разный вегетационный период. При раннем сроке посева семена долго не прорастают, всходы запаздывают, бывают слабыми и изреженными. При позднем сроке плоды не всегда успевают созревать. Определить оптимальные сроки посева дыни на различных типах почв в условиях орошения и выявить их влияние на урожай и качество плодов. Влияние посева на урожай изучали при 4-х сроках на аллювиально - луговых тяжело и средне - суглинистых, а также пустынно - степных легкосуглинистых почвах. Ранний срок посева (3-я декада апреля) проводился при прогревании почвы на глубине заделки семян от 12 до 15 С и выше. Последующие посевы осуществлялись подекадно в интервале 9-10 дней. Исследования показали, что сроки посева оказывают влияние на рост и развитие растений, о чем свидетельствуют данные фенологических наблюдений. Всходы дынь посеянных в первый срок (3-я декада апреля) на аллювиально - луговых тяжело и среднесуглинистых почвах, появились на 6 - 8 день, на пустынно - степных легкосуглинистых - через 6-7 дней. Межфазовые периоды из-за перепада температур в начальный период роста растений удлинялись по сравнению с последующими сроками посева. В результате чего вегетационный период составил на аллювиально - луговых тяжело и среднесуглинистых почвах 85-91 и 82-96 дней соответственно, в то время как на пустынно - степной, легкосуглинистой почве - 80 - 86 дней. В отличие от первого срока, семена дыни при втором сроке посева оказались в более благоприятных условиях для прорастания. Нарастание суммы активных температур сократило межфазовые периоды развития растений. В связи с чем вегетационный период сократился на 3 - 9 дней по сравнению с первым сроком посева. Всходы дынь при третьем сроке посева появились на 5 - 7 день. Продолжительность периодов прохождения фаз роста оставалось на том же уровне, что и при втором сроке посева, кроме межфазового периода «всходы - шатрик», что отразилось на продолжительности вегетационного периода, который составил на аллювиально - луговых тяжело и среднесуглинистых почвах 74 - 79 и 72 - 91 день, на пустынно - степных, легкосуглинистых - 71 - 79 дней. Четвертый срок посева пришелся на самый жаркий период месяца. Средняя температура воздуха в третьей декаде мая составила 20,8...21,8 С. Всходы появились на 4 - 6 день после посева. Развитие растений проходило быстрее, чем в предыдущие сроки посева, особенно в первой половине вегетации. Более длительно проходил период «плодообразование -созревание». В итоге вегетационный период на аллювиально - луговой тяжело и среднесуглинистой почве составил 65 - 75 и 66 - 83 дня, а на пустынно - степной легкосуглинистой - 65 - 72 дня (Таблица 3,1.1, Приложение Б, таблица Б1, Б2, БЗ, Б4, Б5).
Структура урожая дыни
В последние годы в связи с загрязненностью атмосферы, водоемов и почвы возникла острая необходимость контроля качества производимой продукции на соответствие медико-биологическим требованиям (Государственные стандарты, 1988; Медико-биологические требования и санитарные нормы качества, 1990). Так, на границе Волгоградской и Астраханской области содержание нефтепродуктов в воде составило 3-4 предельно - допустимой концентрации (ПДК), меди - 4 - 5 ПДК, железа - 4 - 6 ПДК. Не смотря на сокращение выбросов и сбросов в природную среду, концентрация их в г. Астрахани в 1993 году превышало ПДК по саже в 1,4 раза, формальдегидам - в 2 - 3 раза. Только на границе санитарно-защитной зоны отмечалось превышение ПДК по двуокиси азота в 2 раза, по сероводороду, пыли и сернистому ангидриду в 1,9 раза (В. В. Андреев и др., 1993). Вредные вещества, накапливаясь в окружающей среде и почве, аккумулируются растениями в процессе их роста и развития (Ю. В. Алексеев, 1987).
Таким образом при разработке научно - обоснованных показателей качества экологически безопасной продукции учитывается множество факторов: потери от нарушения стандартов, тип почвы, условия выращивания и хранения продукции, температурно - влажностные режимы и влияние их на сохранность продукции. Качество продукции зависит от биологических особенностей сорта (И. Г. Типякова, 1963; Е. И. Иванова и др., 1985; В. А. Мачулкина и др., 1986). Важным показателем качества продукции является наличие остаточных количеств токсичных элементов -пестицидов, нитратов, меди, цинка, ртути, свинца, кадмия, мышьяка и некоторых других (А. Михов, 1980; Е. И. Иванова и др., 1988; Ю .А. Быковский, 1994).
Поскольку имеет место загрязненности окружающей среды, почвы и воды, установлены ПДК на содержание вредных токсичных веществ, тяжелых металлов, нитратов в мякоти плодов дыни. Тщательное изучение типа почв, сроков и схем посева, уборки, реализации и хранения позволили выявить оптимальные факторы, соблюдение которых обеспечивает выращивание продукции экологически безопасной. Нашими исследованиями установлено, что медико - биологическим требованиям соответствует продукция дынь, выращенная на легкосуглинистых почвах в первой декаде мая при схеме посева 1,4 х 1,0 м. Соблюдение этих требований обеспечивает высокий выход стандартных плодов до 98,3 %, при несущественном снижении качества. При этом перевозку продукции к местам реализации, хранения и переработки следует проводить транспортом на мягкой подстилке исключая механические повреждения плодам. Подбирать сорта для хранения более лежкие и транспортабельные. В наших исследованиях сорт Таврия обеспечивал высокую сохранность как при доставке в реализацию, так и в процессе хранения. С учетом сортовых особенностей сорта ранне- и среднеспелые должны поставляться в торговую сеть, поздние - закладывать на хранение в охлаждаемые помещения при режиме +1.. .+3 С, ф - 80 - 85 % (Н. Н. Ивакин, 1981; Е. И. Иванова и др., 1982; Е. И. Иванова и др., 1989; Е. И. Иванова, В. А. Мачулкина, 1990). Все это вызывает необходимость оценки продукции по санитарно -гигиеническим показателям и внесения соответствующих требований в нормативно - техническую документацию. На накопление основных химических веществ существенное влияние оказывал тип почвы. Так, дыни, выращенные на пустынно - степной легкосуглинистой почве содержали Сахаров, сухого вещества и аскорбиновой кислоты в 1,1 - 1,3 и 1,3 - 1,5 раза больше, а нитратов в 1,8-3,9 раза меньше, в сравнении с плодами, выращенными на аллювиально -луговых, тяжелосуглинистых почвах. В процессе хранения в изучаемых условиях отмечена та же закономерность (Таблица 5.4.1). По данным таблицы 5.4.1 следует, что более сладкими были плоды дынь сорта Золотистая, независимо от типа почвы. Лучшими по качеству были плоды с легко - суглинистых почв. По содержанию Сахаров, сухого вещества, аскорбиновой кислоты и нитратов сорт Лакомка уступал сорту Золотистая. Установлено, что аккумуляция нитратов плодами идет более интенсивно на аллювиально - луговой тяжелосуглинистой почве, в день съема составляла в зависимости от сорта 255,1 - 264,1 мг/кг, что в 1,78 - 3,9 раза больше, чем на пустынно - степной легкосуглинистой почве. В процессе хранения содержание нитратов в плодах с тяжелосуглинистых почв снижалось, но было все же довольно высоким и превышало ПДК в 1,1 - 2,6 раза, в то время как дыни изучаемых сортов с легкосулинистых почв содержали нитратов ниже ПДК на 15,9 - 51,4 мг/кг.
Влияние условий выращивания на лежкость плодов дыни
Биоэнергетический метод в последнее время получил признание в мире, как универсальный способ оценки потоков энергии в агроценозе. Он позволяет выразить различные приемы, культуры, сорта в единых показателях, установить их своеобразие, обеспечивает возможность научно обосновать подходы к разработке и совершенствованию технологических процессов (А.Д.Дробилко,2002).
Биоэнергетический метод позволяет получить наиболее объективную информацию. Он признан в мире как универсальный способ оценки потоков антропогенной энергии в агроэкосистеме (В.В. Коринец, 1985, 1992; Агроэнергетическая оценка возделывания с-х культур,2000).
Одной из важнейших проблем в области бахчеводства в настоящее время является дальнейшее совершенствование технологии производства продукции с целью получения максимального урожая с наименьшими затратами энергоресурсов (А.А.Жученко,1983; Ю.Ф.Новиков,1984; Е.И.Базаров, 1980).
Практикой доказано, что процесс интенсификации сельского хозяйства сопровождается ростом энергозатрат. Энергоемкие способы возделывания бахчевых культур существенно увеличивают стоимость полученной продукции. Поэтому в стратегии обеспечения роста продуктивности бахчевых культур особое внимание должно быть уделено подбору сортов, которые бы наиболее полно использовали биоклиматический потенциал региона (А.А.Жученко,2001).
Основное место в решении этой проблемы при возделывании, хранении и транспортировки является наличие сортового разнообразия с широкими адаптивными возможностями.
Наиболее существенным способом оценки технологии возделывания является оценка производства дыни в разных агроэкологических условиях. Энергетическую эффективность возделывания дыни определяли путем сравнения коэффициента энергетической эффективности данной технологии. Как следует из таблицы 6.1 затраты совокупной энергии при возделывании дыни сорта Золотистая на изучаемых типах почв складываются из затрат энергии на орудия труда, на горючее и на труд механизаторов, водителей и рабочих. Количество энергии во всех случаях исчисляется в джоулях на гектар. Энергозатраты по большинству видов работ технологического процесса на разных типах почв были высокими, особенно в период уборки урожая и составили 10249,8 - 11698,4 МДж/ га, за счет использования ручного труда. Затраты по уходу за посевами составили 31237,9 МДж/ га на Буграх Бэра и 19765,7 МДж / га на тяжелосуглинистой почве, в то время как на рисовых чеках они составили 2473,8 МДж/ га. Такие высокие затраты, обусловлены большим расходом совокупной энергии на поливы и использование дождевальных агрегатов. Наибольшей составляющей частью совокупной энергии являются затраты на горючее и трудовые ресурсы (Приложение Г, Таблицы Г 1, Г 2, Г 3). По данным Ю.А.Быковского (2001) энергетические затраты при производстве бахчевых культур в большей части увеличиваются за счет орошения и применения удобрений. Но, несмотря на это данные элементы технологии высокоэффективны в острозасушливых условиях Юго-Восточной зоны бахчеводства России. Данные Ю.А. Быковского подтверждены нашими исследованиями. По расчетам эффективности применения орошения получены следующие показатели (таблица 6.2). Так, затраты энергии на буграх Бэра на орошение составили 5988,7 МДж/ га, что в 4,3 раза больше по сравнению с рисовыми чеками. Анализ исследований показал, что потенциальный урожай при изучаемых элементах технологии обеспечил выход с 1 га обменной энергии на тяжелосуглинистых почвах 45892,0 МДж, среднесуглинистых -51256,0 МДж и на легкосуглинистых-53938,0 МД (Таблица6.3).: Коэффициент энергетической эффективности - это отношение энергии, накопленной хозяйственно - ценной частью урожая к совокупной энергии затраченной при возделывании сельскохозяйственной культуры.
