Введение к работе
Актуальность темы. Здоровье нации, ее нынешнего и будущих поколений во многом определяется полноценностью питания. Центральный регион, особенно его юго-западная часть, характеризуется ухудшением экологической обстановки вследствие аварии на Чернобыльской АЭС. Кроме того, непростая экономическая ситуация, довольно узкий ассортимент овощной продукции, особенно в длительный зимний период, сказывается на ухудшении питания населения. Круглогодичное потребление высококачественной овощной продукции, а также разнообразие овощных культур - это один из необходимых ключей в решении данной проблемы (Бунин, Сычёв, 1996).
В восстановительный период ликвидации последствий аварии на ЧАЭС, система "почва-растение" является основным звеном в цепочке, приводящей в организм человека до 70% радионуклидов. Главная проблема, с которой сталкивается сельхозпроизводитель на загрязнённой территории, заключается в том, что мировой науке и практике пока неизвестны доступные методы, которые позволили бы прервать биологическую цепочку миграции радионуклидов в природе (Басалаев, Пашкевич, 2004).
В связи с этим основная роль сельскохозяйственной науки - разработка методов, гарантирующих получение продукции с высокой урожайностью и минимальным содержанием экотоксикантов, в том числе радионуклидов. Для этого рекомендуются в основном высокозатратные технологические приёмы. Наиболее радикальными и дешевыми способами снижения накопления в продукции экотоксикантов являются: селекционный путь создания радиофобных сортов, позволяющих в условиях загрязнения почвы радионуклидами получать относительно чистую продукцию (Пивоваров, Добруцкая, 2002), а также внедрение в сельскохозяйственное производство новых высокоурожайных овощных культур, нетрадиционных для данного региона. Одной из таких культур является дайкон, его интродуцирование, изучение биологии, морфологии в данных гео-экологических условиях представляет практическую важность. Дайкон, помимо высоких вкусовых достоинств, обладает значительной урожайностью и сравнительно коротким вегетационным периодом. Учёными также доказана способность этой культуры выводить из организма радионуклиды и другие вредные вещества.
Постоянное удорожание энергетических ресурсов при производстве овощной продукции требует совершенствования способов реализации продуктивного потенциала овощных культур, как открытого, так и защищенного грунта.
Урожайность и качество продукции овощных культур защищенного грунта во многом зависят от рассады, поэтому улучшение её качества и сокращение продолжительности рассадного периода имеют большое значение. Особый интерес для выращивания рассады вызывают вещества, содержащие гумус, ассортимент которых на рынке растёт. Основой для их производства чаще всего являются продукты жизнедеятельности дождевых компостных червей – копролиты. В качестве компонентов почвосмесей для выращивания рассады часто используют дешёвые местные глины различного минералогического состава, особенно содержащие цеолит (Цеолиты: эффективность, 2000). Поэтому изучение цеолитсодержащего трепела, Фокинское месторождение которое открыто в Брянской области, имеет важное значение. В этой связи изучение эффективности использования различных компонентов для почвосмесей в технологической схеме выращивания рассады актуально.
Результаты наших исследований позволят дополнить уже имеющиеся сведения о накоплении химических элементов овощными растениями применительно к задачам селекции на высокое качество продукции, что и дало возможность определить цель диссертационной работы.
Цель и задачи исследований. Целью исследований является комплексная оценка и выделение исходного материала для селекции и семеноводства, научное обоснование технологии возделывания овощных культур в Центральном регионе России.
Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:
- изучение сортовой реакции дайкона на условия интродукции в Центральном регионе России;
- выделение исходного материала для селекции сортов со специфической адаптивностью к условиям интродукции;
- выделение сортообразцов для использования в овощном производстве;
- селекция салата на устойчивость к накоплению радионуклидов при изучении как фонов различных эколого-географических естественных сред;
- выявление сортового разнообразия салата по накоплению радионуклидов в товарной части урожая и по параметрам адаптивности и стабильности;
- выделение морфологических признаков для косвенного отбора по накоплению радионуклидов в продукции;
- разработка способов снижения 137Cs в продукции салата;
- изучение особенностей роста и развития рассады овощных культур (огурец, томат, перец сладкий) на различных питательных смесях;
- определение экономической эффективности возделывания дайкона и
производства рассады огурца, томата, перца сладкого
Научная новизна. Впервые изучена коллекция сортообразцов дайкона по морфологическим и хозяйственно-биологическим признакам. Проведено изучение морфологических особенностей семян овощных культур редисно - редечной группы. Определены оптимальные сроки и способы посева дайкона для получения товарной продукции и ведения семеноводства. Впервые проведён фитосанитарный мониторинг вредителей и болезней. Изучен химический состав корнеплодов дайкона, содержание в них радионуклидов и дана дегустационная оценка их качества, выделен исходный материал для селекции сортов со специфической адаптивностью к условиям интродукции. Выявлена экономическая эффективность возделывания дайкона в условиях Центрального региона России.
Впервые определены генотипы салата со стабильно низким накоплением радионуклидов; выявлены биологические особенности исходных форм для селекции на устойчивость к накоплению радионуклидов; определены возможности применения импульсного низкочастотного электрического поля (ИНЭП) и стимуляторов роста для снижения уровня радионуклидов в товарной продукции.
Впервые проведена агрономическая и экономическая оценка питательных смесей на основе тепличного грунта и дерновой земли с копролитом, гуматом-Люкс и цеолитсодержащим трепелом Фокинского месторождения Брянской области при выращивании рассады огурца, томата и перца сладкого.
Основные положения, выносимые на защиту:
1. Интродукция – как метод ускорения создания исходного материала для селекции и практического использования.
2. Фитосанитарный мониторинг дайкона на устойчивость к биотическим стрессорам.
3. Подбор сортов при селекции салата (Lactuca sativa L.) на минимальное накопление радионуклидов, как метод экологической селекции; физические и химические методы снижения их содержания в продукции.
4. Целесообразность применения гумусовых удобрений и цеолита, как агрохимический метод при использовании в качестве основы питательной смеси тепличного грунта и дерновой земли на рассаде огурца, томата и перца сладкого.
5. Экономическая эффективность возделывания дайкона и производства рассады овощных культур
Практическая значимость работы. На основании морфологических и биологических показателей выделены образцы дайкона, имеющие селекционно-генетическое и хозяйственное значение. Установлены оптимальные сроки и способы посева дайкона с целью получения товарных корнеплодов и ведения семеноводства в Центральном регионе России. Полученные данные по особенностям морфологии семян могут быть использованы для разработки методов определения посевных качеств и подлинности семян. Фитосанитарный мониторинг вредителей и болезней позволяет определить устойчивость сортообразцов дайкона и установить оптимальные сроки посева в данных условиях. Показатели биохимического состава и органолептическая оценка качества корнеплодов дают возможность выделить лучшие сорта и. гибриды, пригодные для возделывания как в сельскохозяйственном производстве, так и в индивидуальном частном секторе. Полученные в ходе исследований результаты использованы при селекции сорта дайкона Дубинушка.
Разработанные методы позволят повысить эффективность селекционного процесса, направленного на получение сортов салата, обладающих устойчивостью к накоплению радионуклидов за счёт использования информативных сред для испытания и отбора исходного материала как источника стабильно низкого содержания 137Cs, косвенного отбора по морфобиологическим признакам, так как в овощеводстве возможно использование сортовой изменчивости при выборе сортов для выращивания в зонах загрязнения.
Установлены оптимальные питательные смеси на основе тепличного грунта и дерновой земли, обеспечивающие рентабельное производство стандартной рассады огурца, томата и перца сладкого. Даны практические рекомендации.
Результаты исследований включены в лекционные курсы по овощеводству, читаемые в Брянской Госсельхозакадемии при подготовке специалистов по агрономическим и экономическим специальностям.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены на отчетных сессиях ВНИИ селекции и семеноводства овощных культур в 1993-2005 годах, представлены на VI международном симпозиуме «Новые и нетрадиционные растения и перспективы их использования» (Пущино, 1997, 2005, I - ой международной конференции «Дождевые черви и плодородие почв» (Владимир, 2002), международной научно-практической конференции «Использование достижений современной биологической науки при разработке технологий в агрономии, зоотехнии и ветеринарии» (Брянск, 2002), международной научно-практической конференции «Агроэкологические аспекты устойчивого Развития АПК» (Брянская ГСХА в 2002-2010 годах), международной научной конференции «Состояние и проблемы научного обеспечения овощеводства защищённого грунта» (Москва, 2003). На конференции Молодых ученых-аграриев Центрального федерального округа (Брянск, 2003), научно-практической конференции, посвящённой 75-летию со дня рождения проф. Г.Б. Гальдина (Пенза, 2003), международной научно-практической конференции «Технологические аспекты производства продукции растениеводства и животноводства» (Брянск, 2004), международной научно-практической конференции «Производство экологически безопасной продукции растениеводства и животноводства» (Брянск, 2004), V международной научно-практической конференции «Интродукция нетрадиционных и редких растений» (Донской ГАУ, 2004), международном симпозиуме (Москва, 2005), международной научно-практической конференции «Эффективное овощеводство в современных условиях» (Минск, 2005), международном симпозиуме «Современное состояние и перспективы развития селекции и семеноводства овощных культур» (Москва, 2005), международной научно-практической конференции «Климат, экология, сельское хозяйство Евразии» (Иркутск, 2009), международной научно-практической конференции «Инновации в технологиях возделывания сельскохозяйственных культур» (Горки, 2009, 2010).
Публикации результатов исследований. По материалам диссертационной работы опубликовано 54 научных и учебно – методических издания, в том числе: 1 монография, 1 учебное пособие, 2 рекомендации и 10 статей в журналах, рекомендованных ВАК РФ. На созданный сорт дайкона Дубинушка получено авторское свидетельство.
Структура и объём диссертации.
Диссертационная работа состоит из введения, 8 глав, выводов и предложений производству, списка литературы и приложений. Работа изложена на 430 страницах компьютерного текста, экспериментальные данные приведены в 83 таблицах, 42 рисунках и схемах и 90 приложениях.
Автор выражает искреннюю признательность докторам сельскохозяйственных наук, профессорам: академику РАСХН И.В. Казакову, Е.Г. Добруцкой, Е.В. Просянникову, М.С. Бунину, В.И. Старцеву, В.Е. Торикову, А.В. Дронову, Г.П. Малявко, И.В. Сычёвой за помощь и содействие в выполнении, и оформлении настоящей работы, и благодарит, кандидатов с.-х. наук А.В. Солдатенко, А.В. Орлова, а также сотрудников кафедры плодоовощеводства, хранения и переработки продукции растениеводства Брянской ГСХА, отделов селекции и семеноводства столовых корнеплодов и методов экологической селекции ВНИИССОК, принимавших участие в данной работе.
Особая благодарность научному консультанту – доктору сельскохозяйственных наук, академику РАСХН В.Ф. Пивоварову, доктору сельскохозяйственных наук, профессору Н.М Белоусу.
