Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Агробиологическая характеристика растения огурца – обзор литературы 7-27
1.1.Происхождение огурца и его распространение в культуре, классификация 8-12
1.2.Ботанические и биологические особенности растения огурца .12-19
1.3. Требования растений к условиям внешней среды .19-24
1.4.Биохимические и лечебные свойства плодов огурца .24-27
ГЛАВА 2. Условия и методика проведения исследований .28-46
2.1.Географическое положение и рельеф местности 28
2.2. Климатическая характеристика орошаемой долинной зоны Согдийской области 29-34
2.3. Почвенные условия 34-39
2.4.Материал и методика исследований 39-41
2.5. Описание сортов огурца. 41-44
2.6.Агротехника выращивания огурцов 45-46
Результаты исследований
ГЛАВА 3. Особенности роста и развития растений огурца при весених и летних сроках посева .47-106
3.1.Фенологические наблюдения 47-54
3.2.Рост главного стебля и боковых плетей растений огурца .55-62
3.3. Формирование ассимиляционного аппарата и хозяйственная продуктивность 63-71
3.4.Особенности распространения корневой системы 71-74
3.5.Биология цветения .74-81
3.6.Поражаемость растений болезнью мучнистая роса .81-86
3.7.Урожайность огурца при весенне-летних и летне-осенних сроках выращивания 87-97
3.8. Биохимический состав и качество плодов огурца .98-103
3.9.Производственная проверка полученных результатов исследований 104-106
ГЛАВА 4. Экономическая эффективность выращивания сортов огурца при различных сроках посева .107-110
Заключение 111-114
Выводы и рекомендации производству 114-116
Список использованной литературы
- Требования растений к условиям внешней среды
- Климатическая характеристика орошаемой долинной зоны Согдийской области
- Формирование ассимиляционного аппарата и хозяйственная продуктивность
- Биохимический состав и качество плодов огурца
Требования растений к условиям внешней среды
Огурец (Cucumis sativus L.) – однолетнее травянистое однодомное, раздельнополое, растение семейства тыквенных (Cucurbiтaceac), относится к роду Cucumis, обладает стелющимися и ветвящимися стеблями. Из пазух листьев на стебле выходят боковые побеги, начиная с третьего листа, появляются усики, при помощи которых они могут цепляться за соседние растения и другие предметы (Щереметевский, 1956). Внешний вид огуречного растения в открытом грунте и в шпалерной культуре закрытого грунта говорит о том, что это растение лиана (Эдельштейн, 1962).
Листья. Относительно морфологических параметров листа огурца С.Г.Габаев (1932), Н.Н.Балашев, Г.О.Земан (1982) уделяют внимание основным признакам листа, таким как размер, форма листовой пластинки и степень гофрированости ее края. Размер листьев имеет большие различия, где длина крупных листьев превышает длину наиболее мелких в 2-2,3 раза, длина вполне развитого листа колеблется в пределах от 8 до 19 см. Листья у огурца в зависимости от сорта бывают сердцевидной, угловато-сердцевидной и сердцевидно-лопастной формы.
Листья растений огурца черешковые, цельные, трех и пятилопастные, имеют различную форму от сердцевидных до угловато-сердцевидных и сердцевидно-лопастных. На одном растении размер листовой пластины варьируется в значительных пределах. Окраска листа бывает от светло-зеленой до темно-зеленой.
Листья главного стебля крупнее и менее выемчаты, чем на боковых плетях. Величина листьев зависит от сортовых особенностей и от условий, в которых происходит рост и развитие растений (Якимович, Шереметевский, 1938). Они же указывают, что скороспелые мелкоплодные сорта имеют мелкие листья; крупноплодные, поздние сорта характеризуются крупными листьями.
Цветки. Огурец – растение однодомное, хотя в последние годы наблюдается появление частично двудомных сортов (Габаев, 1932; Ткаченко, 1935). Цветки огурца раздельнополые (Якимович, 1935; Ткаченко, 1936; Мещеров, 1962). Тычиночные цветки с густоволосистым цветоложем, пятираздельной чашечкой с ланцетно-шиловидными чашелистиками, почти равными по длине цветоложем, и пятираздельным глубоко-рассеченным венчиком. Тычинок пять, из них две попарно сросшиеся и одна свободная. Венчик мужского цветка желтого цвета, несколько меньше женского. Венчик женского цветка сходен с венчиком мужского и отличается от последнего лишь большей изменчивостью по величине.
Габаев С.Г. (1932), Кобякова, (1948), Тихонова Н.С. и Моршихина В.И. (1958), Львова И.Н (1959), Айропетян А.А. (1966), Назарова В.М. (1966) указывают, что рыльца у огурца раздельно 3-5 лопастные. Столбик округлый, завязь нижняя, преимущественно эллипсоидальной формы, опущенная. Мужские цветки располагаются в листовых пазухах и образуют соцветие щиток. Женские цветки на растении чаще располагаются одиночно, у скороспелых форм они располагаются иногда пучками по 3-5.
На ранних этапах своего формирования зачатки цветков у огурца носят черты обоеполости (Львова и др., 1962). В дальнейшем, в зависимости от наследственных особенностей, из этих зачатков могут образоваться те или иные цветки.
На растении сначала появляются мужские цветки, а потом женские. Цветение у огурцов начинается через 33-60 дней после появления всходов в зависимости от сорта, условий выращивания и места произрастания (Эдельштейн, 1953).
Родников Н.П. (1948) установил, что время появления мужских и женских цветков и соотношение их на растении, зависит от режима минерального питания растения в начальный период жизни.
Тихонова Н. и Моршихина С. (1958) указывают, что улучшение внешних условий способствует не только общему усиленному росту и развитию огурцов, но и приводит к относительному увеличению количества женских цветков.
Якимович А.Д., Шереметевский П.В. (1938), Эдельштейн В.И. (1953) указывают, что на изменение соотношения мужских и женских цветков оказывает влияние удаления женских цветков. Многократное удаление женских цветков, по мере их появления, ведет к образованию новых мужских и женских цветков с преимуществом последних. Аналогичное влияние оказывает и удаление молодых завязей, что подтверждает необходимость частых сборов плодов. И.В.Эдельштейном установлено, что формирование большого количества женских цветков в ранние сроки зависит от правильности выращивания растений и от выбора сортов, приспособленных к местным почвенно-климатическим условиям. По мнению Даутовой С. (1980), Ботнарева В.Ф. (1994), Поповой В.В. (1990), Ермакова Е.И. (1992), Болотских А.С. (2002), Ермакова Е.И., Мухоморова В.К. (2003), Кривобокова В.И. (2003) мужские цветки собраны в соцветие и располагаются в листовых пазухах. Женские цветки, в основном, одиночные, а у некоторых форм расположены пучками от 3-х до 5-ти цветков. По мнению авторов в начале цветения больше мужских цветков, чем женских, а при массовом плодоношении количество мужских цветков уменьшается до минимума соотношения 2:1.
Ермаков Е.И. (1992), Ермаков Е.И., Мухоморов В.К. (2003) высказывают свое мнение, что цветение растений огурца мужскими цветками, характеризует данный процесс изменчивостью в температуре воздуха и влажности почвы. Видимо этот признак для отдельных групп сортов огурца скорее является сортовым и генетически устойчивым свойством.
Вследствие перекрестноопыляемости растений огурца опыление женских цветков происходит пчелами, муравьями, другими насекомыми и ветром.
Оптимальная температура воздуха для цветения и оплодотворения цветков находится в пределах +18+210С. Температура выше +270С отрицательно сказывается на процессе опыления и пыльца в большинстве случаев становится стерильной.
Мужские цветки появляются на двое - трое суток раньше осенних. Первоочередность появления мужских цветков, как отмечают некоторые авторы, не столько сортовой признак, сколько вызывается температурой и влажностью среды обитания (Ермаков Е.И.,1992; Ермаков Е.И., Мухоморов В.К., 2003).
Климатическая характеристика орошаемой долинной зоны Согдийской области
Экспериментальная работа по изучению особенностей роста, развития и продуктивности культуры огурца при различных сроках выращивания и густоты стояния растений проводилась на землях Согдийского филиала Института садоводства и овощеводства Таджикской Академии сельскохозяйственных наук в 2013-2016 гг. В процессе изучения сортов проводились фенологические наблюдения, биометрические измерения, учеты урожая, оценка сортов по хозяйственно-ценным и качественным признаками растений для весенне-летнего и летне-осеннего срока выращивания с сортами Маргеланский 822, Беназир, Парад 176 и Голладский Гибрид Орзу F1.
Ежегодно в весеннем сроке посев проводился в первой декаде апреля, в летнем сроке – в первой декаде июля. Биологические особенности и хозяйственно-ценные признаки сортов огурца в наших опытах изучались при схемах посева семян 70 см х 25 и 30 см, с густотой стояния 57000 и 47000 растений на гектар и 120 см + 60 см х 30 см х 2 раст. – густота стояния 37000 растений на гектаре. Повторность трехкратная. Количество рядов каждого сорта – 4. Ширина делянки – 2,8 м и 3,6 м. длина делянки – 12 м, учетная площадь соответственно 28 и 36 м2.
В период вегетации отмечались следующие фенологические фазы: появление всходов, цветение мужских цветков, цветение женских цветков, начало и массовое формирование зеленцов, количества сбора плодов, последний сбор плодов.
Блоки опытов (схемы посева) размещались рендомизированно. Наступление фенофаз отмечалось на растениях одной наиболее типичной повторности, в среднем на 5-ти модельных растениях. Сборы зеленцов проводились два раза в неделю. Учет урожая проводился параллельно на учетных делянках сортов всех сортов и схем размещения растении путем взвешивания и подсчета плодов с подразделением продукции на стандартную и не стандартную. Из стандартной фракции в период массового плодоношения отбирались плоды для определения биохимических показателей зеленца. Учет степени поражаемости растений сортов вредителями и болезнями в основном и повторном посевах проводился глазомерно по 5-балльной шкале.
Для изучения характера роста и ветвления растений в полевых условиях проводились измерения длины главного стебля и боковых ответвлений. Промеры проводились через каждые 10 дней от начала ветвления до конца плодоношения также на 5-ти модельных растениях. Изучен характер распространения корневой системы растений огурца на вариантах в конце вегетации.
Изучался процесс цветения и плодоношения растений. Для этого подсчитывалось количество мужских и женских цветков на растении и определялось их соотношение, в начале, середине и в конце цветения. Эти наблюдения велись на трех растениях каждого сорта.
В период массового плодоношения определялась величина ассимиляционной поверхности огуречных растений в весенне-летнем и летне-осеннем сроках выращивания по методике Волкова В.Я., Селевцова Б.Ф. (1959). При проведении исследований руководствовались следующими методическими указаниями и рекомендациями: «Методические указания по изучению и поддержанию коллекции огурцов ВИР» (1977), «Методика государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур, выпуск 4-й, М., Колос, 1975», «Методика физиологических исследований в овощеводстве и бахчеводстве» (Белика, М., Колос, 1992), «Методика полевого опыта в овощеводстве и бахчеводстве (под ред. д.с.-.х.н. Белика и к.б.н..Бондаренко, М., Колос, 1979), «Методика оценки устойчивости тыквенных культур к мучнистой росе» (М., ВАСХНИЛ, 1970), «Методика полевого опыта в овощеводстве» (Литвинов , 2011) .
Данные урожайности зеленцов подвергались математической обработке методом диссперционного анализа (Доспехов, 1985), где определялась точность опыта и наименьшая существенная разница.
По полученным результатам экспериментальных данных характеризующим урожайность и качество зеленцов огурца в зависимости от сортов были опубликованы научные статьи и рекомендация по выращиванию огурца в Северном Таджикистане.
Сорт Маргеланский 822 выведен Узбекским НИИ овоще-бахчевых культур и картофеля методом индивидуального отбора из местного сорта Маргеланский. Районирован по республике, кроме ГБАО. Сорт среднепоздний, число дней от массовых всходов до первого сбора 47-61 день, салатного направления. Использования длина главного стебля 1,8-2,4 м, листья темно-зеленые, крупные, сердцевидной формы. Растения с мощной листо-стебельной массой. Продолжительность плодоношения 32-46 дней. Зеленец цилиндрической формы, со слабым восковым налетом, массой 126-160 грамм. Вкусовые качества 4,2-5,0 баллов. Урожайность товарных плодов 25,2-29,4 т/га. Химический состав: сухое вещество – 4,8-4,9%, общий сахар – 2,2%.
Формирование ассимиляционного аппарата и хозяйственная продуктивность
В ходе проведенных полевых опытов согласно программе исследований нами в течение 2013-2016 гг. выполнены учеты и измерения роста и развития растений огурца по сортам и схемам посева при весенне-летнем и летне-осеннем сроках выращивания.
Прохождение фаз развития растениями огурца определяется его биологическими особенностями. Однако погодные условия, водно-питательный режим почвы в значительной степени оказывают воздействие на ростовые процессы по фазам развития, образование листо-стебельной массы и в итоге на урожайность культуры.
Продолжительность вегетационного периода, сроки наступления цветения и плодоношения у однолетних растений зависят от скорости прохождения ими отдельных периодов роста и развития. Изменяя почвенно-климатические условия и способы культуры, можно удлинять или укорачивать жизнь растений (Марков, 1966).
Советским фенологом Руденко А.М. (1950) разработана методика определения фенологических фаз для большинства культурных растений. Для огурцов он выделяет следующие фазы: I – всходы (появление над поверхностью почвы развернувшихся семядолей); II – появление первого настоящего листа; III – образование бутонов (образование в пазухах листьев первых бутонов на цветоносах); IV – цветение (появление первого цветка с вполне раскрывшимися лепестками); V – съемная спелость (появление первого плода, вполне сформировавшегося до определенного для каждого сорта размера). Посев семян в наших опытах проводился в весеннем сроке в начале первой декаде апреля, в летнем – в начале первой декады июля. Изучая сорта в весеннем и летнем сроках посева, нам удалось выявить различия в вегетационном периоде у одних и тех же сортов, как по годам исследования, так и по сезонам выращивания, что свидетельствует о стадийном развитием растений огурца (Ващенко, 1956). Продолжительность периода «посев-массовые всходы» в весеннем сроке сева была в 2013 году 7-9 дней, в 2014 году – 6-7 дней, в 2015 году – 7-8 дней и в 2016 году 5-6 дней. Вследствие снижения температуры воздуха в I – II декадах апреля всходы в 2015 году на 2-3 дня запоздали.
В летнем сроке, вследствие наличия оптимального температурного и влажного фона корнеобитаемого горизонта почвы, период «посев-массовые всходы» по всем сортам и годам исследования был короче, и составлял 4-5 дней.
При весеннем сроке сева среднесуточная температура воздуха в период «посев-массовые всходы» была по годам исследования в пределах от 11,60 до 17,70, в летнем же сроке этот период характеризовался более высокими положительными температурами 26,60-29,00 (табл. 1) . Из полученных данных следует, что с повышением температуры воздуха и почвы, а также при наличии оптимального влажностного режима почвы ускоряются сроки появления всходов.
Поскольку почвенно-климатические и агротехнические условия участка, где проводились опыты, в основном, были близкими, то можно считать, что разница в продолжительности прохождения отдельных фенологических фаз зависела от биологических особенностей изучаемых сортообразцов и от влажностного режима почвы.
Дружные всходы в весеннем сроке посева во все годы проведения опытов отмечались у всех изученных сортов: Маргеланский 822, Беназир, Парад - 176 и Гибрид Орзу F1. В летнем сроке сева в годы исследований часть растений в стадии всходов погибают от действия высоких температур воздуха, когда максимальная температура на поверхности почвы достигает более 500. В связи с этим, для обеспечения нормальной густоты стояния растений, приходилось проводить подсев наклюнувшимися семенами на местах выпада всходов. Фаза цветения мужскими цветками, согласно нашим наблюдениям, наступает почти одновременно на 30-33 день после массовых всходов при весеннем севе и на 28-30 день – в летнем, т.е. почти одновременно у растений скороспелых сортов, а позднеспелого сорта Маргеланский 822 на 2-3 дня позже.
Анализ данных таблиц 3.2.1 и 3.2.2 показывает, что изученные нами сорта в весеннем и летнем сроках выращивания по срокам цветения мужских цветков особых различий не имеют. Можно констатировать, что в весенний и ране – летний период времени влажный режим почвы и относительно низкие температуры воздуха на прохождение фенологических фаз роста и развития растений оказывают благоприятное влияние. Отсюда, начальные фазы (всходы, цветение мужских цветков) проходят по всем сортам с разницей всего в 3-4 дня. Однако, следует отметить, что в весеннем сроке сева во все годы проведения опытов начальные фазы были более растянуты, чем в летнем. Это объясняется разными температурными условиями сроков вегетации растений огурца. Наиболее четко различия по скороплодности у изученных нами сортообразцов выявились с момента цветения женских цветков и наступления срока первого сбора зеленцов. Полученные данные по этим наблюдениям позволяют утверждать, что у большинства сортов период цветения женских цветков в весеннем посеве приходится на конец мая, а в летнем – на начало третьей декады августа, т.е. начало цветения женских цветков, совпадает с массовым цветением мужских.
Наблюдения, проведенные за растениями огурца в течение четырех лет, позволили выявить довольно незначительные отклонения в продолжительности периода «всходы-цветение» женских цветков, как по годам исследования, так и по сезонам выращивания у одних и тех же сортов.
Установлено, что у скороспелых сортов Беназир и Парад 176 по годам исследования в весеннем сроке сева от массовых всходов до начала цветения женских цветков проходит 38-40 дня. У среднепозднего сорта Маргеланский 822 в весеннем сроке сева, от массовых всходов до начала цветения женских цветков проходит 43 дней, в летнем сроке сева – 38 дней, тогда как на других сортах всего 31-33 дня.
Полученные данные по продолжительности фазы «массовые всходы-цветение женских цветков» показывают, что цветение женских цветков в летне-осеннем периоде выращивания наступает раньше, по сравнению с весенне-летнем, вследствие прихода в летне-осеннем периоде наличие суммы активных температур, в фазе всходы-цветение женских цветков, которые составляет 800-8630, что больше на 180-2100, тогда как в весенне-летнем периоде, только 606-6510 за время «всходы-цветение женскими цветками».
Температурные условия в годы проведения опытов в условиях Ходжабакирганского массива Северного Таджикистана были в определенной степени различными, что сказалось на прохождение фаз развития огуречных растений, как по годам исследования, так и по срокам выращивания.
Данные фенологических наблюдений показывают, что сроки начала сбора урожая зеленцов того или иного сортообразца зависит не только от продолжительности периода всходы-цветение женских цветков, но и периода « всходы – первый сбор зеленцов».
Биохимический состав и качество плодов огурца
Роль корневой системы исключительно велика и многогранна в жизни огуречных растений. Обеспеченность растений водой и минеральным питанием зависит от мощности, характера ветвления объема охвата почвенной массы и физиологических свойств корневой системы.
Корневая система не только закрепляет растения на месте, поглощает воду и элементы минерального питания, но принимает участие в осуществлении процессов распространения и синтеза органических соединений, произведя обмен веществ в растении. ( Козарян, 1970: Сабинин, 1949: Колосов, 1962: Станков, 1964)
Как утверждают А.Н.Харузин (1928); П.Н.Кюз (1936); Ю.А.Кобеков (1948); М.С.Ефимов (1955); Н.Н.Ткаченко (1957), корневая система огурцов (главным образом стержневой корень) в зависимости от места и условий произрастания доходит до глубины 120-150 см. По мнению П.В.Шереметевского (1957), влажная и теплая погода способствуют образованию новых корней из пазух узлов стебля при их соприкосновении с почвой. В дальнейшем эти корни растения обеспечивают дополнительным питанием и влагой.
Исследованиями Е.И.Ермакова (1992), В.К.Мухоморова (2003) установлено, что до 80% корней растений огурца располагаются в рыхлом, обеспеченной влагой, пахотном слое почвы на глубине 30-35 см, а стержневой корень доходит до 150 см в глубину.
В годы исследований для изучения характера проникновения стержневого корня и распространения боковых корней произведена раскопка корневой системы испытанных сортов характерных для сорта растений, где ранее производились учеты и измерения параметров их роста.
По каждому сорту обнажали корневую систему 3-х растений и производили обмеры проникновения основных корней в почву по вертикали и боковых корней по горизонтали. Средние данные за годы исследования приведены в табл.17. Раскопку корневой системы проводили траншейным способом при схеме посева 70 х 30 см с последующей промывкой водой.
Определение зоны и глубины распространения корневой системы растений по сортам огурца произвели методом выкопки корней с последующей промывкой водой в горизонтальном и вертикальном направлениях. По возможности стержневой корень и боковые ответвления скелетных корней очищали до максимальной глубины и ширины их распространения по горизонтам почвы. При раскопках общее количество и длину корней не измеряли.
Отклонения по длине стержневого корня и диаметру распространения боковых корней у различных по скороспелости сортов объясняются сортовыми особенностями и времени вегетации растений огурца.
Результаты проведенных нами откопок корней у скороспелых сортов огурцов показывают, что имеются незначительные сортовые различия, как по величине, так и по расположению корней в почве. Основная масса корней у всех сортов при весеннем посеве находится в пахотном слое почвы, т.е. 5-35 см, а у растений летнего срока сева имеет значительно большую глубину распространения от 05-35 до 07-40 см. В сторону борозды, где всегда больше влаги и проводится культивация, идет лишь незначительная часть корней. Наиболее разветвленная корневая система у среднепозднего сорта Маргеланский 822. Корни соседних растений среднепозднего сорта переплетаются между собой. Боковые корни скороспелых сортов в горизонтальном направлении отходят на меньшее расстояние от стержневого корня.
Из данных таблицы видно, что глубина проникновения стержневого и боковых корней скороспелых сортов и Гибрида Орзу F1 в весеннем посеве примерно одинакова, а распространение в горизонтальном направлении – от 70 до 80 см. В летнем сроке глубина проникновения стержневого корня значительно больше у скороспелых сортов, а в горизонтальном направлении охват объема почвы меньше. Самую развитую корневую систему, как в вертикальном, так и в горизонтальном направлении имеют растения сорта Маргеланский
Растения сорта Маргеланский 822 формируя более мощную листе-стебельную массу, образовали стержневые корни и боковые ветвления корней в значительно больших глубинах нежели скороспелые сорта огурца интенсивного типа. Под воздействием весенне-летнего, более прохладного и влажного периода года основную массу корней растения сортов формировали на верхнем более влажном горизонте почвы. При летне-осеннем сроке выращивания из-за быстрого иссушения верхнего горизонта почвы, стержневой и боковые скелетные корни проникали в более глубокие слои почвы, где влажностный режим почвы оптимален для жизнедеятельности корней растения.
Огурец – типичный перекрестноопылитель, растение однодомное, раздельнополое. Первыми появляются мужские, а после женские цветки.
Биология цветения огурцов наиболее полно изучалось Эдельштейном В.И. ( 1953), Габаевым С.Г. (1932, 1938) и многими другими.
Якимович А.Д. и Шереметевский Т.В. (1938) Кныш А.Н. (1959) описывают процесс зацветания огурцов в условиях открытого грунта следующим образом: первые мужские цветки распускаются, главным образом, на первом, втором узле главного стебля. У наиболее поздних форм появление первых мужских цветков переносится на 7-12 узлы.
Первые женские цветки, по наблюдениям Якимовича и Шереметевского, появляются большей частью на боковых плетях 1-го порядка. Они указывают, что скороспелые формы обладают склонностью давать значительное количество растений, образующих первые женские узлы на главном стебле.