|
НАЦІОНАЛЬНИЙ АГРАРНИЙ УНІВЕРСИТЕТ
БІЛОГУБОВА ОЛЕНА МИКОЛАЇВНА
УДК 635.64:631.589.2
Шляхи підвищення продуктивності та ефективності
виробництва помідора в умовах гідропонних теплиць
06.01.06 – овочівництво
Автореферат
дисертації на здобуття наукового ступеня
кандидата сільськогосподарських наук
Київ - 2002
Дисертацією є рукопис.
Робота виконана в Національному аграрному університеті Кабінету Міністрів України
Науковий керівник: академік УААН, доктор сільськогосподарських
наук, професор Барабаш Орест Юліанович,
Національний аграрний університет,
професор кафедри овочівництва
Офіційні опоненти: доктор сільськогосподарських наук,
професор Лихацький Віталій Іванович,
Уманська державна аграрна академія,
завідувач кафедри овочівництва
доктор сільськогосподарських наук,
професор Шульгіна Людмила Михайлівна,
Інститут овочівництва і баштанництва УААН,
м.Харьків, консультант
Провідна установа: Подільська державна аграрно-технічна академія, кафедра овочівництва Міністерства аграрної політики України, м.Камянець-Подільський
Захист відбудеться “19”лютого 2002 р. о 12.30 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.004.04 в Національному аграрному університеті за адресою: 03041, м.Київ-41, вул.Героїв оборони,15, навчальний корпус 3, аудиторія 65.
З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Національного аграрного університету за адресою: 03041, м.Київ-41, вулиця Героїв оборони, 11, навчальний корпус 10, читальний зал.
Автореферат розісланий “17” січня 2002 року.
Вчений секретар
спеціалізованої вченої ради Балабайко В.Ф.
ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ
Актуальність теми. Одним із найважливіших і перспективних шляхів підвищення продуктивності помідора в теплицях є створення та впровадження у виробництво високоврожайних гетерозисних гібридів з інтенсивною віддачею урожаю. Скорочення об”ємів виробництва овочевої продукції (помідор, огірок) у відкритому ґрунті, вимагає продовженої культури вирощування гібридів помідора в теплицях, які забезпечували б загальну урожайність – 45-50 кг/м2.
В Україні набуває поширення малооб”ємна гідропоніка з застосуванням крапельного поливу для живлення рослин. Малооб”ємна гідропоніка здешевлює вирощування овочевих культур у теплицях та підвищує їх урожайність. При цьому способі велике значення має підбір субстрату. Це дає можливість максимально реалізувати біологічний та генетичний потенціал гетерозисних гібридів.
Одержання високого врожаю плодів помідора в значній мірі обумовлюється якістю розсади. Традиційна технологія її вирощування для помідора потребує досвічування протягом 55-60 днів, та великої площі для вирощування, оскільки вихід розсади з 1 м2 становить лише 25-30 штук. Тому собівартість її досягає 2,5 грн/шт. Отже, одним із шляхів підвищення продуктивності та ефективності виробництва помідора в умовах закритого ґрунту є створення досконалої інтенсивної технології вирощування стандартної розсади з низькою собівартістю.
Зв”язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Науково-дослідна робота за темою дисертації проведена відповідно до науково-технічної програми Національного аграрного університету “Розробка технологій, засобів та умов мікроклімату для вирощування овочевих культур протягом року до 30-35 кг/м2 і грибів до 60-100 кг/м2 корисної площі”. Номер державної реєстрації 0198U004001.
Метою роботи є розробка і обгрунтування економічно доцільних агрозаходів для підвищення врожайності помідора в продовженій культурі при гідропонному вирощуванні.
Задача досліджень полягає в розробці ефективних шляхів підвищення врожайності рослин помідора, а саме:
- підборі гетерозисних гібридів для вирощування в зимових теплицях на малооб”ємній гідропоніці в продовженій культурі;
- підборі субстратів для вирощування індетермінантних гетерозисних гібридів помідора в умовах малооб”ємної гідропоніки в зимових блокових теплицях з комп”ютерною автоматизацією мікроклімату та краплинного поливу;
- обгрунтуванні шляхів інтенсифікації вирощування розсади помідора в спорудах закритого грунту;
- економічній оцінці інтенсивної технології вирощування помідора при малооб”ємній гідропоніці.
Об”єкт дослідження – технологія вирощування помідора на малооб”ємній гідропоніці в продовженій культурі.
Предмет дослідження – індетермінантні гібриди помідора вітчизняної і зарубіжної селекції, субстрати, розсада.
Методи дослідження – вегетаційні, лабораторні, статистичні.
Наукова новизна одержаних результатів. Автором обгрунтовано та доведено технологічну необхідність проведення підбору гібридів помідора для вирощування в зимових теплицях на малооб”ємній гідропоніці в продовженій культурі на основі параметрів, які визначають рівень врожайності, стійкість до хвороб і шкідників та рентабельність виробництва.
Проведено комплексну оцінку різних субстратів для вирощування індетермінантного гібриду Раїса F1. Визначено, що він найкраще проявляє свої морфо-біологічні властивості на гранітному щебені у басейнах на грядках із краплинним поливом. На основі використання фітомонітору оптимізовано мікроклімат в теплиці та контроль за процесами росту і розвитку рослин.
Вперше в Україні створено нову інтенсивну технологію одержання стандартної розсади при штучному досвічуванні протягом 30-35 діб.
Практичне значення одержаних результатів. Відібрано гібриди помідора Раїса F1та Алла F1 для вирощування на молооб”ємній гідропоніці в продовженій культурі. У них врожайність становила 28,0 та 27,6 кг/м2, що перевищувало контроль (гібрид Верліока F1) на 7,5 та 7,1 кг/м2 відповідно. Рівень рентабельності вирощування гібриду Раїса F1 становив 71 та Алла F1 – 70%. Найвища врожайність (46,7 кг/м2) та рівень рентабельності (87,3%) був у рослин гібрида Раїса F1 які вирощувались на щебені гранітному в басейнах на грядках. При вирощуванні розсади за інтенсивною технологією собівартість її становила у гібридів Раїса F1 – 1,0, а Верліока F1 - 0,3 грн./шт., проти 2,5 та 1,6 грн./шт. при традиційній. Гібриди Раїса F1 та Алла F1 в даний час вирощують на виробничих площах ВАТ “Київська овочева фабрика” – 10га, і ВАТ “Тепличний” - 30га. Розсада на ВАТ “Київська овочева фабрика” вирощується за інтенсивною технологією на площі 2285 м2.
Особистий внесок здобувача. Дисертантом проведені експериментальні дослідження, зроблено огляд літератури, теоретичне узагальнення, статистичну обробку та аналіз результатів досліджень. Особистий внесок здобувача в підготовці дисертаційної роботи становить понад 90%.
Апробація роботи. Основні положення дисертаційної роботи були обговорені на:
- засіданнях кафедри овочівництва, конференціях та нарадах Національного аграрного університету (1998-2000 рр.);
- практичному семінарі “Прогресивні технології виробництва овочів у закритому грунті, нові перспективні гібриди овочевих культур та особливості агротехніки їх вирощування”. Науково-виробнича фірма “Гібрид”, Київ (2000 р.);
- практичних семінарах фірми “Гавриш”, Москва (1998, 2000 рр.);
- у виступах на радіо та телебаченні України.
Публікації. За матеріалами дисертації опубліковано 7 наукових праць: одна брошура у співавторстві та 6 наукових статей у фахових виданнях. Подано заявку на винахід.
Структура роботи. Матеріали дисертації викладені на 151 сторінці машинописного тексту. Робота складається із вступу, п”яти розділів, висновків і пропозицій виробництву, списку використаних джерел літератури, додатків. Експериментальні дані наведені в 29-ти таблицях, на 8 рисунках, 8 додатках, 3 актах впровадження. Список літературних джерел нараховує 218 назв, в тому числі 21 іноземною мовою.
ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ
УМОВИ І МЕТОДИКА ПРОВЕДЕННЯ
ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНИХ ДОСЛІДЖЕНЬ
Експериментальна робота виконувалась у 1997-2000 рр. у зимових блокових теплицях (типові проекти 810-1-483 і 810-1-28-88) ВАТ “Київська овочева фабрика” (м.Київ). Тепличне господарство знаходиться в IV світловій зоні (51-й градус північної широти). Фотоперіод (світлова частина доби) 8-16 год. Сонячне світло в зазначеній світловій зоні дає енергетичну освітленість 20-900 Вт/м2/ год (230-3000 Дж/см2 хв. за ФП) – зовні теплиці та 18-800 Вт/м2/год (50-2000 Дж/см2 хв. за ФП) – у середині теплиці. Для вирощування розсади використовували електродосвічування.
Вивчали 11 нових гібридів вітчизняної та зарубіжної селекції. Субстрат – мінеральна вата “Бомат”. Полив краплинний. Контроль – гібрид Верліока F1.
Вивчення субстратів проводили з індетермінантним гібридом Раїса F1 при малооб”ємній гідропоніці з комп”ютерною автоматизацією мікроклімату та краплинним поливом у таких варіантах: щебінь гранітний у басейнах на грядках; щебінь гранітний; суміш – торф:перліт(1:3); суміш – торф:перліт:вермикуліт (1:1:1); перліт; цеоліт у мішках - контроль.
При дослідженні технології вирощування розсади визначали основні її біометричні параметри за традиційної (контроль) і інтенсивної технології. Вивчення проводили на гібридах індетермінантного типу – Раїса F1, і детермінантного – Верліока F1. Субстрат – мінеральна вата “Бомат” (Чехія).
Дослідження проводили згідно прийнятих методик для закритого грунту ( Моісейченко В.Ф., 1990,1996 р.)
Повторність дослідів 4- кратна, площа облікової ділянки – 8 м2, схема садіння на постійне місце в теплицю 160х25 см із V- подібним підв”язуванням рослин до горизонтальної шпалери.
У дослідах проводили такі спостереження, вимірювання та обчислення:
- Умови мікроклімату реєстрували за допомогою комп”ютера.
- За допомогою фітомонітора у досліді 2 реєстрували :
- зміну діаметра стебла;
- наростання діаметра плода;
- температуру листка 0С;
- інтенсивність сокоруху в рослинах.
- Фенологічні спостереження: початок і масове з”явлення сходів, бутонізацію, цвітіння,плодоутворення, початок і кінець плодоношення.
- Біометричні вимірювання рослин проводили перед садінням розсади на постійне місце в теплицю, в період бутонізації, цвітіння, плодоутворення та на початку плодоношення за параметрами: - висота, см; - товщина стебла біля коренової шийки, см; - кількість листків до першої китиці, шт.; - кількість продуктивних листків за фазами росту і розвитку рослин, шт.; - асиміляційна поверхня їх, дм2; - кількість квіток, що утворилися на китиці, шт.; - відсоток зав”язування плодів на китицях.
Біометричні вимірювання проводили постійно на одних і тих же 5-и рослинах першого і третього повторення [ Плохинський А.А., 1961 р.]
Площу асиміляційної поверхні листків визначали за формулою:
S = n . 17,2 + n . 0,364.h2,
де S – фотосинтезуюча площа, дм2
n – кількість листків, шт.
h – середня довжина листка
h1+h2+...+hn
h =
n
5. Облік урожаю проводили ваговим методом, за повтореннями три рази на тиждень (понеділок, середа, п”ятниця). При цьому визначали кількість і масу стандартних і нестандартних плодів (ДСТУ 3246-95), відсоток стандартних плодів та їх середню масу.
6. Лабораторні дослідження включали визначення: вмісту сухої речовини (методом висушування), цукру (за Бертраном), аскорбінової кислоти (за Муррі), кислотність – (титруванням); нітрати – (іонометричним методом) в період масового плодоношення рослин.
7. Облік ураження хворобами рослин і плодів гібридів помідора проводили на природному фоні зараження за методикою ВІР.
8. Математичну обробку експериментальних даних проводили методом дисперсійного аналізу за Доспеховим Б.А., (1985 р.)
ПІДБІР ГІБРИДІВ ПОМІДОРА ДЛЯ ВИРОЩУВАННЯ В ТЕПЛИЦЯХ НА МАЛООБ”ЄМНІЙ ГІДРОПОНІЦІ У ПРОДОВЖЕНІЙ КУЛЬТУРІ
Висота рослин помідора при вирощуванні в зимових теплицях залежить від біологічних особливостей гібриду. На початку плодоношення вона становила - 103,0 - 116,9 см. Асиміляційна поверхня листків залежить від генетичної спадковості гібриду (форми і розміру листків та їх кількості), фази росту та розвитку рослин. Так, на початку періоду плодоношення, гібрид детермінантного типу (Верліока F1) мав асиміляційну поверхню листя 65,3 дм2, а індетермінантного - значно більшу, а саме Раїса F1– 119,5 дм2, Маєва F1– 115,5 дм2, Рапсодія F1– 112,5 дм2; Алла F1– 107,9 дм2. За кількістю листків, які утворює рослина помідора до першої китиці та числом днів від масових сходів до плодоношення гібриди поділялися на ранньостиглі – Верліока F1 (110 днів); середньостиглі – Раїса F1, Маєва F1, Рапсодія F1, Алла F1, Аделаїда F1 (118 – 121) та пізностиглі, які вступають у пору плодоношення більше ніж за 130 днів. Інтенсивність росту та розвитку гібридів, їх залистяність та скоростиглість суттєво впливали на врожайність плодів, та на середню масу плодів (табл.1).
Таблиця 1 – Господарсько-цінні ознаки гібридів помідора.
Середнє за 1997-1999 рр.
Так, у середньому за три роки, врожайність плодів індетермінантних гібридів за перший місяць плодоношення в становила - 1,7 – 3,2 кг/м2, що на 1,4 – 2,9 кг/м2 менше ніж у контролі. Однак через 20 – 25 днів вона вирівнювалась і станом на 10 липня (ранній урожай) перевищувала контроль на 1,0 – 3,6 кг/м2, а на кінець плодоношення на 7,5 кг/м2. За цим показником виділялись гібриди – Раїса F1 та Алла F1, для яких ранній урожай складає 18,0 і 17,8 кг/м2, а загальний 28,0 – 27,6 кг/м2, при НІР0,05 - 0,55 – 0,95 кг/м2. Середня маса плода, за роки досліджень, відповідала вимогам стандартів і знаходилась для гібридів Раїса F1 в межах 144 г, а Алла F1– 120 г, що вище контролю на 41 і 17г відповідно. Вони характеризувались кулястою формою і привабливим виглядом. Вихід стандартних плодів у нами відзначених гібридів на 8,2 – 12,6% переважав показник контролю.
Досліджувані гібриди характеризуються високою якістю плодів (табл.2).
Таблиця 2 – Біохімічний склад плодів помідора залежно від гібриду. Середнє за 1997-1999 рр.
Нашими дослідженнями встановлено, що різниця показників біохімічного складу плодів помідора незначна. Так, вміст сухої речовини при зростанні врожайності знижувався. Для гібрида Раїса F1 він становив 5,3, а Алла F1 - 5,0 %, що на 0,4 і 0,7 % менше ніж у контролі. Вміст цукру (сума) в гібрида Алла F1 був найбільший і становив 2,9%. Він також мав підвищений вміст вітаміну С (18,8 мг/100г) і органічних кислот (0,53%). Цукрово-кислотний коефіцієнт у плодах досліджених гібридів більш високий і становить у Раїси F1 - 5,7 а Алли F1– 5,4. Вміст нітратів в усіх зазначених гібридів був незначним і становив 27 - 47 мг/кг сирої речовини, що не перевищувало максимально-допустимого рівня (300 мг/кг сирої речовини).
Економічна ефективність вирощування помідора визначається рівнем його врожаю, вартістю валової продукції та собівартістю. Виробничі витрати для різних гібридів були однаковими. Проте, рівень врожайності та вартості валової продукції, обумовили різні показники умовно чистого прибутку та рівню рентабельності (табл. 3).
Таблиця 3 – Економічна ефективність вирощування гібридів помідора. Середнє за 1997-1999 рр.
Вартість валової продукції для гібридів Раїса F1 та Алла F1 в середньому за три роки склала 59.84 і 59.65 грн/м2, що на 10,44 і 10,25 грн/м2 більше ніж у контролі. Це підвищило умовно чистий прибуток на 10,50 і 10,26 грн/м2, а рівень рентабельності - на 30 і 29% відповідно.
ПІДБІР СУБСТРАТІВ ДЛЯ ВИРОЩУВАННЯ ІНДЕТЕРМІНАНТНИХ ГІБРИДІВ ПОМІДОРА В УМОВАХ МАЛООБ”ЄМНОЇ ГІДРОПОНІКИ В ПРОДОВЖЕНІЙ КУЛЬТУРІ
У наш час тепличними комбінатами України при вирощуванні помідора на малооб”ємній гідропоніці використовують різні субстрати: гранітний щебінь, гравій, керамзит, вермикуліт, цеоліт, пісок, перліт, кам”яне-вугільний і вулканічний шлаки, полімерні пластмаси (біоластон, гранульований поліетилен), плити із мінеральної вати типу "Гродан", “Вілен”, “Бомат” і ін. У деяких випадках використовують органічні субстрати – торф, мох, деревну тирсу, тощо. Для кожного субстрату характерні певні фізичні особливості, які безпосередньо впливають на ріст, розвиток та продуктивність рослин. Для більш ефективного використання потенціалу високоврожайного індетермінантного гібриду помідора Раїса F1 на визначених субстратах нами були проведені відповідні дослідження.
Дослідженнями встановлено, що площа асиміляційної поверхні рослин на початку періоду плодоношення знаходилася в межах від 85,9 дм2 (перліт) до 92,0 дм2 (щебінь гранітний у басейнах на грядках). Найкраще зав”язувалися плоди на перших десяти китицях при використанні субстрату щебінь гранітний у басейнах на грядках – 78,2%. Китиці від 6-ої до 10-ої характеризувались підвищеним показником зав”язування плодів порівняно з 1 - 5, що пов”язано з підвищенням використання ФАР. Для більш глибокого вивчення механізму формування високого врожаю індетермінантних гібридів вели постійне спостереження за допомогою фітомоніторингу. А саме: зміна діаметра стебла, інтенсивність сокоруху, температура листків, наростання плодів та денне накопичення врожаю залежно від освітлення. За показником збільшення плода, який становить за дві години 45 мілімікрон, розраховували швидкість формування врожаю. Вона в середньому становила 0,02 кг/м2.
Продукція помідора гібриду Раїса F1 розпочала надходити з березня і закінчилась в листопаді (рис.1). В кінці першого місяця плодоношення у варіанті з щебнем гранітним в басейнах на грядках отримано 0,2 кг/м2. Аналізуючи динаміку надходження врожаю за наростаючим підсумком, відзначено, що протягом періоду вегетації кращі результати одержано на зазначеному субстраті. На кінець вегетації (1.12) вона становила 46,7кг/м2. Перевага цього субстрату порівняно з іншими в першу чергу полягає в оптимальних фізико-механічних властивостях, які сприяли кращому розвитку кореневої системи рослин та їх залистненості.
При визначенні економічної ефективності встановлено, що найкращим виявився варіант де застосовували субстрат щебінь гранітний на грядках (табл.4). Так, вартість валової продукції гібриду Раїса F1 становила 76,6 грн./м2. Виробничі витрати при крапельному поливі в басейнах на базі класичної гідропоніки були найменшими (40,9 грн./м2). Це обумовило меншу собівартість плодів порівняно з іншими субстратами на 17,2 – 54,1% і збільшення чистого прибутку на 11,5 – 23,0 грн./м2 залежно від їх складу та підготовки. Рентабельність культури підвищилась порівняно з щебенем гранітним в мішках на 34,4%, а з субстратами (суміш торфу з перлітом, торф з перлітом і вермикулітом, перлітом і цеолітом) в мішках більше, як у 2-3 рази. Такі показники рентабельності культури помідора при вирощуванні на різних субстратах у мішках пов”язані із значними витратами коштів на придбання і підготовку субстратів.
Таблиця 4 – Економічна ефективність вирощування помідора Раїса F1 на різних субстратах. Середнє за 1997-1999 рр.
ІНТЕНСИВНА ТЕХНОЛОГІЯ ВИРОЩУВАННЯ РОЗСАДИ ПОМІДОРА В СПОРУДАХ ЗАКРИТОГО ГРУНТУ ТА ВПЛИВ ЇЇ НА РІСТ, РОЗВИТОК І ВРОЖАЙНІСТЬ ГІБРИДІВ
Дослід включав два варіанти: традиційну технологію вирощування розсади помідора та інтенсивну. Спостереження за ростом і розвитком рослин проводили на гібридах Раїса F1 і Верліока F1.
За інтенсивною технологією заздалегідь оброблене сухе насіння висівали вакуумною сівалкою фірми “Вефі” , у вітчизняні касети фірми “Гібрид”, які були заповнені мінерало-ватними кубиками, насиченими поживним розчином. Після сівби насіння та поливу, мінерало-ватні кубики присипали вермикулітом. Розмір касет - 40х50 см з 35 чарунками. Площа живлення однієї рослини - 45,5 см2. Засіяні касети на візках переправляли на три доби у бокс об”ємом 216 м3 для пророщування при температурі 24 оС. При з”явленні перших проростків їх поміщали у розсадне відділення на столи з розрахунку 160 рослин/м2. Зазначена технологія вимагає зміни концентрації поживних речовин у розчині. Вміст загального азоту порівняно з традиційною підвищували в 1,5-2 рази, фосфору – на 25%, калію – на 65%, а кальцію зменшили на 8 мг/л. Концентрацію поживного розчину змінювали протягом періоду вирощування з 2,0 до 5,0 мСм/см, рН витримували на рівні 5,0-5,5. Досвічування розсади проводили лампами виробництва фірми “OSRAM”, які забезпечили освітленість 10,5-12,4 клк, тоді як при традиційній – у освітлювачів ОТ-400, максимальна освітленість становила 4,5-6,5 клк. Природна освітленість в період вирощування розсади знаходилась у межах 0,50-4,79 клк.
Фотоперіодизм досвічування розсади при інтенсивній технології був змінений. Сіянці після проростання насіння перші три доби досвічували цілодобово, наступні чотири - по 20 годин, сім - по 18 годин і 16 - по 16 годин на добу. За одну-дві доби перед висаджуванням досвічування розсади припиняли для її адаптації до природного освітлення.
За традиційною технологією розсаду вирощували згідно рекомендацій прийнятих для IV-ї світлової зони. Основним недоліком цієї технології є те, що умови вирощування не забезпечували дотримання необхідної температури, розсаду вирощували у горщечках діаметром і висотою 10 см. При цьому вік розсади у фазі 8,5-9 листків становив 60-65 діб.
Важливим фактором при інтенсивній технології вирощування розсади помідора є автоматичне підтримання стабільної температури в теплиці (рис.2). Так, в перший період росту і розвитку розсади вона знаходиться в межах 20,6-20,8оС, що лише на 0,6-0,8 оС відхиляється від заданої. Короткочасне зниження температури за весь період вирощування спостерігалося до 16,4 оС, максимальне підвищення до 23,3 оС. В спорудах закритого ґрунту транспірація, а значить ріст і розвиток рослин, у великій мірі залежить від вологості повітря. Інтенсивна технологія вирощування розсади передбачає підвищення вологості повітря: середньодобової до 79,0-92,9%, максимальної до 94,0-99,0%. Це позитивно вплинуло на ріст і розвиток розсади. За цією технологією концентрація СО2 в повітрі теплиці знаходилась у межах від 547 до 865 ррm, або 0,055 - 0,090%.
Нашими дослідженнями встановлено, що гібрид і технологія вирощування розсади значно впливають на морфологічні показники рослин (табл.5).
| 
