Способ подбора гибридов томата для промышленных теплиц зоны Урала
METHOD FOR SELECTION OF TOMATO HYBRIDS FOR INDUSTRIAL GREENHOUSES IN THE URALS ZONE

Изобретение относится к сельскому хозяйству и биотехнологии, в частности к выращиванию томатов на малообъемной гидропонике в промышленных теплицах с высокой кровлей.
В России резко возросла потребность населения в плодах томата, выращенных в теплицах, так как они за счет приобретенного гена сохранности, имеют более длительный круглогодовой период реализации, по сравнению с плодами открытого грунта. В условиях Среднего Урала, относящегося к III световой зоне, около 40% площадей зимних теплиц занято томатом, так как выращивание его в открытом грунте затрудненно климатическими условиями. Исходя из этого, увеличение объемов производства высококачественного томата является актуальной проблемой на сегодняшний день. Для решения которой в г. Екатеринбург построен тепличный комбинат по проекту Голланской фирмы «АРН» площадью 12 га. который использует голландскую технологию выращивания овощей на малообъемной гидропонике в теплицах промышленного типа с компьютерным управлением.
За счет организации в России семеноводства выведенных высокоурожайных гетерозисных гибридов и получения новых еще более продуктивных с улучшеными полезными свойствами появилась возможность в промышленных круглогодичных теплицах использовать семена гетерозисных гибридов отечественной селекции взамен импортных семян. [1].
2
Источником увеличения производства томатов служит совершенствование технологии его производства за счет внедрения новейшей технологии малообъемной гидропоники, позволяющей снизить материальные трудозатраты и получать до 45-50 кг плодов с 1 м.
На высокоурожайные сорта отечественной селекции возлагаются большие надежды, как на один из самых эффективных путей дальнейшего роста продуктивности культур. В их семенах заложена генетическая программа развития растений, но она начинает функционировать лишь при определенных условиях внешней среды.
Для каждой зоны и типа теплиц необходим в рамках импортозамещения подбор новых сортов и гибридов семян, которые имели бы плоды с высокими технологическими свойствами, обладали партенокарпией и высокой устойчивостью к основным болезням.
При производственных испытаниях в эксперименте гибриды и сорта оценивают по хозяйственным признакам, дают полное их описание и характеристики для передачи в Госсортоиспытание.
В защищенном грунте томат представлен в основном гетерозисными гибридами. Использование эффекта гетерозиса проявляющейся в более мощном развитии многих хозяйственно-ценных признаков в потомстве F1 - это один из методов повышения продуктивных свойств растений.
В настоящее время накоплен большой экспериментальный материал, свидетельствующий о значительном преимуществе гибридов первого поколения томата в сравнении с родительскими формами и лучшими районированными сортами по урожайности и особенно скороспелости. [2].
В качестве субстрата в промышленных теплицах используют минеральную вату.
С началом образования бутонов, рассаду высаживают в выгоночную теплицу и размещают на минеральную вату, рядом с вырезанными лунками.
Такое размещение кубиков позволяет соблюдать ограниченный водный режим в корневой системе. Температура в блоках должна быть не ниже 16°С.
Капельницу помещают поверх горшка. После посадки производят полив, в первые три недели полив должен быть минимальным, это обеспечит развитие мощной корневой системы. Посадку в лунки совершают, когда на растении будут цвести 2-3 кисти, а на первой будет плод размером с горошину. После посадки необходимо обеспечить регулярную подачу раствора.
Питательный раствор нужно подавать постоянно так как минеральная вата почти не содержит питательных веществ. В растворе необходимо соблюдать рН в пределах 5-6, это является оптимальным показателем. Если рН ниже 5 - минеральная вата разрушается, повреждая корни, если выше 6 - растение не сможет нормально поглощать питательные элементы.
Уход начинается с подвязки рассады, посаженной на минеральную вату. Подвязывают свободным узлом шпагата на шпульке, который закрепляется на высоте шпалеры.
Следует обращать внимание на формирование растений. Все побеги из пазух удаляют, не допуская их переращивания, они могут ослабить рост верхушечной почки. Листья удаляют постепенно, каждую неделю 1-2 листа по мере роста. Чтобы кисти с томатами не ломались, надевают пластмассовые кистедержатели. При появлении на плодах бланжевой окраски, начинают сбор. При системе выращивания томата с января до ноября старение растений не предусмотрено, наоборот все агроприемы должны быть направлены на длительное плодоношение каждого растения.
Для лучшего завязывания плодов большое значение имеет достаточное опыление образовавшихся в кистях цветов. Лучшими опылителям признаны шмели. Одного улья достаточно для опыления растений на площади 2000 м на протяжении 2-3 месяцев. Улей защищают от прямых солнечных лучей и ставят на высоте на хорошо проветриваемое место. [3].
Особое внимание следует уделять соблюдению оптимальных параметром микроклимата. Освещение в теплице зависит от чистоты стекол и периода вегетации в разные месяцы года и от состояния погоды, то есть это трудноуправляемый фактор. Температура хорошо управляемый элемент микроклимата. Общепринято в период вегетации томатных растений считать оптимальной температурой в солнечны день 25-26°С, в пасмурный - 21-23°С, ночью 17-18°С.
В борьбе с клещами широко применяются биологические методы борьбы с помощью фитосейлюса, галлицы, златоглазки, энкарзии. Работа над выведением новых сортов томата устойчивых к болезням и вредителям значительно снижает использования пестицидов. Выведение скороспелых, урожайных сортов позволяет выявить сорта, более подходящие для возделывания в данной экологической зоне. Использование устойчивых гибридов томатов к болезням совместно с биометодами для защиты растений от вредителей позволит оздоровить экологическую обстановку в условиях защищенного грунта и получить экологически чистый продукт.
По ряду причин внедрение безпестицидных технологий возделывания сельскохозяйственных культур в крупных масштабах невозможно, поэтому химические средства защиты будут применяться.
На предприятии используют различные инсектициды (Актара, Фуфанон), фунгициды (Делан, Консул).
Известно использование методов селекции отбора и подбора для получения гибридов томата по желаемой форме или цвету с элементами технологии их выращивания с использованием в качестве контроля гибрида итальянской селекции Романо для III и V световых зон [4]. Однако для промышленных теплиц зоны Урала такие исследования не проводились.
Цель изобретения при исследованиях в эксперименте для подбора гибридов томата в промышленные теплицы зоны Урала провести импортозамещение, испытать и выявить высокопродуктивные, устойчивые к основным заболеваниям отечественные гетерозисные высокорослые гибриды томата для продленного оборота современных тепличных промышленных комбинатов в теплицах с высокой кровлей при контрольном импортном варианте гибрида томата Романо для малообъемного способа выращивания в защищенном грунте, которые по урожайности, качеству плодов и рентабельности превосходят существующие импортные сорта рекомендованные производителями для таких теплиц.
Для выполнения цели необходимо:
Провести фенологические наблюдения за развитием испытываемых гибридов томата.
Определить изменения биометрических показателей гибридов томата и провести оценку коллекционного материала гибридов F 1.
Определить урожайность изучаемых гибридов.
Определить биохимический состав и «лежкость» томата с учетом содержания витамина С и дегустационной оценки.
Рассчитать экономическую эффективность и рентабельность выращивания отечественных гетирозисных гибридов томата на малообъемной гидропонике промышленных теплиц и выбрать рекомендованные гибриды с учетом содержания витамина С и дегустационной оценки плодов.
Опыты проводили в современном тепличном комбинате АО «Тепличное», который находится в северной части Екатеринбурга в поселке Садовый. Садовый - поселок в составе муниципального образования «город Екатеринбург» в Свердловской области.
При тепличном комплексе находится административно-производственный блок, инженерная инфраструктура (котельная, системы газо-водо-, электроснабжения).
Теплица блочного типа, площадью 4 га, шириной 100 м длиной 400 м, оборудована многоконтурной системой обогрева. Покрытие теплицы - стекло.
Растения выращивают в подвесных желобах шириной 30 см на субстрате минеральная вата. К каждому растению подведена система капельного полива. В комплексе обеспечивается оптимальный микроклимат и число поливов, зашторивание, открытие и закрытие фрамуг, регулирует специальный компьютер в автоматизированном режиме. В теплице имеется площадка под общей крышей для погрузки картонных ящиков с плодами на поддоны и перемещения их при помощи вильчатых погрузчиков. Во время проведения исследований проводились фенологические и биометрические наблюдения, а также учет и определения качества урожайности.
1. Фенологические наблюдения включают определение и фиксацию:
Появление единичных всходов
Появление массовых всходов
Появление первого настоящего листа
Дружность всходов
Продолжительность прохождения периода фенофазы
2. Биометрические учеты проводили на типичных растениях при этом фиксируется:
Динамика роста главного стебля
Длина листовой поверхности
Длина главного стебля.
3. Учет урожайности и масса плодов проводили путем взвешивания.
4. Расчет экономической эффективности включающий производственные затраты, себестоимость, чистый доход, рентабельность.
В связи с тем, что посев томатов проводится в декабре, годовой урожай формируется в период с января по сентябрь, на протяжении всего периода целесообразно уделять повышенное внимание уходу за растениями.
Агротехника в опыте представлена в таблице 1.
Растения томата выращиваются по малообъемной технологии на минеральной вате. Семена сеют в кассеты. Потом пикируют в кубики из минеральной ваты. После того как рассада выросла теплицу готовят в высадке: раскладывают субстрат, устанавливают капельницы, навешивают крючки со шпагатом для подвязки растений, напитывают маты минеральным раствором. Растения устанавливают рядом с прорезями в матах и подвязывают их. Высаживают на маты с первой цветущей кистью.
Растения томата выращиваются по малообъемной технологии на минеральной вате. Семена сеют в кассеты. Потом пикируют в кубики из минеральной ваты. После того как рассада выросла теплицу готовят в высадке: раскладывают субстрат, устанавливают капельницы, навешивают крючки со шпагатом для подвязки растений, напитывают маты минеральным раствором. Растения устанавливают рядом с прорезями в матах и подвязывают их. Высаживают на маты с первой цветущей кистью.
Во время роста растения у них удаляют пасынки, ставят кистедержатели сразу после цветения. Нормируют количество плодов, оставляя на одной кисти 4 плода. Удаляют нижний лист при кисти с плодами. Срезают отплодоносившие кисти. Сбор томата проводят 3 раза в неделю. Проводят профилактические работы по защите растений. Проводят подкручивания стебля и приспускание растения с укладкой стебля в скобы.
Кислотность в мате во время вегетации варьируется от 5,5 до 6. Концентрация питательного раствора меняется в зависимости от роста и развития растений, а также от солнечной радиации. Концентрация в матах варьировалась от 3, до 4,5 мСм/см. Состав питательного раствора также менялся. По мере роста и развития растений томата после высадки растений маты снижается доза азота, кальция и повышается доза калия. При недостатке каких-либо элементов проводится внекорневая подкормка.
В конце сезона проводят дезинфекцию п растительным остаткам,
прочистку дренажных стоков, промывку системы. Стебель обрезают под корень. Срезают его со шпалеры. Проводят сбор матов и капельниц и тщательную дезинфекцию теплицы.
Посев всех гибридов был произведен 5 декабря 2017 года. Всходы, пикировка, посадка на основное место происходили одновременно у всех изучаемых гибридов. Несмотря на это, цветение и плодоношение у каждого гибрида проходили в свои сроки с небольшой разницей от остальных. Самыми ранними оказались гибриды 959 и 1083, что оказалось на 3 дня раньше контрольного варианта. В плодоношение первым вступил гибрид 959, на 3 дня опередив контрольный вариант Романо. Вторыми начали плодоносить гибриды 960 и 1083 (таблица. 2).
Все гибриды были посеяны в один день. Всходы, пикировка и выставка на маты происходили одновременно. Различие в развитии началось со сроков цветения все изучаемы гибриды опередили в цветении контрольный гибрид (таблица 3).
Самыми первыми начали цвести гибриды F1959 и F11083, несмотря на то что цветение началось одновременно к плодоношению они приступили с разницей в один день. Гибрид F1960 начал цветение на 2 дня позже гибрида F11083, но в плодоношение они вступили одновременно. Позже всех начали плодоносить гибриды F11085 и F11086, с разницей в 10 дней с гибридом F1959. Уборка всех гибридов производилась одновременно.
Выращивание томатов на малообъемной гидропонике предполагает проведение технологических операций, поэтому основные операции проводятся одновременно, а количество дней от посева до пикировки, выставки на маты, выставки в маты и окончание плодоношения совпадают (таблица 3). Отличия у изучаемых гибридов наблюдались только при прохождении фенофаз. Продолжительность периодов прохождения фенофаз между сортами различалось всего на несколько дней.
По сравнению с контрольным гибридом Романо гибриды F1 959, F1 960 и F1 1083 вступили в плодоношение раньше. Гибриды F1 1085 и F1 1086 вступили в плодоношение на 7 дней позже контрольного гибрида. У остальных гибридов сроки вступления в плодоношение совпали со сроками вступление в плодоношение контрольного гибрида F1 Романо.
Выращивание томатов в теплицах с высокой кровлей позволяет устанавливать высокие шпалеры для подвязки растений. Методом опускания длина растений достигала 7,8-11,8 м (таблица. 4).
Гибриды F1 959, F1 960, F1 1082 и F1 1085 оказались выше контрольного гибрида F1 Романо. Остальные гибриды уступали по высоте гибриду F1 Романо.
Наибольшую высоту к концу вегетационного периода набрал гибрид 959 - 11,8 м, что оказалось выше контрольного гибрида F1 Романо(К) на 1,4 м. вторым по высоте оказался гибрид 1085, длина его стебля составила 11,6 м. Самым низкорослым стал гибрид 1084, длина стебля которого составила 7,8 м.
Среднемесячный прирост стеблей гибридов варьировался от 0,5 м в конце вегетационного периода до 1,7 м в начале и середине вегетации.
1
1
1
1
1
1
В начале и середине развития наибольший прирост по сравнению с контрольным гибридом имели гибриды F 959, F 1085 и F 1086, а в конце вегетационного периода они сильно сократили темп роста. Наименьший прирост во все периоды был у гибридов F 1080 и F 1083. К концу вегетационного периода прирост почти у всех гибридов сократился, только гибрид F 960 продолжал активно расти.
Развитие листового аппарата очень важно для растений.
Данные по различию листовой пластины между растений представлены в таблице 5.
Разница в длине листьев на томатах в динамике варьировалась в пределах 10 см в начале и середине вегетационного периода и 15 см в конце вегетационного периода. Самые большие листья были у гибридов F1 959 и F1 1085. Длина листа у каждого сорта варьировалась по месяцам, в начале вегетационного периода длина листа у гибридов F1 959, F1 960 и F1 967 превышала длину листа у контрольного гибрида, однако к началу плодоношения длина листа контрольного гибрида ненадолго превысила длину листа всех остальных гибридов. Но к середине вегетации длина листа контрольного гибрида начала уменьшатся.
Число листьев у гибридов варьировалось от 57 до 75 штук. Гибрид F1 959 в 1,5 раза обошел контрольный гибрид по количеству листьев.
Число листьев на растении максимальным было у гибрида F1 959 и составило 75 штук за весь период вегетации, а минимальным у гибридов F1 1082, F1 1083, F1 1085 и контрольного гибрида F1 Романо(К).
Данные по урожайности изучаемых гибридов, массе и «лежкости» плодов указаны в таблице 6, и на Фиг. 1 и Фиг. 2.
По массе плодов разница между гибридами была значительна и находились в диапазоне от 125,2 г. до 280 г.
Плоды всех гибридов оказались больше чем плоды контрольного гибрида. Некоторые гибриды больше контрольного в 2-2,5 раза. Самыми большими оказались гибриды F1 1085, F1 1083 и F1 959, остальные изучаемые гибриды не сильно уступали по размеру плодов.
Большинство исследуемых гибридов не только не уступало по урожайности контрольному гибриду F1 Романо, но даже и превосходили ее. Однако некоторые гибриды F1 960, F1 1080 и F1 1081 всеже уступают по урожайности контрольному образцу.
2
2
2
2
2
Наиболее урожайными по итогам опыта стал гибрид F1 959 - 64,8 кг/м, вторым по урожайности стал гибрид F1 1085 - 58 кг/м, третьим - гибрид F1 1083 - 55,2 кг/м. Самую нисшую урожайность показал гибрид F1 960, его урожайность составила 37 кг/м. Контрольный гибрид F1 Романо (К) оказался на 8 месте, его урожайность составила 42,5 кг/м. Самое высокое содержание витамина «С» у гибрида 1080 (табл. 7).
Ни один из изучаемых гибридов по вкусовой оценке не уступил контрольному гибриду, большинство гибридов имеют вкусовую оценку значительно выше вкусовой оценки контрольного гибрида F1 Романо.
Наибольшую оценку за вкусовые качества получил гибрид 959, по пятибалльной шкале его оценка составила 4,8 балла. На втором месте гибрид 967 - 4,6 балла. Контрольный гибрид F1 Романо (К) заработал 3 балла и оказался на последнем месте вместе с гибридами 1081, 1086.
Ни в одном из гибридов не выявлено превышение количество нитратов, их количество находится на достаточно низком уровне.
Содержание сухого вещества не сильно варьировалось между различными гибридами, из этого можно сделать вывод, его содержание не зависит от гибрида.
Все гибриды, кроме F1 950, F1 1082 и F1 1083, превзошли гибрид Романо по количеству сахаров. Самое высокое содержание сахаров гибрида F1 1081, а самое низкое у гибрида F1 959.
По количеству витамина С гибрид F1 Романо уступает исследуемым гибридам томата, в нем содержится самое низкое количество витамина - 25,5%. Самое высокое содержание витамина С в гибриде F1 1080, оно составляет 36,5%.
Экономическая эффективность - это соотношение полученного эффекта и затрат. Применительно к сельскому хозяйству под эффективностью понимается увеличение выхода продукции при меньших затратах всех видов применяемых ресурсов в расчете на единицу продукции. Эффективность сельскохозяйственного производства будет повышаться прямо пропорционально росту урожайности сельскохозяйственных культур при неизменных затратах.
Расчет экономической эффективности производится по основным показателям с учетом производственных затрат - таблица 8.
2
Для всех вариантов опыта количество дней ухода за растениями составило 345 дней. Для посадки в ходе эксперимента были использованы для посадки растений кубики 50 шт., пробки 50 шт. и маты с минеральной ватой 22 шт. Стоимость 1 кубика 24 руб., стоимость всех кубиков 1200 руб., стоимость 1 пробки 4 руб., стоимость всех пробок 200 руб., стоимость 1 мата 300 руб., стоимость матов 6600 руб. За общее количество семян, использованных в опыте 50 шт. цена 100 рублей. Оплата труда в среднем 132 рубля за 1 час. Расход водоснабжения при капельном поливе составляет 4,5 литра на 1 м. Расход электроэнергии составляет 18 часов в сутки.
Расчет затрат производится по следующим показателям:
Зw - затраты на электроэнергию; Зw=Ч * w * ц; где
Ч - количество часов досвечивания, час; W - электроэнергия лампы кВт; Ц - цена за 1 кВт/час, руб.
Зw(18 час, 31 дней)=630 * 0,036 * 3,50 = 79,38 руб.
Зq - затраты на воду; q=V*Д*Т; V - объем; Д - количество дней; Т - тариф; Зq=29,16*0,0045*345=18,01 руб.
Сб=ПЗ/У, где Сб - себестоимость продукции, руб/кг;
ПЗ - производственные затраты; У - урожайность, кг.
Снижение себестоимости продукции - основной путь повышения эффективности производства (таблица 9).
1
1
1
Экономическая оценка показала, что наиболее рентабельно в качестве импортнозамещения выращивать гибриды F1 959 и F1 1085, потому что их рентабельность превышает рентабельность контрольного сорта, а из изученных гибридов нецелесообразно выращивать гибриды F 960, F 1080 и F 1081, так как их рентабельность ниже чем у контрольного сорта.
Наблюдение за ростом и развитием растений показали, что изучаемые образцы различались длиной стебля, наличием кислоты в плодах, типом поверхности плода, формой плода и продуктивностью, обладая высоким потенциалом полезных признаков для проведения селекционной работы.
Переход растений от одной фазы к другой не зависел от даты появления всходов, что позволило охарактеризовать истинные свойства гибридов.
Время прохождения фенофаз растениями не влияет на повышение конечного урожая культуры, что необходимо учитывать при подборе пар для скрещивания. Противоположные признаки с их разными периодами роста и развития дает возможность получить нужные по продуктивности гибриды.
Вкусовые качества большинства изучаемых плодов от гибридов по результатам органолептического метода достаточно высокие и не ниже контроля.
Фенологические наблюдения показали, что появление всходов и первого листа у всех изучаемых гибридов было одновременным. Плоды гибрида 959 достигли технической спелости на 1 день раньше, по сравнению с другими гибридами.
По уровню продуктивности из всех изучаемых гибридов в контрольном питомнике наивысший результат показали гибриды F1 959, F1967, F1 1082, F1 1083, F1 1084, F1 1085, F1 1086, которые обошли по общей продуктивности F1 Романо (К), однако только гибриды F1 959 и F1 1085 имеют высокую рентабельность при выращивании.
В рамках импортозамещения следует рекомендовать для Госсортоиспытания и дальнейшего внесения в государственный реестр следующие гибриды для промышленных тепличных комбинатов на малообъемной гидропонике: 1085 и 959.
2
С использованием результатов проведенных исследований оформлена заявка на патент на селекционное достижение для внесения в Государственный реестр селекционных достижений индетерминантный гибрид томата для выращивания в защищенном грунте с урожайностью до 45 кг/м - F1 селекционный номер ACT-1085 предлагаемое название НАСТАВНИК.
Проведенное исследование посвящено актуальным проблемам современной селекции томата для защищенного грунта и направлено на импортозамещения усовершенствование методов получения разнообразного исходного материала, сочетающего комплекс хозяйственно ценных признаков и служащего для создания новых, более совершенных сортов и гетерозисных гибридов интенсивного типа, которые отвечали бы все возрастающим требованиям отрасли овощеводства. По результатам опытов и анализа экономической эффективности видно, что выращивать отечественные гибриды по предложенному способу выгодно, об этом говорит более низкая себестоимость продукции и высокие показатели рентабельности, что позволяет рекомендовать предложенный способ для внедрения в производство.
Новизной разработки (изобретения) является использование гетерозистных гибридов российской селекции в качестве импортозамещения для выращивания томатов в тепличных комплексах промышленного типа в зоне Урала без изменения рекомендованной разработчиками технологии при повышении урожайности томатов и качества продукции выше контроля при неочевидном эффекте в виде повышения урожая и рентабельности производства.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
1. Рекомендации для органов управления АПК субъектов Российской Федерации и сельскохозяйственных товаропроизводителей по использованию наиболее передовых проектов современных теплиц для разных зон с максимальным замещением импортных материалов и оборудования отечественными: инструктивно-метод. Издание. - М.: ФГБНУ «Росинформагротех», 2015. - 92 с.
2. Ващенко С.Ф. Методические рекомендации по проведению опытов с овощными культурами в сооружениях защищенного грунта / С.Ф. Ващенко, Т.А. Набатова - М.: ВАСХНИЛ, 1976.
3. Ахатов А.К. Мир томата глазами фитопатолога/А.К. Ахатов - М.: Изд. «КМК», 2010.
4. Селекция крупноплодных гибридов томата с яйцевидной формой плода для защищенного грунта и разработка элементов технологии их выращивания: диссертация … к.с/х. н. / Редичкина Татьяна Александровна; Всероссийский научно-исследовательский институт селекции и семеноводства овощных культур, 2016. - 152 с.