БИОХИМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ И ПРОДУКТИВНОСТЬ РАСТЕНИЙ СОРТОВ ТОМАТА КОРНАБЕЛЬ, ЛЕЗГИНКА, МАХИТОС

УДК 577.1:635.64 DOI: 10.24411/2071-6176-2020-10408

БИОХИМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ И ПРОДУКТИВНОСТЬ РАСТЕНИЙ СОРТОВ ТОМАТА КОРНАБЕЛЬ, ЛЕЗГИНКА,

МАХИТОС

М. Мтонга, В.В. Иванищев

Представлены результаты изучения ряда характеристик трех сортов томата (Lycopersicum esculentum Mill.) - Корнабель, Лезгинка, Махитос, выращенных в условиях Тульской области в 2019 г. Установлено, что при близких величинах длины стебля растений (180-209 см) наибольшим количеством листьев характеризовался сорт Лезгинка. При этом наибольшая площадь листьев была у растений сорта Корнабель. Однако в ходе онтогенеза ассимиляционная поверхность листьев в расчете на одно растение стала примерно одинаковой. Наибольшее содержание пигментов фотосинтеза было обнаружено в листьях томата сорта Лезгинка. Этот сорт обладал наибольшей урожайностью (8 кг/м2) и наименьшей массой плодов (125 г). Плоды сорта Лезгинка содержали больше сухого вещества и витамина С. Наиболее крупными плодами обладал сорт Махитос.

Ключевые слова: Lycopersicum esculentum Mill., характеристики растений, пигменты, урожайность, характеристики плодов

Введение

Томат является одной из ценнейших овощных культур, которые возделывают во многих странах мира. По данным Hortoinfo, полученным от Faostat, в 2017 впервые в истории мирового производства было собрано более 182 млн т томатов. За 2008-2017 гг производство томатов выросло на 35,76 %. Общая площадь пахотных земель, занятых под возделывание этой сельскохозяйственной культурой во всем мире составила примерно 4,85 млн га. При этом за указанное время она увеличилась лишь на 14,8 %. В то же время урожайность выросла с 3,35 до 3,76 кг/м2. Поэтому можно считать, что увеличение площадей под культивацию томатов - это единственная причина столь существенного роста объема производства. Самые высокие темпы роста наблюдали в 2009 (+9,1 %) и 2014 (+6 %) годах. К 2017 году рост рынка несколько замедлился, и по итогам 2017 составил примерно 1,6 % [1].

Томаты относятся к одним из самых потребляемых овощей во всем мире. Крупнейшими мировыми производителями томатов являются Китай и Индия. При этом урожайность в этих странах различается более чем в два раза: в Китае - 5,8 кг/м2, в то время как в Индии всего 2,6 кг на 1 кв. м. Это резко контрастирует с показателями США, Испании и Марокко (более 8 кг на 1 кв. м). Самый высокий урожай собирают в Голландии - в среднем 50,7 кг на 1 кв. м [1, 2].

Россия по итогам 2017 заняла 12-е место среди стран, в которых возделывается эта культура. Урожай составил 3,23 млн т. Занимаемая площадь достигла 114,3 тыс га. Средняя урожайность - 2,83 кг/м2 [2]. В силу особенностей климата нашей страны томаты возделывают часто в тепличных хозяйствах. Хотя такое возделывание наблюдает и в других, более южных странах, что обеспечивает более высокую эффективность производства этой сельскохозяйственной культуры.

При низкой калорийности томатов (160-200 ккал/кг) их значительная ценность состоит в содержании разных витаминов, органических кислот, минеральных солей. Так, в плодах содержится от 5 до 8 % сухих веществ, в том числе 3-7 % сахаров, до 1 % яблочной и лимонной кислот и белков, витамины группы В, С (аскорбиновая кислота), провитамин А (каротин), соли калия, натрия, кальция, магния, фосфора, железа, серы, йода и другие полезные вещества. Эти вещества необходимы для поддержания обмена веществ в организме человека и сохранения его трудоспособности [3].

Описанное выше объясняет интерес исследователей к возделыванию томатов с целью получения высоких стабильных урожаев. В данной работе приведены результаты исследования сортов томата Корнабель, Лезгинка, Махитос в условиях СПК «Приупские зори» Тульской области.

Материалы и методы исследования

Объектами исследования являлись три сорта томата (Lycopersicum esculentum Mill.), выращенные в СПК «Приупские зори» на базе совхоза «Приупский».

Томат сорта Корнабель - индетерминантный, кистевой сорт, выведенный французскими селекционерами [4].

Томат F1 Лезгинка - среднеспелый гибрид из серии Гавриш Профессиональные семена. Томат с необычной формой плода для малообъемной технологии выращивания [5, 6].

Сорт томата Махитос является гибридным, выведенным голландским холдингом Rijk Zwaan - одним из ведущих селекционеров овощных культур в мире. На отечественном рынке продукция этого холдинга представлена с 1995 г. Сортоиспытания томата Махитос F1 состоялись в 2011 году, а с 2012 года он был занесен в Госреестр [7].

Биохимические исследования проводили на кафедре биологии и технологий живых систем факультета естественных наук ТГПУ им. Л. Н. Толстого.

Содержание сухого вещества определяли путем высушивания сырого нарезанного среднего образца плодов томата при температуре 105 оС в сушильном шкафу до постоянной массы. Определение фотосинтетических пигментов в листьях растений проводили по известной

методике [8], аскорбиновой кислоты в клубнях - в соответствии с методом, описанном в работе [9], кислотности плодов и овощей - по методу, описанному в работе [9], каротиноидов в плодах - согласно методике [10].

Эксперименты проведены в трех биологических повторностях. Для статистической обработки данных использовали программу Excel. В таблицах приведены средние величины. Уровень значимости результатов соответствует Р=0,05.

Результаты и их обсуждение

Результаты исследования показали, что наиболее коротким периодом от посадки семян до начала сбора плодов характеризовался сорт Лезгинка, в то время как сорт Корнабель обладал наиболее длительным периодом этой части онтогенеза (табл. 1).

Таблица 1

Сроки наступления фенофаз растений томата

Сорта Посадка семян Посадка рассады Начало сбора

Корнабель 25.03.19 20.05.2019 17.07.2019

Лезгинка 18.03.19 05.05.2019 01.07.2019

Махитос 20.03.19 13.05.2019 05.07.2019

Изучение биологических особенностей растений томата показало, что наибольшей длиной стебля характеризовался сорт Махитос. Длина стебля сорта Лезгинка была всего на 4-6 % меньше, у сорта Корнабель -также меньше, но на 9-14 % (табл. 2).

При этом наибольшим количеством листьев характеризовался сорт Лезгинка, особенно в первое измерение (табл. 2). Далее число листьев у этого сорта начало уменьшаться, в то время как у сорта Махитос появились новые листья, а у сорта Корнабель не наблюдали достоверного увеличения числа листьев на растении. Тем не менее, сорта Махитос и Корнабель не достигли максимальных величин, характерных для сорта Лезгинка.

Площадь листьев, напротив, была наибольшей у растений сорта Корнабель, в то время как другие сорта существенно уступали ему, что составляло 77 % для сорта Лезгинка и 88 % для сорта Махитос. При этом общая ассимиляционная поверхность в первую дату измерений была значительно выше у сорта Лезгинка, что согласуется с более высокими темпами роста и развития растений этого сорта (табл. 1). При этом всего через несколько дней (второе измерение) показало, что все изученные сорта об-

ладали примерно одинаковой ассимиляционной поверхностью листьев в расчете на одно растение (различия составляли не более 3 %) (табл. 2).

Таблица 2

Характеристики растений томата

Сорта Высота растений, см Количество листьев на растении, шт. Площадь листовой пластинки, см2 Ассимиляционная поверхность листьев одного рас-2 тения, см2

02.06.19

Корнабель 175±10 9.9±1,6 43,4±1,1 430

Лезгинка 185±11 16,9±1,3 33,5±2,8 566

Махитос 193±7 10,6±1,3 38,1±0,6 404

11.06.19

Корнабель 180±14 10,3±1,2 43,4±1,1 447

Лезгинка 197±12 13,8±2,4 33,5±2,8 462

Махитос 209±13 12,0±2,5 38,1±0,6 457

Такие результаты говорят о том, что фотосинтетический потенциал (ФП) - произведение ассимиляционной поверхности, умноженной на длину периода вегетации растений изученных сортов, начиная с 11.06.19 был примерно одинаков [11]. Однако более высокая величина ФП у сорта Лезгинка при первом измерении объясняет более ранние сроки начала сбора плодов этого сорта (табл. 1).

Определение содержания пигментов фотосинтеза в листьях растений показало, что наибольшие величины наблюдали у сорта Лезгинка (табл. 3).

Несмотря на известное отсутствие корреляции между содержанием пигментов и продуктивностью у многих растений [11, 12], такие результаты могут объяснить более ранние сроки начала созревания плодов у сорта Лезгинка. При этом такая корреляция прослеживается для всех сортов в целом (табл. 3 и 1).

Таблица 3

Содержание пигментов в листьях томата

Сорт Содержание, мг/г сырой массы

Хл a Хл Ь Каротиноиды

Корнабель 1,37 0,48 0,47

Лезгинка 2,06 0,57 0,70

Махитос 1,90 0,49 0,65

Определение числа и размера плодов томата, проведенное в два срока, показали значительную разницу как в их количестве, так и размерах (табл. 4).

Таблица 4

Характеристики плодов растений томата

Сорта Число плодов на растении, шт. Диаметр плодов, см Высота плодов, см

02.06.19

Корнабель 9,6±2,0 5,5±1,0 12,2±2,0

Лезгинка 17,9±2,9 6,5±0,8 8,4±0,6

Махитос 10,8±2,4 7,1±0,7 5,5±0,5

11.06.19

Корнабель 9,5±2,1 5,8±0,7 14,0±1,4

Лезгинка 16,8±3,5 5,6±0,6 8,0±0,7

Махитос 12,4±3,0 7,5±0,7 5,7±0,4

Наибольшим числом плодов характеризовался сорт Лезгинка, который при первом измерении превышал сорт Корнабель на 86 %, а сорт Махитос - на 66 %. Во время второго измерения эта разница несколько сократилась и превышение сорта Лезгинка составило 77 % и 35 % над сортами Корнабель и Махитос, соответственно. При этом наибольшим

диаметром плодов обладал сорт Махитос, в то время как длина плодов томата была наибольшей у сорта Корнабель (табл. 4).

Изучение хозяйственно ценной продуктивности растений томата изученных сортов показало, что наибольшей массой плодов характеризовался сорт Махитос (табл. 5).

Таблица 5

Показатели плодов томата и урожайность

Сорт Цвет плода Форма плода Масса плода, г Урожайность, кг/м2

Корнабель Темно-красный Удлиненная Перцевидная 207,9 ±6,8 6,5

Лезгинка Ярко-красный Яйцевидная 124,6 ±5,4 8

Махитос Красный Округлая, слегка приплюснутая 219,5 ±11,3 7

Немного уступал этому показателю сорт Корнабель, что выражается величиной 95 % от сорта Махитос. Масса плодов сорта Лезгина составляла примерно 57 % массы плодов томата сорта Махитос и 60 % относительно сорта Корнабель.

Урожайность растений была близкой и составляла величины в пределах 6,5-8 кг/м2. При этом более высокую продуктивность сорта Лезгинка все же можно объяснить отчасти повышенной величиной ассимиляционной листовой поверхности (и, следовательно, более высокой величиной ФП, что отмечено выше) на более ранней стадии развития растений (первая дата измерения, табл. 2).

Определение биохимических характеристик плодов томата изученных сортов показало, что наибольшее содержание сухого вещества было характерно для сорта Лезгинка, в то время как наиболее крупные плоды сорта Махитос содержали наименьшее количество сухого вещества (табл. 6).

Соответственно наибольшим содержанием влаги характеризовались плоды сорта Махитос. При этом содержание аскорбиновой кислоты (витамина С) в плодах сортов Лезгинка и Махитос было примерно в два раза выше, чем в плодах сорта Корнабель (табл. 6). Определение содержания красящих пигментов (каротиноидов) в плодах показало, что все изученные сорта имели примерно одинаковую величину, в то время как кислотность плодов сорта Махитос оказалась примерно вдвое выше, чем у других изученных сортов томата (табл. 6).

Таблица 6

Характеристики плодов томата

Сорта Сухое вещество, % Влага, % Витамин С, мг% ^роти-ноиды, мг% ^^отность, мэкв. на 1 г

^рнабель 3,1 96,9 2,0 1,04 3,13

Лезгинка 5,5 94,5 4,2 0,96 3,29

Махитос 1,9 98,1 4,1 0,98 6,44

Таким образом, наиболее коротким временем до начала созревания плодов в условиях эксперимента характеризовался сорт Лезгинка, что связано с образованием более мелких плодов, но более высокой урожайностью в целом. При этом его плоды обладали наибольшим содержанием сухого вещества и витамина С.

Авторы выражают глубокую признательность сотрудникам СПХ «Приупские зори» за помощь, оказанную при проведении работы.

Список литературы

1. Royal-fresh: Фрукты, ягоды, овощи [Электронный ресурс] // URL: https://www.royal-fresh.ru/mirovoi-obem-proizvodstva-tomatov-vyiros-za-10-let-na-3576.html.

2. Обзор мирового рынка томатов [Электронный ресурс] // URL: https: //fruitnews. ru/analytics/49126-obzor-mirovo go-rynka-tomatov.html.

3. Алпатьев А.В., Алпатьева Л.А. Помидоры. М.: Россельхозиздат. 1980. 47 с.

4. АгроГном. Томат Kорнабель F1: отзывы и характеристики [Электронный ресурс] // URL: https://agrognom.ru/vegetables/tomatoes/tomat-kornabel-f1-otzyvy-i-harakteristiki.html.

5. Агро SOS. Томат Лезгинка F1 [Электронный ресурс] // URL: https://www.agro-sos.ru/tomat-lezginka-profsemena-gavrish-1000/.

6. Гавриш. F1 Лезгинка [Электронный ресурс] // URL: https://gavrishprof. ru/catalo g/f1 -lezginka.

7. АгроГном. Томат Махитос [Электронный ресурс] // URL: https://agrognom.ru/vegetables/tomatoes/tomat-mahitos.html.

8. Lichtentaller H.K., Welburn A.R. Determinations of total carotenoids and chlorophylls a and b of leaf extracts in different solvents // Biochem. Soc. Trans. 1983. V. 11. № 6. P. 591-592.

9. Иванищев В.В. Биохимический эксперимент. Проведение, обработка и интерпретация результатов. Практикум для студентов химико-биологических специальностей педагогических университетов. Тула: Изд-во ТГПУ им. Л.Н. Толстого, 2002. 75 с.

10. КоролевФарм. Метод определения содержания каротиноидов [Электронный ресурс] // URL: https://www.korolevpharm.ru/proizvodstvo/kachestvo/metodiki-i-testy/metod-opredeleniya-soderzhaniya-karotinoidov.html.

11. Иванищев В.В. Продукционный процесс у растений и его регуляция. Тула, Изд-во ТГПУ им. Л.Н.Толстого, 2011. 114 с.

12. Иванищев В.В. Проблемные вопросы в биохимии фотосинтеза // Вюник Харьювського нащонального аграрного ушверситету. Серiя «Бюлопя». 2018. Вып. 1 (43). С. 76-92.

Мтонга Мумби, студент, mumbi.mtonga@yandex.ru, Россия, Тула, Тульский государственный педагогический университет им. Л.Н. Толстого,

Иванищев Виктор Васильевич, д-р биол. наук, профессор, зав. кафедрой, avdey_ VV@mail. ru, Россия, Тула, Тульский государственный педагогический университет им. Л.Н. Толстого

BIOCHEMICAL INDICATORS AND PRODUCTIVITY OF TOMATO

VARIETIES KORNABEL, LEZGINKA, MAKHITOS

M. Mtonga, V. V. Ivanishchev

The paper presents the results of studying a number of characteristics of three varieties of tomato (Lycopersicum esculentum Mill.) - Cornabel, Lezginka, Makhitos, grown in the Tula region in 2019. It was found that with similar plant stem lengths (180-209 cm), the largest number of leaves the Lezginka variety was characterized. At the same time, the largest leaf area was in plants of the Kornabel variety. However, in the course of ontogenesis, the assimilation surface of leaves per plant became approximately the same. The highest content of pho-tosynthetic pigments was found in the leaves of tomato cultivar Lezginka. This variety had the highest yield (8 kg / m2) and the least fruit weight (125 g). The fruits of the Lezginka variety contained more dry matter and vitamin C. The largest fruits were in the Makhitos variety.

Key words: Lycopersicum esculentum Mill., plant characteristics, pigments, yield, fruit characteristics

Mtonga Mumbi, student, mumbi. mtonga@yandex. ru, Russia, Tula, Tula State Lev Tolstoy Pedagogical University,

Ivanishchev Viktor Vasilyevich, Doctor of Biology, Professor, Head of the Department, avdey_ VV@mail. ru, Russia, Tula, Tula State Lev Tolstoy Pedagogical University