1

Выпускная квалификационная работа

ВЛИЯНИЕ РЕГУЛЯТОРОВ РОСТА НА УРОЖАЙНОСТЬ КУЛЬТУРЫ

ТОМАТА В ВЕСЕННИХ ТЕПЛИЦАХ ЮЖНОГО УРАЛА

Дипломник

Руководитель работы

Консультанты

Экономика

Безопасность жизнедеятельности

Охрана труда

Охрана природы

Нормоконтролер

Допущен (а) к защите

«______»___________.

Зав. кафедрой

Декан факультета

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1 Аналитический обзор литературы

1.1 Морфологические и биологические особенности томата

1.2 Повышение посевных качеств семян

1.3 Влияние регуляторов роста на рост, развитие и урожайность томата

2 Почвенно - климатические условия

2.1 Почвенные условия защищённого грунта

2.2 Характеристика климата

2.3 Температурные условия в период проведения исследований

3 Экспериментальная часть

3.1 Цель и задачи исследований

3.2 Условия и методика исследований

4 Результаты экспериментальной части

5 Экономическое обоснование результатов исследований

6 Охрана окружающей среды

6.1 Экологические проблемы сельскохозяйственного производства

6.2 Теплица - как экологическая система

6.3 Влияние регуляторов роста на окружающую среду

7 Охрана труда

7.1 Характеристика условий труда в сельском хозяйстве

7.2 Требования безопасности при работе с регуляторами роста

7.3 Безопасность труда при выполнении погрузочно-разгрузочных работ, при переносе тяжестей и работе с различными инструментами

Выводы и предложения

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЯ

РЕФЕРАТ

Дипломная работа на тему: «Влияние регуляторов роста на урожайность культуры томата в весенних теплицах Южного Урала».

Работа содержит 70 страниц машинописного текста, 13 таблиц, 3 рисунка, 4 приложения, 3 вывода и 1 предложение производству.

Список использованной литературы 30 источников.

В условиях весенних остекленных теплиц Южного Урала изучалось влияние различных регуляторов роста на рост, развитие и урожайность томата.

Результаты пятилетних исследований (2000 - 2004 гг.) свидетельствуют о том, что регуляторы роста увеличивают адаптивные возможности растений к неблагоприятным факторам внешней среды и, тем самым, способствуют повышению их продуктивности. Из пяти изучаемых регуляторов роста (гетероауксин, эпин, экост, янтарная кислота, гибберсиб) наиболее существенное влияние оказала обработка растений томата гетероауксином, который повысил урожайность культуры, привел к существенным изменениям экономических показателей.

ВВЕДЕНИЕ

Овощи являются основным источником многих витаминов, минеральных веществ, органических кислот, необходимых для нормальной жизнедеятельности человеческого организма. Поэтому овощи в рационе жителей России, в том числе Южного Урала, играют с каждым годом всё более существенное значение.

В суровых климатических условиях Урала ощущается недостаток овощей в пищевом рационе человека и поэтому высокая обеспеченность населения данного региона свежими овощами и фруктами является актуальной проблемой. Существенно улучшить эту проблему можно путем повышения производства овощей в открытом грунте в летне-осенний период, а также при расширении производства овощей в несезонный (осенне-зимний) период в сооружениях защищенного грунта.

Одной из ценнейших овощных культур России является томат. По данным Института питания Академии медицинских наук Российской Федерации, годовая норма потребления томата на душу населения колеблется в зависимости от региона от 25 до 32 кг плодов. Первое время томат считали преимущественно южным растением, теперь его выращивают и в районах умеренного климата (А.С. Болотских, 2003).

Исключительная ценность плодов томата заключается в том, что они содержат факторы добавочного питания: витамины, органические кислоты, минеральные соли, необходимые для лучшего обмена веществ, повышения аппетита и сохранения трудоспособности человека. Плоды томата содержат сахара, белок, жиры, эфирные масла, витамины А, В1, В2, В9, С, РР, минеральные соли: натрий, калий, кальций, магний, фосфор, хлор, сера, следы марганца, железа, меди, цинка, фтора и йода. Содержание этих веществ характеризует томаты как ценный продукт питания. (А.В. Алпатьев, 1981).

В пищу используют плоды томата в свежем, варёном, жареном, солёном, концентрированном, маринованном виде и как приправу к различным блюдам. Из них изготовляют самые разнообразные продукты (более 125 видов), обладающие питательными, вкусовыми и диетическими качествами. В настоящее время ни одна национальная кухня практически не обходится без этого овоща. (А.С. Болотских, 2003).

За последние 15…20 лет важная роль принадлежит производству томатов в защищенном грунте, где оно является наиболее рентабельным по сравнению с другими овощными культурами. Увеличить урожайность томата, ускорить сроки плодоношения, обеспечить высокое качество продукции - основные задачи, которые стоят перед овощеводством открытого и защищённого грунта. Центральной проблемой тепличного овощеводства России является повышение урожайности и качества овощной продукции. Однако в условиях резко-континентального климата нашего региона в теплицах нередко создаются неблагоприятные условия: высокая температура воздуха и субстрата, высокая относительная влажность воздуха. Все это приводит к опадению цветков и завязей, понижению устойчивости растений томата к вредителям и болезням. До последнего времени решающую роль в повышении урожайности овощных культур отводилась минеральным и органическим удобрениям.

Одним из резервов при решении выше указанных задач является применение различных регуляторов роста (А.Д. Шитов, 1982, Н.И. Кефели, 1977). Таким образом, в настоящее время, наряду с удобрениями, важную роль начинают играть различные регуляторы роста. С помощью регуляторов роста растений на любом этапе онтогенеза растений можно целенаправленно изменять темпы роста и развития растений, значительно ускорять процессы цветения и плодоношения (А.В. Алпатьев, 1981).

Особенно это важно для условий защищённого грунта, где у томата иногда наблюдается массовое опадение бутонов, цветков и завязей из-за целого ряда причин, главными из которых являются: низкая освещенность, недостаток фосфора, магния, калия, избыток азота, посадка пересохшей рассады, недостаточный приток к растениям продуктов фотосинтеза, плохое опыление, низкая температура почвы, воздуха и поливной воды. Это явление прекращается, если обработать соцветия с начавшими распускаться цветками регуляторами роста. В результате образуются плоды, созревающие на несколько дней раньше, чем обычно, а за счёт первых наиболее ценных плодов повышается общая и ранняя урожайность (В.П. Матвеев, М.И. Рубцов, 1985).

Поэтому для решения проблемы равномерного и полного снабжения населения в течение всего года помидорами необходимо глубокое и многостороннее изучение действие регуляторов роста на тепличные растения. Круглогодовое снабжение населения томатами обеспечивается путем организации их производства в открытом и защищенном грунте, а также консервирования и соления. Защищенный грунт играет все большее значение в обеспечении потребностей населения Южного Урала в овощах по научно-обоснованным нормам питания, улучшению снабжения его томатами.

В этой связи весьма важной и имеющей большое практическое значение для овощеводства защищенного грунта Южного Урала является оценка влияния различных регуляторов роста на продуктивность сортов и гибридов томата. Поэтому нами в 2000…2004 гг. были проведены опыты в весенних остеклённых теплицах, расположенных на территории института агроэкологии, целью которых являлось изучение влияния пяти регуляторов роста на продуктивность томата при использовании их в условиях защищенного грунта.

В задачи наших исследований входило совершенствование технологии возделывания культуры томата в весенних теплицах:

1. Изучить влияние различных регуляторов роста на адаптивность растений томата к экологическим условиям весенних остеклённых теплиц.

2. Изучить влияние различных регуляторов роста растений на рост, развитие и урожайность томата.

3. Выявить наиболее экономически эффективные регуляторы роста.

1 АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1 Морфологические и биологические особенности томата

Томат (Lycopersicon esculentum) принадлежит к семейству паслёновые (Solanaceae), происходит из тропической части Центральной и Южной Америки.

Томат - травянистое однолетнее растение. Ни одна из овощных культур не используется так разнообразно, как томат. Из плодов томата можно приготовить много блюд (Н.А. Смирнов, 1987).

В процессе своего роста и развития растения проходят следующие фазы: прорастания, всходы, первый настоящий лист, формирование бутонов, цветение, образование завязей и плодов, созревание. Во время прохождения каждой фазы происходят важные качественные изменения в физиологических процессах, в значительной степени влияющие на сроки плодоношения и урожай. Нормальное и своевременное их прохождение зависит от определённых условий окружающей среды (Ш.Г. Бексеев,1989). Стебель томата в ранние фазы роста и развития травянистый, округлый, хрупкий, прямостоячий или раскидистый, толстый у основания, деревянистый по мере старения, склонен к большому ветвлению, высотой от 0,3 до 3 м, а некоторые даже до 5 м. В период плодоношения стебель под тяжестью плодов пригибается к поверхности почвы (А.С. Болотских, 2003). При благоприятных условиях влажности, любая часть стебля и боковых побегов способна дать дополнительные, иногда воздушные корни и укореняться. Эту особенность томата используют в практике овощеводства для получения черенковой рассады и для увеличения корневой системы с целью усиления общего развития растения.

Листья у томата очередные, непарноперистые, рассеченные на крупные доли, с чередующимися более мелкими дольками и долечками с морщинистой поверхностью. Листья томата бывают мелкие (менее 15 см), средние (15…25 см) и крупные (более 25 см). Размер листа изменяется в зависимости от условий выращивания. В защищённом грунте за мелкий принимают лист менее 30 см, за средний 30…45 см и за крупный - более 45 см. У раннеспелых сортов листья мельче, у позднеспелых - крупнее с более развитыми долями. Окраска листьев может быть серо-зелёная, светло-зелёная, зелёная, тёмно-зелёная, желтовато-зелёная, зелёная с антоцианом. Она меняется в зависимости от сорта и под влиянием условий выращивания. В пазухах листьев образуются боковые побеги, условно называемые пасынками. Все зелёные части растения покрыты опушением из длинных и коротких беловатых волосков, выделяющих желтоватый маслянистый сок со специфическим запахом (М. Клеев, Б. Волошин, 1972).

Соцветие томата - внепазушный завиток или кисть, простое, вильчатое до сильно разветвлённого, с единичными цветками у крупноплодных сортов и многоцветковые. У простого (неветвящего) соцветия плоды расположены на одном стержне в очередном порядке; у промежуточного (полусложного), однократно разветвлённого - плоды на каждой из 2 ветвей расположены в очередном порядке; у сложного - плоды расположены в очередном порядке на трижды, четырежды и многократно разветвлённом стержне (А.С. Болотских, 2003). Тип соцветия в значительной степени зависит от условий внешней среды. Резкое изменение температуры, освещённости, минерального питания приводит к отклонению от нормального развития соцветия. При пониженной в этот период ночной температуре воздуха (+10…+12 ⁰С) первое соцветие получается более разветвлённое, с большим количеством цветков. Высокие ночные температуры (+22…+24 ⁰С) способствуют формированию меньшего количества цветков на более длинной и тонкой, чем обычно, оси соцветия (В.И. Эдельштейн, 1962).

Цветки у томата обоеполые, собраны в соцветие (цветочную или плодовую кисть), расположены в очередном порядке. Во время цветения наблюдается попарное раскрытие цветков и попарное созревание плодов. Цветки колосовидной формы, жёлтой окраски, имеют чашечку, состоящую из 5…7, а иногда и большего числа сросшихся чашелистиков. Венчик также сросшийся, число лепестков соответствует числу чашелистиков. Число тычинок 5…8. Пыльники открываются боковыми щелями внутрь конуса, в котором они тесно сжаты путём сцепления друг с другом при помощи волосков. Пестик один или их несколько тесно сросшихся, оканчивается бугорчатым рыльцем (А.С. Болотских, 2003). Корневая система томата мощная и сильно разветвлённая. Молодые растения имеют стержневой корень. Однако при рассадной культуре рост стержневого корня ограничивается сначала при пикировке сеянцев, а затем при пересадке рассады на постоянное место. Поэтому сильно развиваются боковые корни, распространяющиеся в верхнем 30…40 см слое почвы. При безрассадной посадке томата корень быстро развивается и ко времени массового плодоношения уходит вглубь на 140 см, сильно ветвится, распространяясь вширь на 240 см.

Плод томата - сочная ягода, двух-четырёх или многокамерная. Масса плода 25…500 грамм, форма, размер, окраска плодов зависят от сорта и условий произрастания. Развитие плода имеет две фазы: около тридцати дней после цветения он растёт, а затем 10…15 дней созревает, меняя зелёную окраску на молочную, потом розовую и наконец, на красную, продолжая при этом расти. Длительность формирования плода зависит от многих факторов: температуры, питания, влажности воздуха и почвы, освещённости и сорта (Ш.Г. Бексеев, 1975).

Семена томатов плоскоокруглой формы, несколько заостренные у основания, неправильно сердцевидной формы, опушенные, желтоватого или бурого цвета (М.М, Квасников, Б.С. Самойленко, 1974).

Число семян в плоде определяется его камерностью (чем больше камерность, тем меньше семян) и может быть малым - до 50, средним -51…125 и большим - более 125. Масса семян плода колеблется от 170 до 320 мг, что составляет 0,2…0,5 % его массы. Масса 1000 семян 3…4 г, в 1 г их содержится 250…330 шт. Мелкие семена находятся в плодах грушевидной и сливовидной формы, крупные - в округлой. Для производства оригинальных и элитных семян необходимо использовать только плоды первых сборов, у которых они более крупные. Особенно это касается раннеспелых сортов. Семена сохраняют всхожесть в отапливаемых помещениях 6-10 лет, в герметически закупоренной таре - до 15 лет (А.С. Болотских, 2003). Семена начинают прорастать при температуре 10…12 ⁰С. Наиболее быстрое прорастание идёт при температуре 25…28 ⁰С. В начале появляется из семени корень, затем семядольные листья. После появления всходов потребность в высокой температуре резко снижается. В течение первых нескольких дней оптимальной температурой является 15…16 ⁰С.

Продолжительность перехода растений в фазу бутонизации и цветения зависит не только от температуры и освещённости, но и от сорта. Сорта с высокой скороспелостью зацветают на 12…18 дней раньше. Сроки образования бутонов значительно ускоряется при температуре 24…26 ⁰С и освещенности свыше 5000 лк.

Томат - весьма пластичное растение. Однако в зависимости от обеспеченности растений в оптимальном количестве основными факторами жизни зависит урожайность и качество продукции. Поэтому знание биологических особенностей растения, учет его требований к факторам жизни очень важно для нормальной жизнедеятельности и повышения продуктивности (В.А. Алпатьев, 1981).

Отношение к свету Томат весьма требователен к условиям солнечного освещения, особенно в ранние фазы роста и развития растений (3 настоящих листа, цветение). При недостатке света в период выращивания рассады образуются тонкий стебель и мелкие светло-зелёные листья, а в фазе цветения наблюдается опадение цветков.

Большинство сортов северного происхождения являются нейтральными к длине дня или длиннодневными, а южного - короткодневными. Рассаду выращивают при 12…14 часовом световом дне, при высокой интенсивности света. Наиболее интенсивный прирост сухого вещества взрослых растений происходит при 16…18 часовом дне. При нехватке света, особенно в затенённых местах, растения вытягиваются, дают мелкие плоды и поздно созревают. С увеличением длительности освещения в течение суток и интенсивности света ускоряется рост и развитие томата. Однако при непрерывном (24 ч) освещении наблюдается пожелтение и опадение листьев. Поэтому при электроподсвечивании рассады для растений создают темноту 6…8 ч в сутки. Чем ярче свет, тем выше должна быть и температура воздуха (+20…+25 ⁰С днём). Для перехода томата к цветению минимальная освещённость составляет 4…5 тыс. лк, а для непрерывного развития и плодоношения - не менее 10 тыс. лк (А.С. Болотских, 2003).

Солнечные лучи, падающие на поверхность ограждения (стекло, плёнка) защищённого грунта, не все проникают в помещение. До 10 % лучей поглощается стеклом, столько же элементами конструкции. Если стекло загрязнённое, световые потери достигают 56 % и более. Большое значение для освещённости имеет местоположение теплиц, их конструкция скатов, угол наклона кровли (Н.А. Родников, И.А. Курюков, Н.А Смирнов, 1978).

В этом случае надо сделать всё возможное для предотвращения отрицательного влияния слабой освещённости на развитие растений. Необходимо обеспечить максимальное использование естественного освещения. При выращивании томата в теплице этому способствуют конструкции с возможно меньшим числом перекрытий в кровле, ориентация сооружения на юг, очистка стекла от пыли, оптимальная схема размещения растений. Освещённость и температура в значительной степени определяют скорость прохождения всех этапов развития. Чем выше освещённость и температура (до определённых пределов), тем короче период до созревания плодов. Томат предпочитает прямую солнечную радиацию, а не рассеянную. В осенне-зимний период, когда преобладает рассеянная радиация, или в продолжительную пасмурную погоду качество плодов намного хуже. Ультрафиолетовая часть спектра света способствует накоплению в растении витамина С, повышает его холодостойкость. Это необходимо учитывать при закаливании рассады, выращенной под застеклёнными рамами (Н.А. Родников, И.А. Курюков, Н.А. Смирнов, 1978).

Отношение к теплу. Один из важнейших факторов воздействия на растения - температура окружающей среды, от которой в свою очередь зависит температура различных органов растения и в связи с этим интенсивность всех физиологических процессов в нём, рост и развитие. Томат относят к группе теплотребовательных растений. Требовательность эта изменяется в разные фазы роста и развития и в зависимости от сорта. Оптимальной температурой для прорастания семян и выхода семядольных листьев на поверхность почвы, при которой длительность фаз наименьшая, является +20…+25 ⁰С. Минимальной температурой прорастания семян томата считают от +8 до +18 , а появления всходов - от +9 до +16. При температуре +12…+15 ⁰С всходы появляются через 15…17 суток, а при +22…+24 ⁰С - через 4…6 суток. После появления всходов в течение 2…3 недель на развитие растений положительно влияет понижение температуры, особенно ночью. Оптимальной считается температура ночью +10…+12 ⁰С, днём в пасмурную погоду +12…+14 ⁰С и в солнечную +14…+16 ⁰С, а далее до высаживания рассады соответственно +14…+16 ⁰С, +16…+18 ⁰С и +20…+22 ⁰С . При таком температурном режиме наблюдается наименьший расход энергии и вырастает высококачественная рассада. Растения томата очень чувствительны к заморозкам.

Небольшие заморозки (-0,5…-1,0 ⁰С) и даже положительные краткосрочные температуры (+1…+3) вызывают гибель томата, только некоторые холодостойкие сорта выдерживают краткосрочные заморозки до -3…4 ⁰С в безветренную погоду. После высаживания рассады до начала плодоношения оптимальной считается температура ночью +16…+18 ⁰С, днём при пасмурной погоде +18…+20 ⁰С, при солнечной +22…+24 ⁰С, а в период плодоношения соответственно +18…+20, +20…+22 и +24…+26 ⁰С. При температуре ниже +12…+15 ⁰С, томат не останавливается в росте, а цветение его задерживается, ниже +10 прекращается и рост. Высокие температуры так же отрицательно сказываются на растениях. При температуре выше +30 ⁰С растения не плодоносят, так как пыльца у многих сортов теряет жизнеспособность и не прорастает, а если температура превышает +35 ⁰С растения прекращают рост, при +40 ⁰С - погибают. Вредоносное действие высоких температур усиливается в условиях недостатка влаги в почве. Оптимальной температурой для прорастания пыльцы является +22…+26 ⁰С, а для развития плодов +20…+24 ⁰С. При температуре ниже +10 ⁰С пыльца не созревает и не оплодотворяется, завязь опадает или даёт поздние плоды.

Следует отметить, что в отношении томатного растения к температуре наблюдаются большие сортовые различия. Сорта селекции северных стран более холодостойкие и менее жаростойкие по сравнению с южными. Раннеспелые сорта более холодостойкие, чем позднеспелые.

За вегетационный период и плодоношение томата сумма средних суточных температур воздуха выше +15 ⁰С должна составлять не менее 1100…1200 ⁰С. Большая пластичность томатного растения и влияние природных факторов на разных возрастных этапах приводят к большим интервалам оптимальных, минимальных и максимальных температур в жизни растения, что необходимо учитывать при выращивании (А.С. Болотских, 2003).

Температура почвы оказывает большое влияние на все процессы жизнедеятельности томата. Если она ниже +14 ⁰С, в корневой системе прекращается синтез веществ, необходимых для роста и развития растения. И вообще она при такой температуре малоактивна и не может обеспечить нормального роста и плодоношения. Оптимальная температура почвы для томатов +20…+25 ⁰С (А.В. Алпатьев, Л.А. Алпатьева, 1980).

Отношение к влаге. Томат является влаголюбивым растением. Интенсивный рост вегетативных органов и плодов может идти при достаточной обеспеченности влагой. Но его считают и относительно засухоустойчивым растением. Устойчивость к недостатку влаги проявляется только в открытом грунте. В тепличных же условиях его реакция резко отрицательная.

Потребность во влаге в течение вегетационного периода непостоянна. В первые фазы роста (рассадный период) она небольшая, но в дальнейшем возрастает. Во время прорастания семян и налива плодов потребность растений в воде достигает максимума. Во время цветения недостаток влаги затрудняет опыление и оплодотворения. С началом образования завязей и первых плодов наступает период наиболее активного ее поглощения. В это время томат не переносит засухи. Особенно отрицательно реагируют на это тепличные растения, которые даже при кратковременном уменьшении влажности грунта значительно снижают продуктивность. При недостатке влаги листья приобретают серо-зелёную окраску, плоды приостанавливаются в росте. Для томата в течение всего периода роста плодов необходимо постоянно поддерживать оптимальную влажность.

Удовлетворение потребности растений в воде зависит от деятельности корневой системы. В течение первой половины вегетационного периода корни активно развиваются, разрастаясь вглубь и в стороны. В тепличных условиях их развитие продолжается до начала созревания первых нижних плодов и цветения на 4…5-м соцветиях. К этому времени общая масса активно действующих корней уменьшается, снижается соответственно и потребление влаги. Но после снятия зрелых плодов с нижних кистей их работоспособность снова повышается.

Деятельность корневой системы снижается к концу периода вегетации. Вместе с этим уменьшается приток воды в растениях. Поддержанию повышенной активности корней способствует использование структурных, с благоприятным воздушным режимом почв, обеспеченных необходимым количеством и в нужном соотношении питательными веществами. Корневая система должна быть здоровой. Пониженные температуры почвы, наблюдаемые в первой половине вегетационного периода, сильно ослабляют рост молодых корней, вследствие чего уменьшается общее поступление влаги. Особенно вредной является сильная уплотнённость почвы, когда из-за отсутствия кислорода вода не может поступать в растения.

Оптимальная влажность почвы для томата в период формирования плодов 75…80 %. Недопустимы резкие перепады влажности почв в период роста и созревания плодов. Это вызывает уменьшение их средней массы и может привести к растрескиванию. Количество поливов зависит не только от фазы развития растения, но и от солнечной радиации температуры воздуха и его движения. Поливать томаты в теплице лучше с утра, в солнечную погоду. Температура поливной воды +20…+25 ⁰С. Переувлажнение почвы недопустимо, поскольку ухудшает ее воздушный режим и отрицательно сказывается на деятельности корневой системы.

Транспирация играет важную роль в регулировании жизненно важных процессов. Чем сильнее идёт испарение влаги, тем быстрее снижается температура листьев и растения в целом. Особенно сильное испарение влаги в теплицах, где растение томата может испарить в сутки 1,5 л влаги. Благодаря этому температура растения сохраняется нормальной. При нарушении процесса транспирации - сильном ослаблении испарения - в солнечную погоду происходит перегрев, в результате чего листья свёртываются (Ш.Г. Бексеев, 1989).

Для томата большое значение имеет влажность воздуха, оказывающая ощутимое влияние на оплодотворение цветка. Оптимальная её величина 60…70 %. При высоких показателях (80…90 %) пыльца слипается и перестаёт высыпаться из пыльцевых мешков. При низкой же влажности воздуха (50…60 %) пыльца, попавшая на рыльце пестика, не прорастает. При высокой влажности воздуха всегда есть вероятность появления грибных заболеваний томата (С.И. Китаева, Г.И. Тараканова, И.А. Филатова, 1961).

Воздушная среда. Газовый состав воздуха играет особую роль в активной жизнедеятельности томата. Например, без кислорода невозможно дыхание томата. Особо быстро это ощущает корневая система. При переувлажнении почвы, уплотнении, образовании корки корни плохо усваивают воду и питательные вещества из почвы. В процессе фотосинтеза велико значение углекислого газа. Его естественное содержание в воздухе (0,03 %) недостаточно для того, чтобы получать высокие урожаи. Оптимальное его содержание в воздухе для томата составляет 0,15…0,20 %. Необходимо делать углекислые подкормки это позволяет усиливать завязывание плодов и увеличивает их размер, это позволяет резко поднять общую и особенно раннюю продуктивность культуры. Движение воздуха способствует лучшему поглощению углекислого газа. Углекислую подкормку проводят с утра до 14…16 часов дня. Повысить содержание углекислого газа в воздухе можно внесением навоза на участки, где будут расти томаты. В условиях теплиц используют сухой лёд, сжигают газ или осветительный керосин (С.И. Китаева, Г.И. Тараканова, И.А. Филатова, 1961).

Возможности увеличения содержания углекислого газа в воздухе в открытом грунте пока ограничены, но использования органических удобрений, приёмов обработки почвы, обеспечивающих воздухообмен между почвой и атмосферой, уничтожение сорной растительности и другие элементы технологии способствуют поддержанию оптимального содержания углекислого газа в посевах или посадках томата (А.С. Болотских, 2003).

Условия минерального питания. В защищенном грунте растения высаживают более густо, растут они значительно быстрее, чем в открытом грунте. Урожай в теплицах в несколько раз выше. Для этого требуется более высокое содержание в почве питательных веществ.

На минеральные удобрения томат очень отзывчив, и при внесении соответствующих доз не только повышается урожай, но и улучшается качество продукции и увеличивается скороспелость растений. Потребность в них по фазам роста и развития растений неодинакова. В начальный период выращивания рассады необходимо больше азота, меньше фосфора и калия. В период до полного цветения первой кисти усиливается питания фосфором и калием, после высаживания рассады в грунт для интенсивного роста листьев необходимо больше азота. В последующем, когда начинается процесс плодообразования, фосфор совместно с калием способствует ускорению цветения, созреванию плодов и повышению устойчивости растений к болезням (А.С. Болотских, 2003).

Подкормки органо-минеральными удобрениями проводят через 8…10 дней после другой. Состав подкормок зависит от состояния растения, фаз развития и погодных условий.

После высадки рассады в грунт, в период разрастания листьев усиливается поглощение азота. К началу завязывания плодов содержание азота в растениях преобладает над содержанием калия. В дальнейшем при усилении роста плодов в общей сумме усваиваемых элементов начинает преобладать калий.

В пасмурную погоду количество калия по отношению к азоту увеличивают, в солнечную погоду уменьшают. При всех случаях хлористые калийные удобрения лучше заменять сернокислыми. Для ускорения созревания и повышения сахаристости плодов к основным удобрениям добавляют микроэлементы (Н.А. Смирнов, 1987).

Томат требователен к условиям почвенного питания и относится к группе овощных культур со средним выносом основных элементов питания.

1.2 Повышение посевных качеств семян томата

Для получения высокого урожая, особенно ранних культур, большое значение имеет подготовка семян к посеву.

Существует несколько способов повышения посевных качеств семян томатов и других овощей:

Сортирование семян. Этот прием позволяет выделить наиболее крупные из них и получить выровненный посевной материал. В тепличном овощеводстве сортирование семян по крупности на фракции позволяет проводить раздельный посев семян с различными посевными качествами и дружностью прорастания. Для отбора полноценных семян по плотности используют 3…5 %-ый раствор поваренной соли или калийной селитры с последующей промывкой семян чистой водой и просушкой.

Протравливание, или обеззараживание семян позволяет уничтожить в них возбудителей болезней и, кроме того, защитить молодые всходы от возбудителей, находящихся в почве. Для протравливания семян чаще всего применяют марганцовокислый калий. Протравливание семян томатов раствором марганцового калия, повышает не только стойкость растений против заболевания стриком, но и удовлетворяет их потребность в микроэлементе марганце. Для борьбы с вирусными заболеваниями семена томатов выдерживают 20 мин. В 1 %-ном растворе марганцовокислого калия.

Намачивание и проращивание семян. Семена многих овощных культур перед посевом необходимо намачивать для ускорения их прорастания в полевых условиях. Намачивают семена в воде при температуре 20…25 ⁰С. Для этого в мешковине, плотном слое марли помещают в сосуд с водой, чтобы вода только покрыла семена. Через каждые 1…3 часа семена перемешивают до тех пор, пока они полностью не впитают воду. После этого в посуду с семенами вливают ещё такую же дозу воды. Продолжительность намачивания семян томатов 48 часов.

Барботирование семян. Весьма перспективно для производственного использования намачивание семян в воде, постоянно насыщаемой кислородом, - барботирование. В полевых условиях барботированные семена прорастают на 3…8 дней раньше сухих и на 2…3 дня раньше намоченных без кислорода. При барботировании кислород должен равномерно пронизывать всю толщину воды и обеспечивать перемешивание семян.

Дражирование семян обеспечивает точный высев мелкосеменных культур, повышает полевую всхожесть, ускоряет или задерживает прорастание, предупреждает поражение семян и всходов вредителями и болезнями. Суть дражирования заключается в создании на поверхности семян искусственной оболочки. Подходящие материалы (наполнители) для этого торф, тальк, глина и перегной. Наполнитель сушат, измельчают и просеивают на ситах с диаметром отверстий не более 0_,1 мм. Клеящим веществом могут служить заблаговременно процеженный коровяк, разведённый в воде в соотношении 1:10, или 0_,05 %-ный крахмальный клейстер. Перед дражированием откалиброванные семена нужно смочить клеящим веществом.

Дражирование проводят на специальных установках - дражираторах. Увлажнённые клеящим веществом семена высыпают на дно дражиратора и после его включения добавляют небольшую порцию наполнителя. После сформирования первого слоя оболочки, семена вновь смачивают клеящим веществом. Обработку продолжают до тех пор, пока драже не достигнет нужного размера. Для томатов оптимальный размер диаметра драже 3…5 мм. Дражированные семена калибруют на решётах с нужным диаметром отверстий. Расход наполнителя 3…10 кг на 1 кг. семян.

Кроме рассмотренных приёмов подготовки семян к посеву, в настоящее время доказано стимулирующее действие микроэлементов, электротока, ультразвука, импульсного концентрированного солнечного или электрического света (Я.Х. Пантиелев, 1980).

1.3 Влияние различных регуляторов роста на рост, развитие и урожайность томата

В настоящее время для повышения урожайности и качества овощных культур всё шире применяют различные регуляторы роста растений (фитогормоны, стимуляторы роста и др.).

Открытие фитогормонов создало предпосылки для развития химических основ учения о ростовых веществах. Регуляторы роста растений позволяют усиливать или ослаблять признаки и свойства растений в пределах нормы реакции, определяемой генотипом, наследственностью. Они являются составной частью комплексной химизации растениеводства. Хотя регуляторы роста не могут заменить другие факторы формирования урожая, однако с их помощью методом химической регуляции можно управлять ростом и развитием растений на всех этапах онтогенеза. В связи с этим чрезвычайно важно точно знать механизм их действия на физиолого-биохимическом, молекулярном и генетическом уровня, что позволяет обеспечить направленный синтез новых препаратов и создание технологий их применения в растениеводстве (Л.М. Козьмина, 1990).

Советские учёные провели большую работу по изучению применения стимуляторов роста растений и гербицидов, механизма действия их на растения (Н.А. Максимов, 1948, Д.А. Сабинин, 1963).

В настоящее время общее количество регуляторов роста, используемых для управления ростом и развитием растений, превышает 4500 соединений. И этот ассортимент химических регуляторов роста всё время расширяется. Уже множество регуляторов роста испытано на самых разнообразных культурах: зерновых, овощных, плодово-ягодных и цветочно-декоративных. При этом ростовые вещества испытывались на семенах, черенках, сеянцах, саженцах и других генеративных и вегетативных органах растений. В большинстве случаев был получен положительный эффект - ускорялось прорастание семян, укоренение черенков, усиливался рост и развитие растений, возрастала урожайность, повышалось качество продукции. Роль регуляторов роста растений резко возросла в связи с широким применением интенсивных технологий возделывания сельскохозяйственных культур. В этой связи блок химической регуляции роста и развитий растений необходимо тесно увязывать с другими блоками интенсивных технологий и оценивать в опытах (Л.М. Козьмина, 1990).

В наших опытах, в условиях защищённого грунта проводились испытания пяти регуляторов роста на культуре томата.

Гетероауксин (индолил-3-уксусная кислота) Белое кристаллическое вещество, температура плавления 168…169 ^оС (с разложением). Плохо растворим в воде, но хорошо растворяется в большинстве органических растворителей. На свету быстро темнеет. Особенно быстро разлагается в присутствии сильных кислот; в щелочной среде более устойчив. Выпускается в виде хорошо растворимой в воде калиевой соли. Используется в качестве регуляторов роста растений для стимулирования образования корней плодовых, ягодных и овощных культур, путем обмакивания посадочного материала перед высадкой в грунт в 0,5 % водный раствор препарата. Способствует повышению раннего и общего сбора урожая, ускорение созревания плодов, снижает заболеваемость, повышает устойчивость растений к неблагоприятным факторам внешней среды. Препарат хранят в герметичной таре в темноте без доступа влаги.

Эпин - аналог природного фитогормона. Эпин занимает особое место среди других регуляторов роста растений, активизируя в растениях другие фитогормоны - гиббереллины, цитокинины и ауксины. То есть препарат регулирует синтез самим растением необходимых в ту или иную фазу развития собственных гормонов и тем самым повышает устойчивость культур в стрессовых ситуациях, их устойчивость к болезням. Хороший эффект дает использование эпина в период прорастания сеянцев и рассады. Появившиеся всходы, сеянцы или рассаду обрабатывают слабоконцентрированным раствором препарата. Рассада, обработанная эпином за сутки до пересадки в грунт или сразу после пересадки, приживается практически полностью. Растения отличаются хорошим ростом и развитием, у них ускоряется начало цветения и плодоношения. Положительный эффект наблюдается при обработке рассады, высаженной на постоянное место в открытый или защищенный грунт, слабоконцентрированным раствором эпина. Это позволяет растению томата лучше прижиться и не допускать массового опадения цветков и завязей с первой цветочной кисти. В результате этого не происходит сдвига сроков начала плодоношения, а образующиеся плоды отличаются стандартностью (В.П. Матвеев, М.И. Рубцов. 1985).

Предпосевное замачивание семян томатов закрытого грунта и двукратное опрыскивание в фазах бутонизации и цветения эпином повышает урожайность томатов на 20…40 % за счёт увеличения на цветочной кисти количества и размера плодов. В плодах увеличивается содержание сахаров и аскорбиновой кислоты, снижается содержание нитратов на 50…70 %, а также количество радионуклидов и тяжёлых металлов в выращиваемой продукции. Таким образом, растения, обработанные эпином, отличаются сбалансированным ростом и развитием, обильным плодоношением, устойчивостью к болезням и неблагоприятным факторам внешней среды (засуха, заморозки).

Экост (д.в. кремния диоксид+микроэлементы). В лаборатории физиологии и биохимиии растений ВНИИССОК изучали влияние кремнеземного препарата экост на прорастание семян и продуктивность ряда овощных культур. Согласно полученным результатам семена моркови столовой, капусты белокочанной, перца сладкого и редиса, обработанные препаратом при расходе 1 мг/г согласно рекомендациям его разработчиков, намного быстрее прорастали. По сравнению с необработанными семенами заметно повысилась всхожесть семян капусты, перца, увеличилась площадь листьев, масса одного корнеплода моркови увеличилась до 85…111 г, и в овощной продукции увеличилось содержание каротина и содержание хлорофилла А. Благодаря высокой эффективности препарата экост всё шире используют для обработки семян различных овощных культурах, в том числе огурца, томата, лука репчатого, капусты белокочанной и др.

Гибберсиб - препарат, состоящий в основном из гибберелинов: 25…35 % натриевых солей гибберелина А₃ и 10…25 % натриевых солей гибберелина А_4,., которые являются природными регуляторами роста, обладающими высокой физиологической активностью и широким спектром вызываемых реакций. Гибберсиб - малотоксичное соединение, не накапливается во внешней среде, не стоек, не подавляет биологическую активность почвы. На томатах проводили опыты поэтапного применения различных по характеру действия фиторегуляторов. Гибберсиб, нанесенный на растения после высадки их на постоянное место в теплицу, стимулирует образование завязей, обеспечивает плодообразование при неблагоприятных погодных условиях, повышая урожайность на 15…30 %. Сокращает сроки созревания на 5…7 дней.

Янтарная кислота. Для усиления адаптивной способности растений используют янтарную кислоту (ЯК). Её биологическую активность обнаружили в ходе изучения реакции растений на экстремальные воздействия. Это доступное для использования соединение не чужеродно для растения, поскольку является его метоболитом. В засушливых районах ЯК существенно повысила всхожесть культур, способствовала более быстрому образованию и развитию корневой системы. В условиях засухи янтарная кислота резко увеличивает активные функции растений, то есть является антистрессовым препаратом.

Все использованные нами в исследованиях препараты работают на молекулярном уровне. Большинство регуляторов роста экологически безвредны для живых организмов. Однако их применение требует большой осторожности - сила действия регуляторов роста так велика, что необходимо придерживаться определённых правил. Неумелое применение - может привести к отрицательным эффектам (Г.С. Муромцев, 1973).

Таким образом, обзор научной литературы показывает, что в настоящее время имеется большое количество регуляторов роста растений различной природы. Ежегодно в нашей стране и за рубежом создают сотни новых препаратов, предназначенных для регуляции роста и развития растений. В связи с этим для нас представляло особый интерес испытание вышеперечисленных регуляторов роста на темпы роста и развитие культуры томата с целью повышения их урожайности.

Вот эта задача была поставлена перед нами и решалась в течение пяти лет.

2 ПОЧВЕННО-КЛИМАТИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ

2.1 Почвенные условия защищенного грунта

Чаще всего в теплицах России в качестве почвогрунта используют различные виды торфа (верховой, низинный переходный), а также используют компосты или простые смеси верхних горизонтов различных почв чернозёмы, дерновые земли, торф, перегной, опилки, песок и другие компоненты. Каждый год в теплицах выращивают овощи, урожай которых в несколько раз превосходит урожай овощей, выращенных в открытом грунте и, естественно, вынос и использование питательных веществ тепличными растениями тоже намного выше. Почвогрунты готовят с расчётом на длительную эксплуатацию. Но при длительном их использовании почвогрунты значительно изменяются от воздействия выращиваемых растений, микрофауны и микрофлоры, особого, свойственного только теплицам микроклимата, а также от применяемой агротехники (обильное внесение удобрений, дезинфекция влажным паром, частая механическая обработка). Значительная роль принадлежит плодородию, поскольку растение постоянно нуждается в питании. Кроме того, почвы должны иметь хорошие физические, физико-механические, тепловые и водные свойства для снабжения растений в максимально необходимом количестве: азотом, фосфором, калием, кальцием и другими веществами, включая микроэлементы, а также кислородом, влагой и теплом. При разложении органических веществ в почвогрунтах образуется много органических кислот, которые в ряде случаев не полностью нейтрализуются и создают кислую реакцию почвенного раствора. Для овощных растений выращиваемых в условиях защищенного грунта для нормального их роста и развития необходима реакция близкая к нейтральной, то есть рН 6,5…6,7. Нельзя допускать, чтобы почвы, предназначенные для теплиц, имели чрезмерно высокую солевую концентрацию. Она увеличивает осмотическое давление почвенного раствора и приводит к снижению урожая. Для плодородия почвы немаловажное значение имеют нормальные условия для окислительно-восстановительных процессов, регулирующих разложение органических веществ, темпы накопления и образования гумусовых веществ, влияющих на подвижность железа и на наличие нитратов. И особенно существенное требование к почвогрунтам - чистота, исключение заражения их опасными болезнями и повреждений опасными вредителями (галловая нематода, проволочник и др.).

В условиях Южного Урала отсутствует возможность создания субстратов на основе торфа. В связи с этим в теплицах института агроэкологии почвогрунты создавались на основе использования зональных почв (черноземы выщелоченные, обыкновенные), а также дерновые земли, перегной, опилки в соотношении 3:1:1:1. В результате этого, в теплицах был создан почвогрунт с оптимальными агрохимическими и агрофизическими свойствами. В агрохимической лаборатории, расположенной на территории института агроэкологии, был проведён химический анализ почвогрунта на содержание азота, фосфора, калия и анализ почвы на реакцию среды. После анализа были получены следующие данные (таблица 1).

Таблица 1 - Анализ почвы теплицы на содержание элементов питания и реакции среды

№	Содержание в 100граммах почвы	рН солевая
	NО3	Р2 О5	К2 О
1	21,9	4,0	11	6,87
2	21,9	9,3	13	6,83
3	17,4	4,0,	9	6,82
4	15,5	4,8	12	7,13
5	11,0	1,5	4	6,93
6	9,8	1,5	5	6,47
7	6,2	1,5	3	6,61
8	6,6	1,8	4	6,60
9	21,9	3,3	9	6,93
Среднее значение	21,30	2,85	7,78	6,8

Химический анализ почвы показал повышенное содержание нитратного азота, оптимальное содержание водорастворимого фосфора и низкое содержание легкоусвояемого калия, реакция почвенного раствора близка к нейтральной. Данные показатели являлись основой применения минеральных удобрений при выращивании томатов. Согласно расчетам потребность в элементах питания у томата сорта Верлиока оказалась следующая: NO₃ 18…24 мг, Р₂O₅ 6…8 мг, и К₂O 22…25 мг на 100 г почвы. При выращивании растений томата с помощью подкормок минеральными удобрениями создавались оптимальные условия в наиболее ответственные периоды роста и развития растений.

2.2 Климатические условия

Климатические условия Южного Урала в вегетационный период характеризуются целым рядом особенностей, которые влияют на сроки выращивания такой теплолюбивой культуры как томат. Так, сумма эффективных температур выше десятиградусного уровня составляет в среднем 2200…2300 ⁰С. Этот период продолжается 125…135 дней. Период с температурами выше 15 ⁰С длится 80…90 дней. Заморозки прекращаются 25…31 мая. Продолжительность безморозного периода 100…120 дней, а на почве температура без заморозков бывает 90…105 дней. Лимитирующим фактором для возделывания теплолюбивых овощных культур в регионе является влага. Сумма осадков в Челябинской области составляет 350…500 мм. За время активной вегетации растений осадков выпадает 175…225 мм. Учитывая особенности климатических условий можно сказать, что Челябинская область является одной из наиболее благоприятных для развития земледелия и менее благоприятной для овощеводства открытого грунта. Связано это с тем, что целый ряд овощных культур (огурец, томат, перец, баклажан) в условиях открытого грунта испытывают недостаток тепла, что не позволяет эффективно использовать потенциальные возможности выше перечисленных культур по их продуктивности. Выращивание овощных культур в сооружениях защищённого грунта (остекленные теплицы) или временных пленочных укрытиях позволяет получать продукцию в более ранние сроки, завершать период вегетации в более поздние сроки и получать более высокую урожайность.

2.3 Температурные условия в период проведения исследований

Погодные условия при проведении исследований за 2000…2004 гг. были разнообразными. По полученным за 5 лет данным были составлены сводные таблицы температур и осадков за 2000…2004 гг. (таблицы 2, 3).

Таблица 2 - Температурный режим в теплицах в период проведения исследований, 2000…2004 гг., ^оС

Месяц	Года	Среднее за 5 лет
	2000	2001	2002	2003	2004
Май	13,7	18,8	15,3	18,1	20,5	17,3
Июнь	24,2	21,4	20,1	22,4	23,8	22,4
Июль	24,6	24,7	25,6	26,1	27,5	25,7
Август	22,1	22,8	22,0	25,1	23,7	23,2
Сентябрь	14,8	15,6	17,7	17,9	16,6	16,5
Среднее за вегет. период	16,6	17,2	16,8	18,3	18,7	18,0

Таблица 3 - Режим осадков в открытом грунте в период проведения исследований, 2000…2004 гг., мм

Месяц	Года	Среднее за 5 лет
	2000	2001	2002	2003	2004
Май	130,0	31,2	34,3	60,2	16,3	54,4
Июнь	45,5	113,5	68,2	103,2	45,8	75,2
Июль	63,9	45,4	38,6	53,5	51,0	50,5
Август	57,7	79,4	68,7	57,5	43,6	61,4
Сентябрь	55,0	18,0	60,0	52,0	19,2	40,8
Среднее за вегет. период	352,1	287,5	269,8	326,4	175,9	282,3

В условиях резко-континентального климата Южного Урала температурный режим в сооружениях защищенного грунта оказал наиболее значительное влияние на рост, развитие и продуктивность растений томата.

Так из таблиц 2 и 3 видно, что в ранневесенний период растения томата в теплицах наиболее значительные трудности испытывали в обеспеченности теплом. При этом вследствие наступления весенних заморозков в начале лета в теплицах происходило понижение ночных температур до 6…12 ⁰С, что оказывало отрицательное влияние на рост, развитие и урожайность томата.

В 2000 году температурный режим складывался таким образом, что растения в период высадки в теплицы испытывали существенный недостаток тепла, особенно в ночное время. Низкие ночные температуры в мае 2000 г. стали причиной задержки в росте и развитии томата. Июнь был более жарким и сухим. Температуры воздуха выше средних значений, сумма осадков ниже нормы в первой и второй декадах и ненамного выше в конце месяца. В июле 2000 г. температуры и количество осадков были близки к норме и благоприятны для роста и развития растений. Август - более засушливый. Лишь во второй декаде сумма осадков несколько превысила среднее значение, а к концу месяца осадки практически прекратились, заметно облегчив уборку культур. В целом 2000 год характеризовался, как наименее благоприятный для возделывания овощных культур.

В 2001 году температурный режим складывался таким образом, что растения не испытывали недостатка тепла от первого и до последнего периода вегетации. В мае 2001 года достаточно высокие среднесуточные температуры способствовали дружному росту и развитию культуры томата.

Июнь и июль 2001 года отличались температурами превышающими среднемноголетние значения как по декадам, так и в целом по месяцам, но благодаря достаточному поливу, растения не испытывали засухи в период вегетации. В августе 2001 года понижения среднесуточных температур воздуха не происходило, даже в третьей декаде. Температура оставалась на уровне 21…23 ⁰С. Благодаря этому и достаточно тёплому, сухому сентябрю сборы урожая продолжались в осенние сроки до 12 сентября. 2001 год характеризовался, как благоприятный для возделывания культуры томата.

Температурные условия в мае 2002 года благоприятствовали выращиванию растений томата, так как его первая декада была тёплой, во второй и третьей декадах произошло некоторое понижение температуры воздуха до 15,7 ⁰С и 10,0 ⁰С, которое оказало незначительное влияние на рост и развитие растений томата. Среднесуточная температура в июне удерживалась на уровне 20 ⁰С. Первая и вторая декады июля были засушливыми, когда среднесуточная температура воздуха колебалась в пределах 20,5…25,6 ⁰С, но проводился обильный и регулярный полив. В августе температура воздуха постепенно снижалась с 22,3 ⁰С в первой декаде до 21,7 ^оС в конце месяца. При постоянном поливе, август 2002 года характеризовался хорошим сочетанием тепла и влаги, что позволило проводить регулярные сборы продукции в первой декаде сентября. Таким образом, анализ температурных условий позволяет сделать вывод о том, что 2002 г. был достаточно благоприятным для возделывания овощных культур.

В мае 2003 года показатели температуры намного выше по сравнению с предыдущими годами. Температура воздуха в июне 2003 года в среднем значительно превысила значение средней многолетней нормы. Июль 2003 года характеризовался повышением температуры воздуха до 26,5 ⁰С. Во второй и третьей декадах августа среднесуточная температура понижается до 24,1 ⁰С. Высокие температуры воздуха требовали более обильного полива и обязательного проветривания теплиц. Таким образом, 2003 год характеризовался, как наиболее благоприятный для выращивания томата.