Технологічні та біологічні особливості формування продуктивності помідора за органічного виробництва в умовах Південного Степу України : дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата сільськогосподарських наук - Карпенко, Костянтин Маркович; Karpenko, Kostiantyn (Мелітополь : ТДАТУ, 2019)
UA: Дисертаційна робота присвячена дослідженню актуальних питань з вивчення впливу антистресового регулятора росту АКМ та біопрепаратів Азотофіт-р і Фітоцид-р на біологічні та морфологічні особливості різних за генотипом сортів помідора, визначенню економічної та енергетичної оцінки цих факторів за органічної технології в умовах Південного Степу України. Удосконалено спосіб одержання більш якісної розсади, підвищення її приживлюваності у відкритому ґрунті (Деклараційний патент на корисну модель № 58258). Встановлено найбільш ефективну для замочування насіння концентрацію АКМ 3∙10-5 г/л, за дії якої збільшується енергія проростання на 6% (відн.), схожість - на 3,2 в.п., висота стебла проростка - на 3,3 мм, довжина первинного корінця - на 23,7 мм, маса стебла проростка - на 49 мг, маса первинного корінця - на 40 мг, порівняно з контролем (замочування у дистильованій воді). Застосування препарату АКМ у концентрації 3∙10-5 г/л для обприскування розсади у фазі трьох справжніх листків сприяло збільшенню висоти рослин на 18%, товщини стебла біля кореневої шийки – на 35%, кількості листків на рослині - на 10,3%, площі листків - на 22,8% відносно контролю та підвищувало приживлюваність розсади до 100%. Уперше виявлено, що обробка рослин препаратом АКМ у концентрації 3.105 г/л д.р. (найбільш ефективної у досліді) впливала на проходження основних фенологічних фаз прискорюючи початок плодоношення на 3-4 доби та подовжувала тривалість плодоношення на 4-5 діб. Встановлено суттєве підвищення фотосинтетичної діяльності рослин помідора, оброблених стимулятором росту АКМ, що проявляється у збільшенні вмісту у листках хлорофілів а і б – на 14,2–18,3%, каротиноїдів – на 5,0–22,0%; біомаси однієї рослини на 15,4–29,3%; вмісту сухої речовини у вегетативній біомасі рослин – на 3,9–11,2%; площі листкової поверхні – на 7,0–50%; чистої продуктивності фотосинтезу – на 2,0–88,9%. Отримали подальший розвиток технології використання регулятора росту рослин та біопрепаратів для підвищення врожаю та якості плодів помідора, що забезпечило збільшення вмісту у плодах сухих речовин на 8,2-8,8 в.п., цукрів – на 7,0-10,5 в.п, аскорбінової кислоти – на 4,9-5,0% і -каротину – на 7,5-11,3% відносно необроблених рослин. Застосування регулятора росту збільшує тривалість зберігання і подовжує на 7-10 діб термін лежкості плодів за одночасного збереження вмісту сухих розчинних речовин, цукрів та -каротину у плодах. Досліджено використання біопрепаратів Азотофіту-р та Фітоциду-р при вирощуванні помідора розсадним способом у відкритому ґрунті. Визначено фенологічні та біометричні особливості сортів Ляна, Новичок, Ріо Гранде та встановлено що, біопрепарати сприяли прискоренню початку плодоношення на 6-8 діб, відносно рослин, які не обробляли. Виявлено закономірності змін діаметру плода за дії біопрепаратів: показник збільшувався відносно плодів контрольного варіанту на 19%, так і збільшення маси плода. У дисертаційній роботі уперше науково обґрунтована можливість отримання екологічно безпечної продукції помідорів із застосуванням регулятора росту АКМ та біопрепаратів Азотофіт-р і Фітоцид-р на темно-каштановому слабкосолонцюватому ґрунті в умовах Південного Степу України, що забезпечує прирости врожайності плодів, відповідно на 26; 27 та 10% і виходу товарних плодів – на 5; 10 і 8%. Дослідженнями визначено, що у період цвітіння та плодоношення сорт Ляна найбільш позитивно реагує на дію біопрепарату збільшенням листкової поверхні. У результаті застосування Азотофіту-р площа листкової поверхні у фазу цвітіння склала 11,9 тис. м2/га, а Фітоциду-р – 9,1 тис. м2/га, що на 5,7 тис. м2/га та на 2,9 тис. м2/га перевищувало її порівняно з контролем. У фазу плодоношення площа листків значно збільшувалась і коливалась в межах 16,3–29,1 тис. м2/га. За застосування Азотофіту-р та Фітоциду-р встановлено наступну закономірність: клітини природної азотфіксуючої бактерії Azotobacter chroococcum краще проявляють стимулюючі властивості у період цвітіння плодів помідора, ніж у період плодоношення. Це ж саме стосується живих клітин і спор природної ендофітної бактерії Bacillus subtilis та її активних метаболітів (ферментів і вітамінів). Встановлено, що обробка рослин помідора у відкритому ґрунті біопрепаратами Азотофіт-р і Фітоцид-р стимулювала стійкість рослин до шкодочинних організмів: у період цвітіння за дії біопрепаратів ушкодження листкової поверхні рослин не виявили; у період плодоношення - ураження рослин хворобами було на 10–17% меншим за контроль. Визначено найефективніший з економічної точки зору варіант із застосуванням препаратів АКМ та Азотофіт-р, де рівень рентабельності становив 77%, показник окупності коливався у межах 6,7-9,5 грн на 1 витрачену гривню, а додатковий економічний ефект склав, відповідно, 78,7-81,6 тис. грн./га. Застосування препарату Фітоцид-р забезпечило додатковий економічний ефект 27,4 тис. грн./га, окупність додаткових витрату 7 разів та підвищило рентабельність вирощування помідора на 12% відносно контрольного варіанту. Дослідженням енергетичної ефективності застосування препаратів встановлено, що енергетичний коефіцієнт вирощування помідора за дії АКМ і Азотофіт-р підвищується з 6,6 до 8,7; Фітоцид-р - до 7,5. Енергетична рентабельність продукції за дії АКМ, Азотофіт-р та Фітоцид-р зросла, відповідно на 40, 39 та 17% відносно контролю. Технологію вирощування помідору у досліді можна вважати екологобезпечною, оскільки рівень екологічності, як у контрольному варіанті, так і при застосуванні досліджуваних препаратів був меншим 1 і складав 0,8-0,9. За результатами досліджень встановлено, що для забезпечення високої врожайності екологічно безпечної продукції помідорів в умовах відкритого ґрунту доцільно застосовувати замочування насіння, обприскування розсади та рослин у післярозсадний період регулятором росту АКМ у концентрації 3∙10-5 г/л за дистинолом. Вирощування помідорів у відкритому ґрунті за органічною технологією рекомендується здійснювати із застосуванням біопрепаратів Азотофіт-р та Фітоцид-р для обприскування розсади та рослин. Використовувати при цьому сорт помідорів Ляна, як найбільш урожайний, з високими смаковими якостями плодів та найвиразнішим реагуванням на дію біопрепаратів. Результати роботи впроваджено на виробничих полях Якимівської ДСДС НААНУ на площі 1 га та ФГ «Таврія-Скіф» на площі 3 га. За рахунок застосування регулятора росту АКМ та біопрепаратів Азотофіт-р і Фітоцид-р вартість валу отриманої продукції збільшилася на 16%, а рівень рентабельності його застосування підвищився на 25%. Результати досліджень впроваджено в освітній процес Таврійського державного агротехнологічного університету для підготовки фахівців ступеня вищої освіти «Бакалавр» за спеціальністю 201 «Агрономія». /// EN: The dissertation is devoted to the actual issues of studying the influence and comparison of the action of the anti-stress regulator of AKM and Azotofyte-p and Phytocide-p biopreparations on the biological and morphological features of different tomato genotypes, economic and energy evaluation of organic technology in the conditions of the Southern Steppe of Ukraine. The method of obtaining a better seedlings, enhancing the survivability of seedlings in open soil (Patent declaration for utility model №58258) has been improved. The most effective for soaking the seeds is the concentration of AKM of 3.10-5 g/l, in which the increase of germination energy was marked by 6% (acc.), Similarity - by 3,2% (relative), height of the stem of the sprout - by 3,3 mm, the length of the primary root - by 23,7 mm, the weight of the stem of the sprout - by 49 mg, the mass of the primary root - by 40 mg, as compared with the control (soaking in distilled water). Application of the AKM preparation at a concentration of 3.10-5 g/l for spraying seedlings in the phase of three true leaves increased the height of plants by 18%, the thickness of the stem at the root neck - by 35%, the number of leaves per plant - by 10,3%, the area leaves - by 22,8% relative to control and increased the healing of seedlings to 100%. For the first time it was discovered that plant treatment with AKM preparation with the concentration of 3.10-5 g/l b.s. (breathable substance) (the most effective in the experiment) influenced the passage of the main phenological phases, accelerating the beginning of fruiting for 3-4 days and prolonging the duration of fruiting for 4-5 days. Significant increase in photosynthetic activity of tomato plants treated with AKM growth stimulator, revealed in the increase of content in chlorophyll a and b leaves - by 14,2-18,3%, carotenoids - by 5,0-22,0%; biomass of one plant by 15,4-29,3%; the content of dry matter in vegetative plant biomass - by 3,9-11,2%; the area of the leaf surface - by 7,0-50%; the net productivity of photosynthesis - by 2,0-88,9%. Technologies with the usage of plant growth regulator and biopreparations for improving the quality of tomato fruit, which resulted in an increase in the content of dry matter in the fruits of 8,2-8,8% (rev.), Sugar - 7,0-10,5% (resp.), ascorbic acid - by 4,9-5,0%, and -carotene - by 7,5 to 11,3% relative to untreated plants get the further development. Application of the growth regulator increases the storage life and prolongs the shelf life of the fruits for 7-10 days with the simultaneous substantial maintenance of the content of dry soluble substances, sugars and -carotene in fruits. The use of biopharmaceuticals of Azotophyte-p and Phytocide-p in growing tomato seedlings in open soil is explored. The phenological and biometric characteristics of the varieties Lyana, Novychok, Rio Grande were studied and biopreparations contributed to accelerating the initiation of fruiting for 6-8 days in relation to untreated plants. The patterns of change in the diameter of the fetus for the action of biopreparations were found: the index increased by 19% relative to the fruits of the control variant. An increase in the weight of the fetus in relation to control in the variant with the use of biopreparations was revealed. In the dissertation for the first time a scientific substantiation for obtaining ecologically safe tomato products with the use of AKM growth regulator and Azotofyte-p and Phytocide-p biopreparations on dark chestnut weakly soiled soil in the conditions of the Southern Steppe of Ukraine has been applied, which provides yield growth, respectively, at 26, 27 and 10% and the merchandise of the harvest – 5,10 and 8 %. The research has determined that during the flowering and fruiting period of the Lyana variety there is a positive effect of the biological preparation on the growth of the leaf surface. As a result of the application of Azotofyte-p, the area of the leaf surface in the “flowering” phase was 11,9 thousand m2/he, while the use of Phytocide-p was 9,1 thousand m2/he, which is 5,7 thousand m2/he and 2,9 thousand m2/he exceeded the area of the leaf surface of the control. In the "fruiting" phase, the area significantly increased and fluctuated within the limits of 16,3-29,1 thousand m2/he. The application of Azotofyte-p and Phytocide-p has established the following pattern: the cells of the natural nitrogen-fixing bacterium Azotobacter chroococcum exhibit better stimulating properties during the flowering period of the tomatoes than in the fruiting period. The same applies to living cells and spores of the natural endophytic bacterium Bacillus subtilis and its active metabolites (enzymes and vitamins). It 8 was established that the treatment of tomato plants in open soil with biotpreparations Azotofyte-p and Phytocide-p stimulated the resistance of plants to harmful organisms: in the period of flowering, due to the action of biological preparations, the damage to the leaf surface of plants was practically absent; in the period of fruiting - the disease of plants was 10-17% less than control. The most effective from the economic point of view, the variant with the use of preparations AKM and Azotofyte-p, where the level of profitability was 77%, the payback rate fluctuated within the range of 6,7-9,5 UAH for 1 spent hryvnia, and the annual economic effect was, near 78,7-81,6 thousand UAH/he. The application of the Phytocide-p product yielded an annual economic effect of 27,4 thousand UAH/he, recoupment of additional costs 7 times, and increased the profitability of tomato cultivation by 12% relative to the control variant. The study of bioenergy efficiency of preparations found that the bioenergy factor of tomato cultivation for the effects of AKM and Azotofyte-p rises from 66 to 8,7; Phytocide-p - up to 7,5. The energy efficiency of products under the action of AKM, Azotofyte-p and Phytocide-p increased by 40, 39 and 17%, respectively. The technology of growing tomato in the experiment can be considered ecologically safe, since the level of environmental friendliness, both in the control version and in the application of the study preparations was less than 1 and amounted to 0,8-0,9. According to the obtained results, it is recommended to use seed soaking, spraying seedlings and plants in post-seeding period with a growth regulator AKM in the concentration of 3 – 10-5 g / l per dilution, in order to ensure high yields and obtain environmentally safe products of tomatoes under open ground conditions. The cultivation of tomatoes in open soil using organic technology is recommended with the use of biopreparations Azotofyte-p and Phytocide-p for spraying seedlings and plants. The variety of tomatoes Lyana is recommended for growing on organic technology, as the most productive, excellent on taste and most beneficial to the action of biological products. The results of the work were implemented on the fields of Yakimivska SVRS NAASU of production on the area of 1 hectare and FG "Tavriya-Skif" on the area of 3 hectares. Due to the use of the regulator of growth of AKM and biopreparations Azotofyte-p and Phytocide-p, the gross value of the resulting products increased by 16%, and the level of profitability for its use increased by 25%. The research results are implemented in the educational process of the Tavria State Agrotechnological University for the training of specialists of the higher education "Bachelor" in the specialty 201 "Agronomy".
Technological and biological peculiarities of tomato’s productivity formation during the organic production in the conditions of the Southern Steppe of Ukraine
Keywords: помідор; регулятор росту рослин; біопрепарати; сорт; продуктивність; органічне виробництво; якість плодів; tomato; plant growth regulator; biopreparations; variety; productivity; organic production; quality of fruits