CC BY
55
АГРОНОМИЯ И ЛЕСНОЕ ХОЗЯЙСТВО
УДК 635.04:631.6.03
ОБЕСПЕЧЕНИЕ КАЧЕСТВА ПЛОДОВ ТОМАТА ПРИ КАПЕЛЬНОМ ОРОШЕНИИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИ АКТИВИРОВАННОЙ ВОДЫ
С.Я. Семененко, доктор сельскохозяйственных наук, профессор М.Н. Лытов, кандидат сельскохозяйственных наук, доцент
Е.И. Чушкина, научный сотрудник, А.Н. Чушкин, научный сотрудник
ГНУ Поволжский НИИ эколого-мелиоративных технологий
Предложена технология капельного орошения с использованием электрохимически активированной воды, обеспечивающая повышение урожайности томатов до 97,6 т/га с одновременным увеличением коэффициента сахаристости плодов до 50,2 % и снижением коэффициента кислотности до 7,6 % при общем снижении содержания нитратов в плодах на 22 мг/кг.
Ключевые слова: электрохимическая активация, капельное орошение, томаты, качество.
До недавнего времени всемирная концепция развития овощеводства заключалась в увеличении продуктивности возделываемых культур с возможностью получения наибольшего экономического результата. Научные исследования, активно поддержанные сельскохозяйственным бизнесом, велись преимущественно в этом направлении. При этом бесконтрольное стремление к увеличению продуктивности овощных агроценозов никоим образом не соотносилось с необходимостью, по крайней мере, сохранения качества овощной продукции. В результате разработанные и внедряемые ныне повсеместно интенсивные технологии овощных культур обеспечивают производство наибольшего «валового» продукта и максимальный сбор «питательных» веществ, игнорируя соотношение биохимических компонентов, минеральных веществ, витаминов, - то есть всего того, в чем состоит особая ценность овощной продукции.
При разработке концепции исследований авторы учитывали устойчивую ориентацию овощного бизнеса на получение максимального экономического результата и, как следствие, нежизнеспособность комплекса мер и рекомендаций ограничительного характера. Поэтому естественным агротехническим фоном проводимых исследований стала интенсивная технология возделывания томатов, обеспечивающая в условиях открытого грунта получение урожайности плодов до 90 т/га.
Особенность комплекса агротехнологических мероприятий, предлагаемых для повышения качества плодов томата, состоит в использовании феномена электрохимически активированных сред [2]. Исследованиями ГНУ ПНИИ эколого-мелиоративных технологий теоретически обоснована и экспериментально апробирована технология капельного орошения томатов с применением электрохимически активированной воды [4, 3]. В условиях полевого опыта были апробированы следующие агротехнологические варианты применения электрохимически активированной воды (ЭХАВ):
- фактор А (режим использования электрохимически активированной воды в течение вегетационного периода томатов), включая вариант А1 (контроль) - без использования ЭХАВ, вариант А2, в котором ЭХАВ применялась в первый и последующие каждый пятый проводимые поливы, вариант А3, в котором ЭХАВ применялась в первый и последующие каждый четвертый проводимые поливы и
вариант А4т, в котором ЭХАВ применялась в первый и последующие каждый третий проводимые поливы;
- фактор В (режим подачи электрохимически активированной воды в процессе полива), включая вариант В1 - подача 50 % от поливной нормы анолита с последующей подачей природной оросительной воды в объеме 50 % от поливной нормы; вариант В2 - полив до 25 % от поливной нормы анолитом с последующей подачей природной оросительной воды в объеме 50 % от поливной нормы, а затем полив католитом в объеме 25 % от поливной нормы; вариант В3 - полив 10 % от поливной нормы анолитом с последующей подачей природной оросительной воды в объеме 50 % от поливной нормы, а затем католитом в объеме 40 % от поливной нормы; вариант В4 - подача 50 % от поливной нормы природной оросительной воды с последующим поливом католитом в объеме 50 % от поливной нормы.
В качестве критериев оценки качества плодов томата принят комплекс биохимических показателей, «скрытых от глаз», но определяющих пищевую ценность и экологическую безопасность овощной продукции. Опыты проводили в КФХ «Фокин С.И.» Городищенского района Волгоградской области в 2010-2012 гг. По совокупности метеорологических показателей вегетационный период томата в 2011 году характеризуется как засушливый, а в 2012 году - как острозасушливый. Метеоусловия 2010 года были аномальными: обеспеченность теплом была наибольшая за последние 25 лет, а объем поступивших атмосферных осадков - на среднемноголетнем уровне. Почвы опытного участка светло-каштановые суглинистые, типичные для региона исследований. Расчетная доза внесения минеральных удобрений на планируемый уровень урожайности 90 т/га с учетом естественного плодородия почвы составила К150Р80К180. Расчетная поливная норма для поддержания постоянного предполивного порога влажности почвы 80 % НВ в слое 0,5 м составляла 160 м3/га. Для активации воды использовалась установка, оснащенная экспериментальными модулями электрохимической активации АВМ.02.000 [3].
Для оценки качества плодов томата, выращенных на опытных делянках, в лабораторных условиях определяли комплекс показателей, включающих содержание сухого вещества в плодах, содержание общего сахара в плодах, содержание органических кислот, содержание витамина С и нитратов. Образцы для анализа отбирали в два срока: в фазу бланжевой спелости плодов и при созревании томата. Результаты лабораторных исследований и расчетов приведены в таблицах 1-3.
Исследования показали, что применение анолита с последующим поливом томатов природной оросительной водой (вариант В1) статистически достоверно снижает содержание сухого вещества в плодах (на 0,09-0,20 % при НСР05 = 0,08-0,09 %), органических кислот (на 0,05-0,11 % при НСР05 = 0,008-0,009 %) и витамина С (на 1,3- 2,2 мг% при НСР05 = 0,32-0,34 мг%). При этом с увеличением частоты применения ЭХАВ отрицательное влияние анолита на величину этих показателей усиливалось.
Таблица 1 - Биохимический состав и качество плодов томата _при уборке _ в ф азу бланжевой спелости_
Доля поливов с введением ЭХАВ Доля анолита по отношению к католиту при поочередной подаче ЭХАВ в систему Содержание сухого вещества, % Сумма сахаров, % Органические кислоты, % Коэффициент сахаристости Коэффициент кислотности Витами С, мг%
0 - 6,49 2,95 0,59 45,5 9,1 24,8
0,2 1 6,35 2,93 0,54 46,1 8,5 23,5
0,2 0,5 6,51 3,02 0,56 46,4 8,6 24,9
0,2 0,25 6,59 3,07 0,58 46,6 8,8 25,5
0,2 0 6,59 3,10 0,59 47,0 9,0 25,8
0,25 1 6,31 2,94 0,50 46,6 7,9 22,9
0,25 0,5 6,50 3,05 0,54 46,9 8,3 24,0
0,25 0,25 6,62 3,18 0,56 48,0 8,5 24,9
0,25 0 6,63 3,22 0,58 48,6 8,7 25,6
0,33 1 6,29 2,91 0,48 46,3 7,6 22,8
0,33 0,5 6,48 3,05 0,53 47,1 8,2 23,9
0,33 0,25 6,59 3,19 0,55 48,4 8,3 25,2
0,33 0 6,60 3,19 0,59 48,3 8,9 25,5
НСР05 Фактор А 0,08 0,051 0,008 - - 0,34
Фактор В 0,08 0,051 0,008 - - 0,34
Для частных средних 0,16 0,102 0,016 - - 0,68
Поочередная (анолит - природная вода - католит) технология введения ЭХАВ в пропорции 1:1 (вариант В2) при капельном орошении томатов позволила компенсировать отрицательное действие анолита на содержание сухого вещества в плодах и способствовало повышению содержания общего сахара (на 0,07-0,12 % при НСР05 = 0,05 %). Положительным эффектом также следует считать снижение содержания органических кислот на 0,02-0,07 %, которое обеспечивалось при такой схеме применения ЭХАВ в сравнении с вариантом, где полив проводили только природной водой.
Поочередное (анолит - природная вода - католит) введение анолита и католита при капельном орошении томатов в пропорции 1 : 4 (вариант В3), в сравнении с контролем, позволило достоверно увеличить содержание сухого вещества в плодах (на 0,09-0,13 %), на 0,12-0,25 % возрастало содержание общего сахара, на 0,30-0,70 мг% увеличивалось содержание витамина С. При этом содержание органических кислот в плодах оставалось на уровне контроля либо снижалось на 0,01-0,05 %. Статистически значимое влияние частоты проведения поливов с ЭХАВ при такой схеме применения анолита и католита выявлено только на содержание общего сахара. Последнее возрастало на 0,09-0,11 % в вариантах с применением ЭХАВ каждый четвертый полив (вариант А3) по сравнению с участками, где ЭХАВ применяли каждый пятый полив (вариант А2).
Таблица 2 - Биохимический состав и качество зрелых плодов томата
при капельном орошении с использованием электрохимически _активированной воды_
Доля поливов с введением ЭХАВ Доля анолита по отношению к католиту при поочередной подаче ЭХАВ в систему Содержание сухого вещества, % Сумма сахаров, % Органические кислоты, % Коэффициент сахаристости Коэффициент кислотности Витамин С, мг%
0 - 6,34 3,00 0,53 47,3 8,4 21,8
0,2 1 6,25 2,98 0,48 47,7 7,7 20,4
0,2 0,5 6,37 3,08 0,51 48,4 8,0 21,7
0,2 0,25 6,42 3,14 0,53 48,9 8,3 22,5
0,2 0 6,44 3,16 0,53 49,1 8,2 22,8
0,25 1 6,23 2,99 0,44 48,0 7,1 19,8
0,25 0,5 6,36 3,12 0,47 49,1 7,4 20,8
0,25 0,25 6,43 3,23 0,49 50,2 7,6 21,8
0,25 0 6,45 3,26 0,52 50,5 8,1 22,3
0,33 1 6,22 2,97 0,42 47,7 6,8 19,6
0,33 0,5 6,37 3,12 0,46 49,0 7,2 20,8
0,33 0,25 6,45 3,25 0,48 50,4 7,4 22,1
0,33 0 6,46 3,27 0,53 50,6 8,2 22,3
НСР05 Фактор А 0,09 0,05 0,009 - - 0,32
Фактор В 0,09 0,05 0,009 - - 0,32
Для частных средних 0,18 0,1 0,018 - - 0,64
Дальнейшее увеличение доли католита при поливе томатов капельным способом не оказало существенного влияния на содержание сухого вещества и сахара в плодах, однако привело к увеличению содержания органических кислот на 0,01-0,05 % (НСР05 = 0,008-0,009 %).
В литературе [1] указывается, что плоды с хорошими вкусовыми качествами имеют коэффициент сахаристости не менее 48 %, а коэффициент кислотности - не более 8 %. Результаты наших исследований показали, что при уборке томатов в фазу бланжевой спелости такого сочетание значений коэффициентов кислотности и сахаристости не обеспечивается. При уборке зрелых плодов томата хорошие вкусовые качества (с сочетанием коэффициент сахаристости не менее 48 % и коэффициент кислотности - не более 8 %) обеспечивались на участках, где ЭХАВ применяли каждый четвертый или каждый третий полив, с поочередным (анолит - природная вода - католит) введением анолита и католита в пропорции 1 : 4.
Содержание нитратов в плодах томата с опытных делянок достигало 115-142 т/га, что характерно для интенсивных агротехнологий с выходом на максимальную реализацию потенциала продуктивности сортов и гибридов.
Таблица 3 - Оценка экологической безопасности урожая томатов __по содержанию нитратов в плодах_
Доля поливов с введением ЭХАВ Доля анолита по отношению к католиту при поочередной подаче ЭХАВ в систему Содержание нитратов, мг/кг Средняя урожайность, т/га
2010 2011 2012 среднее
0 - 144 136 146 142 79,6
0,2 1 136 127 145 136 87,0
0,2 0,5 139 124 124 129 90,6
0,2 0,25 129 113 124 122 93,5
0,2 0 129 120 111 120 81,2
0,25 1 149 129 139 139 84,1
0,25 0,5 136 122 126 128 89,8
0,25 0,25 124 114 116 118 97,6
0,25 0 120 112 113 115 85,4
0,33 1 142 143 144 143 78,5
0,33 0,5 132 124 128 128 87,1
0,33 0,25 124 114 122 120 97,5
0,33 0 118 114 116 116 87,3
НСР05 Фактор А 4,6 4,9 4,3 3,0 1,4
Фактор В 4,6 4,9 4,3 3,0 1,4
Для частных средних 9,2 9,8 8,6 6,0 2,8
Наибольшее количество нитратов (136-146 мг/кг) было выявлено в плодах томата, собранных с вариантов, где орошение проводили природной водой, а также при использовании анолита в каждый третий проводимый полив. Применение ЭХАВ при поливе с последовательным увеличением доли католита, обеспечивало достоверное снижение содержания нитратов в плодах томата. В этом же направлении возрастала и общая урожайность томатов.
Плоды с наименьшим содержанием нитратов, 112-120 мг/кг в опытах были получены на участках, где ЭХАВ применяли каждый четвертый полив, а для полива использовали поочередно католит с природной водой. Наибольшая урожайность плодов томата, 97,6 т/га, со средним содержанием нитратов 118 мг/кг, обеспечивалась при поочередном (анолит - природная вода - католит) введении ЭХАВ в пропорции 1 : 4 каждый четвертый полив.
Использование электрохимически активированной воды при капельном орошении позволяет решать проблему повышения качества плодов в совокупности с увеличением продуктивности томатов. Получение плодов томата с наибольшим содержанием витамина С обеспечивается при уборке в фазу бланжевой спелости орошением в течение вегетационного периода капельным способом с применением ЭХАВ в каждый пятый полив по схеме: природная вода (50 % от поливной нормы) + католит (50 % от поливной нормы). Плоды томата с наилучшими вкусовыми качествами можно получить при применении ЭХАВ в каждый четвертый или каждый третий полив, с поочередным (анолит- природная вода- католит) введением анолита и католита в пропорции 1 : 4. Этим же сочетанием факторов создаются условия для формирования наибольшей урожайности плодов томата, 97,6 т/га, со средним содержанием нитратов не более 118 мг/кг.
Библиографический список
1. Борисов, В.В. Качество и лежкость овощей [Текст]/ В.В. Борисов, С.С. Литвинов,
A.В. Романова. - М.: ВНИИО, 2003. - 625 с.
2. Прилуцкий, В.И. Электрохимически активированная вода: аномальные свойства, механизм биологического действия [Текст]/ В.И. Прилуцкий, В.М. Бахир. - М.: ВНИИМТ, 1995. - 228 с.
3. Разработка проточных устройств для электрохимической активации воды производственного назначения [Текст]/А.Л. Конюшков, С.Я. Семененко, А.Н. Лагутин, Е.И. Чушкина // Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса: наука и высшее профессиональное образование. - 2013. - № 2 (30). - С. 214-217.
4. Система капельного орошения с модулем активации оросительной воды [Текст]/
B.Г. Абезин, С.Я. Семененко, А.Л. Сальников, Н.А. Сальникова // Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса: наука и высшее профессиональное образование. - 2013. -№ 1 (29). - С. 154-158.
E-mail: pniiemt@yandex.ru
