CC BY
26
УДК 635.64:581.1: 577.1 DOI: 10.24412/2071-6176-2021-4-78-84
ВЛИЯНИЕ РЕГУЛЯТОРОВ РОСТА АТЛЕТ И ЦИРКОН
НА РОСТ И ПРОДУКТИВНОСТЬ РАСТЕНИЙ ТОМАТА СОРТА СИБИРСКИЙ СКОРОСПЕЛЫЙ
В.Н. Филимонова, В.В. Иванищев
Представлены результаты изучения ряда характеристик растений томата (Lycopersicum esculentum Mill.) сорта Сибирский скороспелый, выращенного с применением регуляторов роста Атлет и Циркон в условиях Тульской области. Показано, что использованные регуляторы роста растений Атлет и Циркон по-разному влияли на высоту побегов растений томата. При этом препарат Атлет не оказывал влияния на длину побега, в то время как препарат Циркон снижал высоту растений примерно на 30 %. Обработка обоими регуляторами роста ускоряла наступление фаз развития на 4-7 дней. Общая урожайность плодов, собранных с обработанными регуляторами роста растений, почти вдвое превышала контрольный вариант. При этом препарат Циркон увеличивал массу плодов примерно на 40 % в сравнении с контролем. Обработка растений указанными препаратами приводила к увеличению содержания аскорбиновой кислоты в плодах томата на 30-40 %
Ключевые слова: Lycopersicum esculentum Mill., томат сорта Сибирский скороспелый, регуляторы роста, Атлет, Циркон, урожайность, характеристики плодов.
Введение
Главными источниками углеводов, витаминов и минеральных веществ в питании человека являются, в первую очередь, овощи и фрукты. Ведущее место среди овощей занимают томаты, мировое производство которых составляет около 180 млн т в год [1]. Потребности населения в томатах постоянно растут, поэтому перед производителями стоит задача повышения урожайности и качества плодов. В связи с этим одной из важнейших задач является поиск путей управления продуктивностью растений, в т.ч. с помощью различных регуляторов роста [2, 3]. Несмотря на то, что, как считают эксперты, рынок томатов близок к насыщению [4], повышение производительности труда и эффективности производства остаются весьма актуальными. Важное значение работ в этом направлении также связано с проблемой импортозамещения продуктов, которые можно вырастить самим. По данным аналитиков, на импорт приходится около 40 % от общего объема потребления томатов в России [5].
По данным BusinesStat в 2016-2019 гг валовой сбор томатов в стране увеличился на 29,6 %: с 2,33 до 3,02 млн т. При этом валовой сбор томатов, выращенных в открытом грунте, повысился на 20,2 % (с 1,73 до 2,08 млн т), в закрытом грунте - на 56,7 % (с 0,60 до 0,94 млн т). Однако из-за пандемии коронавируса в 2020 г. валовой сбор помидоров снизился на 3,3 % относительно 2019 г. и составил 2,92 млн т [4].
Вышеизложенное позволяет считать актуальными поиски путей управления продуктивностью востребованных на рынке сельскохозяйственных культур, в т.ч. с использованием регуляторов роста как одного из элементов технологии возделывания. Поэтому цель настоящей работы состояла в изучении влияния известных регуляторов роста Атлет и Циркон на характеристики растений одного из широко используемых сортов томата Сибирский скороспелый.
Материалы и методы исследования
Исследование проводили на садовом земельном участке в Тульской области, Дубенском районе, поселке Дубна (в 49 км к западу от Тулы). Тип почвы - серые лесные [6].
Объектом исследования был выбран сорт томата Сибирский скороспелый, который относится к старейшим сортам российской селекции (допущен к использованию в 1959 году), но до сих пор не утратил практического значения. Сорт ценится за следующие качества: раннее и дружное созревание плодов, позволяющее собрать значительную часть урожая до наступления холодной погоды, способствующей развитию фитофтороза; устойчивость к ряду болезней (в том числе табачной мозаике и бурой пятнистости); стабильно высокую урожайность; хороший вкус и удобную форму плодов; неприхотливость [7].
Для проведения исследования было высажено 30 растений томата сорта Сибирский скороспелый. Из них 10 растений были обработаны регулятором роста Атлет, 10 - Цирконом и 10 контрольных образцов, не подвергавшихся обработке регуляторами роста. Для выращивания опытных растений томата применяли рассадный способ возделывания.
Предпосевная обработка семян заключалась в их выдерживании в воде в течение суток при комнатной температуре. Посадку семян осуществляли 24 марта 2021 года.
Обработку регуляторами роста провели согласно инструкции. Препаратом Атлет растения опрыскивали в фазу 3-4 настоящих листьев (25 апреля); кратность обработок - 3 (интервал 7 дней). Обработку препаратом Циркон проводили путем опрыскивания рассады в фазу 3-4 листьев (25 апреля); второе опрыскивание проводили в фазу вегетации и бутонизации-цветения (27 мая).
Биохимические исследования проводили на кафедре биологии и технологий живых систем факультета естественных наук ТГПУ им. Л. Н. Толстого.
Содержание сухого вещества в листьях определяли путем высушивания материала при температуре 105 °С в сушильном шкафу до постоянной массы. Количество фотосинтетических пигментов в листьях растений определяли по известной методике [8]. Определение
аскорбиновой кислоты в плодах томата проводили в соответствии с методом, описанным в работе [9].
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
Наблюдение за наступлением фенологических фаз растений томата показало, что отличия в завершении фазы активного роста составляли от 2 (Циркон) до 10 дней (Атлет) в сравнении с контрольным вариантом (табл. 1).
Таблица 1
Сроки наступления фенологических фаз
Вариант опыта Фенофаза
Укоренение рассады Активный рост Цветение Развитие и созревание плодов Физиологическая спелость и уборка
Контроль 24.03-29.03 12.0423.05 28.05-15.06 18.0627.07 2.08-15.08
Атлет 24.03-29.03 12.0413.05 21.05-8.06 10.0621.07 28.07-12.08
Циркон 24.03-29.03 12.0421.05 23.05-15.06 14.0624.07 30.07-15.08
В то же время фаза цветения у обработанных регуляторами роста растений наступала на 5-7 дней раньше. Другие фазы развития растений томата также наступали раньше у опытных растений, хотя разница была не критичной, составляя те же несколько дней.
Определение морфометрических характеристик растений томата показало, что наибольшей высоты побеги достигали у контрольного варианта, и на завершающей стадии она составляла 92,6 см, что было примерно на 4 % выше, чем у растений, обработанных Цирконом, и примерно на 30 % выше, чем у растений, обработанных препаратом Атлет (табл. 2).
Такие результаты могут говорить о том, что препарат Атлет тормозит удлинение побега растений томата сорта Сибирский скороспелый, в то время как регулятор роста Циркон не влияет на величину этой характеристики растений.
Таблица 2
Динамика высоты растений томатов, см
Фаза развития Контроль Атлет Циркон
Укоренение 7,2±0,5 7,2±0,5 7,2±0,5
Активный рост 46,3±2,0 18,4±4,0 41,8±3,0
Цветение 86,0±3,0 59,8±3,0 82,0±1,5
Развитие и созревание плодов 88,3±2,0 63,5±0,8 86,2±1,5
Физиологическая спелость и уборка 92,6±1,5 65,0±0,5 88,7±1,0
Сравнение полученных результатов с томатами, выросшими в теплице, показывает, что в открытом грунте растения имели существенно меньшую (более, чем вдвое) длину стеблей [10].
Основой для образования и накопления продуктивной биомассы растений является необходимое формирование вегетативной составляющей биомассы. Поэтому исследовали содержание сухого вещества и воды в листьях растений томатов сорта Сибирский скороспелый в фазу цветения в возрасте 70 дней.
Результаты показали, что обработанные регуляторами роста растения содержали больше сухого вещества и меньшее количество воды в листьях (табл. 3).
Таблица 3
Содержание воды и сухого вещества в листьях томатов сорта Сибирский скороспелый
Вариант опыта Содержание воды, % Содержание сухого вещества, %
Контроль 82,9 17,1
Атлет 79,5 20,5
Циркон 76,9 23,1
По-видимому, именно это способствовало образованию большего количества урожая на обработанных растениях. Попытки увязать увеличение урожая растений с содержанием пигментов не дали положительного результата, поскольку, если в листья растений, обработанных препаратом Атлет, содержание основных пигментов фотосинтеза (хлорофиллов а, Ь и каротиноидов) было ниже контрольного
варианта на 25-30 %, то в листьях растений, обработанных препаратом Циркон, напротив, содержание указанных пигментов было выше на 1750 %. Эти результаты соответствуют современным представлениям о том, что количество фотосинтетических пигментов, хотя и является важной характеристикой работы фотосинтетического аппарата, все же не определяет величину и качество урожая [11, 12]. Более того, в недавних экспериментах было показано, что снижение содержания пигментов у трансгенных растений арабидопсиса привело к увеличению семенной продуктивности растений [13].
Определение показателей хозяйственно-ценной продуктивности растений томата сорта Сибирский скороспелый показало, что общий урожай, собранный с обработанных регуляторами роста растений примерно вдвое превосходил контрольный вариант (табл. 4).
Таблица 4
Показатели продуктивности растений томатов сорта Сибирский скороспелый
Вариант опыта Средняя масса Среднее количество плодов с куста, шт. Суммарный
плодов, г урожай, кг
Контроль 54,8 18 9,9
Атлет 50,0 37 18,5
Циркон 73,7 27 17,9
При этом средняя масса плодов оказалась примерно на 10 % меньше у растений, обработанных препаратом Атлет, но примерно на 40 % больше у растений, обработанных регулятором роста Циркон. Несмотря на это, среднее количество плодов с одного куста также было выше в обоих вариантах опыта и прибавка составила примерно 100 % (Атлет) и 33 % (Циркон) (табл. 4).
Сравнение результатов с данными о растениях томата, выросших в условиях теплицы, показало, что у грунтовых форм число плодов на растениях томата было примерно таким же или ниже (в зависимости от сорта) в сравнении с данным контрольным вариантом. При этом средняя масса плодов тепличных растений была примерно в 2-4 раза выше, чем масса плодов грунтовых растений томата [10].
Определение одного из важных биохимических показателей плодов томата - содержания аскорбиновой кислоты, показало, что в обоих вариантах опыта оно было выше: контроль - 25,8±2,2 мг%, Атлет -33,8±3,4, Циркон - 41,3±2,8. Сравнение этих результатов с данными для тепличных растений показывает, что содержание витамина С в плодах
растений, выращенных в тепличных условиях, примерно на порядок меньше, чем в плодах растений, выращенных в грунте [10].
Таким образом, проведенное исследование показало, что использованные регуляторы роста растений Атлет и Циркон по-разному влияли на высоту побегов растений томата, но ускоряли наступление фазы плодоношения на 4-7 дней и обеспечивали получение более высокого и качественного урожая плодов.
Список литературы
1. Royal-fresh: Фрукты, ягоды, овощи [Электронный ресурс] // URL: https://www.royal-fresh.m/mirovoj-obem-proizvodstva-tomatov-vyiros-za-10^ let-na-3576.html (дата обращения 15.11.2021).
2. Фазы роста и развития томатов [Электронный ресурс] // Все о томатах: сайт. — URL: https://otomatah.ru/fazy-rosta-i-razvitiya-tomatov.html (дата обращения 15.11.2021).
3. Food and Agriculture Organization of the United Nations: сайт. [Электронный ресурс] // URL: https://www.fao.org/faostat/(дата обращения 10.11.2021).
4. Анализ рынка томатов в России в 2016-2020 гг, оценка влияния коронавируса и прогноз на 2021-2025 гг. М.: BUSINESSTAT, 2021. 115 с. URL: https://marketing.rbc.ru/research/41100/.
5. Карабут Т. Томаты попали в тепличные условия [Электронный ресурс] // Российская газета - Федеральный выпуск. 2020. № 62 (8116). https://rg.ru/2020/03/23/v-2020-godu-v-rossii-soberut-rekordnyj-urozhaj-ovoshchej-zakrytogo-grunta.html (дата обращения 15.11.2021).
6. Почвенные условия Тульской области [Электронный ресурс] // МегаОбучалка: сайт. URL: https://megaobuchalka.ru/9/24897.html
7. Томат Сибирский скороспелый [Электронный ресурс] // Огородум.т: сайт. URL: https://ogorodum.ru/tomat-sibirskij-skorospelyj-opisanie-sorta-foto-i-otzyvy.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 c.
10. Мтонга М., Иванищев В.В. Биохимические показатели и продуктивность растений сортов томата Корнабель, Лезгинка, Махитос // Известия Тульского государственного университета. Естественные науки. 2020. Вып. 4. С. 72-79.
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.
13. Photosynthetic antenna engineering to improve crop yields / H. Kirst, S.T.Gabilly, K.N. Niyogi [et al.] // Planta. 2017. 245 (5). P. 1009-1020.
Филимонова Виктория Николаевна, студент, v. n.filimonovaayandex. ru, Россия, Тула, Тульский государственный педагогический университет им. Л.Н. Толстого,
Иванищев Виктор Васильевич, д-р биол. наук, профессор, зав. кафедрой, avdey_ VVammail. ru, Россия, Тула, Тульский государственный педагогический университет им. Л.Н. Толстого
THE INFLUENCE OF GROWTH REGULATORS OF ATLET AND ZIRCON ON THE GROWTH AND PRODUCTIVITY OF TOMATO PLANTS OF THE SIBERIAN EARLY RIPENING VARIETY
V.N. Filimonova, V.V. Ivanishchev
The paper presents the results of studying a few characteristics of tomato plants (Ly-copersicum esculentum Mill.) of the Siberian early ripening variety, grown with the use of the growth regulators Atlet and Zircon in the conditions of the Tula region. It was shown that the used plant growth regulators Atlet and Zircon had different effects on the shoot height of tomato plants. At the same time, the Athlete preparation did not affect the shoot length, while the Zircon preparation reduced the plant height by about 30%. Treatment with both growth regulators accelerated the onset of developmental phases by 4-7 days. The total yield offruits harvested with the treated plant growth regulators was almost double the control. At the same time, the Zircon preparation increased the weight of the fetuses by about 40% in comparison with the control. Treatment ofplants with the indicated preparations led to an increase in the content of ascorbic acid in tomato fruits by 30-40%.
Key words: Lycopersicum esculentum Mill., Siberian early ripening tomato, growth regulators, Athlete, Zircon, yield, fruit characteristics.
Filimonova Victoria Nikolaevna, student, v.n.filimonovaayandex.ru, Russia, Tula, Tula State Lev Tolstoy Pedagogical University,
Ivanishchev Viktor Vasilyevich, Doctor of Biology, Professor, Head of the Department, avdey_ VVamai/. ru, Russia, Tula, Tula State Lev Tolstoy Pedagogical University
