Аннотация. В XXI столетии доля сорта в формировании величины и качества урожая возрастет с 20–40 до 70 % и более. Очевидно, что роль сорта значительно возрастает не только в повышении продуктивных, но и средоулучшающих функций агрофитоценозов, в том числе почвоулучшающих, фитосанитарных, биоэнергетических, дизайно-эстетических и др. Большое внимание уделяется и внешнему виду, текстуре, вкусовым свойствам плодов, что повышает их диетическую ценность и общую привлекательность для покупателей. Методы. Исследования проводили на экспериментальном участке Федерального аграрного научного центра Республики Дагестан в 2017–2019 гг. В производственных условиях в рассадной культуре испытывали 12 широко используемых в последние годы в республике сортов томата. Сортообразцы изучены по методике АЦИРО и по методике Государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур. Результаты. Выявлены перспективные сорта с высокой адаптивностью и стабильностью в экстремальных условиях равнинной зоны республики. Нами установлены морфо-анатомические и физиологические изменения у сортов штамбовых форм, определяющие их пониженную по сравнению с бесштамбовыми формами устойчивость к засухе, что существенно угнетает продукционные процессы в засушливые годы. Наиболее экономическим оказалось возделывание сортов с высокой урожайностью стандартных плодов – Марьяна, Мираж, F1 Андромеда. Возделывание сорта Гусар обходилось дороже в 1,6 раза, чем F1 Андромеда. Затраты на получение 1 т стандартного урожая у других сортов была существенно выше. Научная новизна заключается в изучении признака сокращения продолжительности вегетационного периода в сочетании размера и урожайности плодов на биохимический состав, вкусовых и технологических, что является преодолением отрицательных связей, или достижение их компромиссного сочетания. В процессе создания новых и их испытании эти критерии оценки должны стать определяющими.
сорт, признак, качество, продуктивность, кист, плод, устойчивость, технология, оценка.
Постановка проблемы (Introduction)
В XXI столетии доля сорта в формировании величины и качества урожая возрастет с 20–40 до 70 % и более. Важнейшее место при этом займут селекция и семеноводство, базирующиеся на современных достижениях науки в управлении изменчивостью и наследственностью адаптивно значимых и хозяйственно ценных признаков. Очевидно, что роль сорта значительно возрастает не только в повышении продуктивных, но и средоулучшающих функций агрофитоценозов, в том числе почвоулучшающих, фитосанитарных, биоэнергетических, дизайно-эстетических и др. [4, с. 23], [6, с. 14].
Томат – одна из самых популярных овощных культур в мире. Широкое распространение культура получила благодаря высоким вкусовым и питательным качествам плодов, которые используется в пищу как в свежем, так и в переработанном виде. Происходит смена требований ринка: от классических типов к специальным сортам, таким как разноокрашенные, сливовидные, мелкоплодные, кистевые, вишневидные и коктейльные. Большое внимание уделяется и внешнему виду, текстуре, вкусовым свойствам плодов, что повышают их диетическую ценность и общую привлекательность для покупателей [5, с. 16], [8, с. 34–37]. Обсуждая подходы к изучению эколого-генетических основ адаптивной системы селекции, мы считаем важным обратить внимание на то, что генетические особенности сортов и гибридов могут изучаться после понимания физиологической, морфоанотомической и фенологической сущности механизмов и структур, обеспечивающих возможность увеличения их потенциальных возможностей в конкретных условиях выращивания. В то же время при рыночной экономике роль сорта особенно велика в снижении межгодовых колебаний величины и качества урожая. Основной лимитирующий фактор для роста и развития растений томата в Республике Дагестан – высокая температура воздуха и почвы [9, с. 131], [11, с. 42]. В связи с этим целью наших исследований являлось определение параметров адаптивной способности и экологической стабильности новых сортов томата, а также изучение влияния изменения величины и качества урожая на их химико-технологические показатели плодов.
Методология и методы исследований (Methods)
Исследования проводили на экспериментальном участке Федерального аграрного научного центра Республики Дагестан в 2017–2019 гг. В производственных условиях в рассадной культуре испытывали 12 широко используемых в последние годы в республике сортов томата. Среди них сорта Приднестровского НИИСХ Гусар, Андромеда F1, Новинка Приднестровья, Риф, Баллада и Амулет; селекции Волгоградской опытной станции Всероссийского НИИ растениеводства – Дар Заволжья, Новичок, Волгоградский 5/95, селекции Краснодарского НИИ овощного и картофельного хозяйства – сорта Мираж, Марьяна, Вера. Изучение экологической и генотипической изменчивости проводилось путем полевых, лабораторных, стационарных и экспедиционных исследований. Сортообразцы изучены по методике АЦИРО и по Методике Государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур [2, с. 61], [6, с. 94], [7, с. 28].
Основными показателями опыта являются:
- фенологические наблюдения (посев – всходы, всходы – цветение, цветение – техническая спелость) и весь вегетационный период от посева до технической спелости;
- морфологические характеристики и биометрия – высота основного побега (см), количество плодоносящих ветвей (шт.), число плодов на 1–2 кисти, урожайность товарных плодов (т/га), масса плода (г);
- технологический анализ – содержание сухого вещества (%), сумма сахаров (%), кислотность (%), каротин (мг %), аскорбиновая кислота (мг %).
Результаты (Results)
В неблагоприятных почвенно-климатических и погодных условиях решающее значение в формировании экологической устойчивостью агроэкосистем и агроландшафтов играет подбор культивируемых сортов, обладающих эволюционно обоснованной и генетически детерминированной толерантностью к местным абиотическим и биотическим стрессорам [6, с. 21], [10, с. 367].
Можно отметить, что продуктивность сортообразцов зависит в целом не от средних климатических показателей, а от коротких периодов воздействия благоприятных и неблагоприятных метеорологических факторов, влияние которых на различных этапах онтогенеза растений не одинаково. «Критическим» в онтогенезе растений является период формирования репродуктивных органов (цветочных почек). Закладка первой кисти представляет особую ценность на рост и накопление сухих веществ и переход ассимилянтов в хозяйственно ценную часть урожая [10, с. 367], [14, с. 56–58]. Нашим исследованиями установлено, что указанный период продолжался 31–33 (F1 Андромеда, Новинка Приднестровья, Марьяна) до 43 (Амулет) суток. Количество завязавшихся плодов (плоды с 2 первых кистей) у изученных сортов была средняя (12–17 шт.). Наиболее перспективными в данном направлении оказались сорта F1 Андромеда, Волгоградский 5/95, Марьяна, Новичок (таблица 1). В целом изученные сорта отличались достаточно высоким порогом завязываемости плодов (48–74 %).
Таблица 1
Показатели роста и развития ювенильных растений томата, 2017–2019 гг.
|
Сортообразец
|
Высота основного побега, см |
Количество плодоносящих ветвей |
Число плодов |
Состояние растений через месяц после высадки в грунт |
|||
|
1-я кисть |
2-я кисть |
Массовые всходы – закладка 1 кисти |
Количество цветков на 1 кисти, шт. |
||||
|
Дар Заволжья (St) |
42 |
3,1 |
5,3 |
6,4 |
36 |
8 |
|
|
Амулет |
38 |
3,4 |
5,2 |
5,7 |
43 |
7 |
|
|
F1 Андромеда |
47 |
4,0 |
7,4 |
9,2 |
32 |
9 |
|
|
Волгоградский 5/95 |
51 |
3,3 |
6,4 |
8,7 |
36 |
8 |
|
|
Вера |
46 |
2,8 |
4,3 |
6,1 |
42 |
6 |
|
|
Гусар |
51 |
3,7 |
5,2 |
4,8 |
37 |
7 |
|
|
Марьяна |
48 |
3,6 |
7,8 |
9,2 |
31 |
10 |
|
|
Мираж |
53 |
3,8 |
6,4 |
8,6 |
33 |
8 |
|
|
Новичок |
49 |
4,2 |
5,3 |
6,6 |
36 |
10 |
|
|
Новинка Приднестровья |
54 |
4,4 |
6,2 |
7,8 |
32 |
9 |
|
|
Риф |
46 |
3,2 |
4,1 |
6,1 |
38 |
7 |
|
|
Титан |
52 |
4,1 |
3,6 |
5,7 |
42 |
8 |
|
Table 1
Growth and development of juvenile tomato plants, 2017–2019
|
Variety sample |
Height of the main escape, see |
Number of fruit-bearing branches |
Number of fruits |
The condition of the plants a month after planting in the ground |
|||
|
1st brush |
2nd brush
|
Mass shoots – laying 1 brush |
Number of flowers per 1 brush, pcs. |
||||
|
Dar Zavolzh’ya (St) |
42 |
3.1 |
5.3 |
6.4 |
36 |
8 |
|
|
Amulet |
38 |
3.4 |
5.2 |
5.7 |
43 |
7 |
|
|
F1 Andromeda |
47 |
4.0 |
7.4 |
9.2 |
32 |
9 |
|
|
Volgogradskiy 5/95 |
51 |
3.3 |
6.4 |
8.7 |
36 |
8 |
|
|
Vera |
46 |
2.8 |
4.3 |
6.1 |
42 |
6 |
|
|
Gusar |
51 |
3.7 |
5.2 |
4.8 |
37 |
7 |
|
|
Mar’yana |
48 |
3.6 |
7.8 |
9.2 |
31 |
10 |
|
|
Mirazh |
53 |
3.8 |
6.4 |
8.6 |
33 |
8 |
|
|
Novichok |
49 |
4.2 |
5.3 |
6.6 |
36 |
10 |
|
|
Novinka Pridnestrov’ya |
54 |
4.4 |
6.2 |
7.8 |
32 |
9 |
|
|
Rif |
46 |
3.2 |
4.1 |
6.1 |
38 |
7 |
|
|
Titan |
52 |
4.1 |
3.6 |
5.7 |
42 |
8 |
|
Высокая потенциальная урожайность положительно коррелирует с продолжительностью вегетационного периода, и урожайность находиться в прямой зависимости от продолжительности фазы формирования зачаточных бутонов – цветение, а также – цветение – начало созревания [15, с. 62], [13, с. 64–65], [16, с. 82]. По величине общей урожайности все испытываемые сорта можно разделить на три группы. В первую группу с высокой урожайностью товарных плодов 45,2–48,6 т/га входили сорта Марьяна, Мираж, F1 Андромеда; во вторую группу с урожайностью 34,4–38,3 т/га – Амулет, Вера, Новичок, Волгоградский 5/95, Новинка Приднестровья; в третью с 30,0 т/га – сорт Гусар (таблица 2).
Таблица 2
Биологическая и морфологическая характеристика сортов томата, 2017–2019 гг.
|
Сортообразец
|
Всходы – цветение |
Цветение – начало созревания |
т/га |
Товарных плодов |
Масса плода, г |
||
|
т/га
|
% от общего |
% к стандарту |
|||||
|
Дар Заволжья (St) |
28 |
44 |
48,5 |
37,4 |
77,1 |
100,0 |
121 |
|
Амулет |
26 |
48 |
41,7 |
38,3 |
91,8 |
97,6 |
138 |
|
F1 Андромеда |
28 |
41 |
49,4 |
47,2 |
95,5 |
126,2 |
116 |
|
Волгоградский 5/95 |
27 |
46 |
42,8 |
38,1 |
89,0 |
101,8 |
140 |
|
Вера |
23 |
52 |
40,4 |
36,8 |
91,0 |
98,3 |
106 |
|
Гусар |
25 |
47 |
33,5 |
28,7 |
85,6 |
76,7 |
140 |
|
Марьяна, |
28 |
42 |
51,2 |
48,6 |
94,9 |
129,9 |
120 |
|
Мираж |
26 |
40 |
48,5 |
45,2 |
93,1 |
120,8 |
136 |
|
Новичок |
24 |
50 |
41,3 |
38,4 |
92,9 |
102,6 |
108 |
|
Новинка Приднестровья |
27 |
47 |
40,8 |
36,2 |
88,7 |
96,7 |
112 |
|
Риф |
28 |
53 |
34,4 |
29,8 |
86,6 |
79,6 |
110 |
|
Титан |
27 |
52 |
33,8 |
30,4 |
89,9 |
81,2 |
80 |
Table 2
Biological and morphological characteristic of tomato varieties, 2017–2019
|
Variety sample |
The rise – flowering |
Flowering – the beginning of maturation |
t/ha |
Commodity fruit |
Fetal mass, d |
||
|
t/ha |
% of the total |
% to standard |
|||||
|
Dar Zavolzh’ya (St) |
28 |
44 |
48.5 |
37.4 |
77.1 |
100.0 |
121 |
|
Amulet |
26 |
48 |
41.7 |
38.3 |
91.8 |
97.6 |
138 |
|
F1 Andromeda |
28 |
41 |
49.4 |
47.2 |
95.5 |
126.2 |
116 |
|
Volgogradskiy 5/95 |
27 |
46 |
42.8 |
38.1 |
89.0 |
101.8 |
140 |
|
Vera |
23 |
52 |
40.4 |
36.8 |
91.0 |
98.3 |
106 |
|
Gusar |
25 |
47 |
33.5 |
28.7 |
85.6 |
76.7 |
140 |
|
Mar’yana |
28 |
42 |
51.2 |
48.6 |
94.9 |
129.9 |
120 |
|
Mirazh |
26 |
40 |
48.5 |
45.2 |
93.1 |
120.8 |
136 |
|
Novichok |
24 |
50 |
41.3 |
38.4 |
92.9 |
102.6 |
108 |
|
Novinka Pridnestrov’ya |
27 |
47 |
40.8 |
36.2 |
88.7 |
96.7 |
112 |
|
Rif |
28 |
53 |
34.4 |
29.8 |
86.6 |
79.6 |
110 |
|
Titan |
27 |
52 |
33.8 |
30.4 |
89.9 |
81.2 |
80 |
По величине урожайности стандартных красных плодов сорта также разделились на три группы. В отличие от градации сортов по общей урожайности, в первой группе остались сорта – F1 Андромеда (40,3 т/га), Марьяна (38,6 т/га), вторая группа пополнилась сортом Мираж (33,4 т/га). Стандартность урожая у большинства сортов была достаточно высокой – в пределах 65 % у сорта Мираж; 70 % – у сортов Марьяна, F1 Андромеда. Минимальное количество стандартных плодов (49,2 %) было у сорта Вера и 58,2 % – у сорта Гусар. Причиной низкой стандартности урожая у сорта Вера было большее количество треснувших и 18,6 % больных плодов.
Таблица 3
Биохимические показатели плодов сортов томата 2017–2019 гг.
|
Сортообразец |
В % на сырое вещество |
Каротин, мг % |
Аскорбиновая кислота, мг % |
||
|
Сухое вещество |
Сумма сахаров |
Кислотность |
|||
|
Дар Заволжья (St) |
5,36 |
2,31 |
1,60 |
1,60 |
8,15 |
|
Амулет |
5,16 |
2,39 |
1,44 |
1,47 |
7,34 |
|
F1 Андромеда |
5,46 |
2,55 |
1,49 |
0,68 |
8,75 |
|
Волгоградский 5/95 |
5,80 |
3,02 |
1,34 |
1,60 |
8,45 |
|
Вера |
4,66 |
3,06 |
1,38 |
1,41 |
6,28 |
|
Гусар |
5,36 |
2,38 |
1,60 |
1,28 |
7,41 |
|
Марьяна |
5,78 |
2,54 |
1,29 |
0,68 |
8,62 |
|
Мираж |
5,92 |
2,70 |
1,46 |
1,76 |
7,67 |
|
Новичок |
5,62 |
2,94 |
1,71 |
1,38 |
8,07 |
|
Новинка Приднестровья |
5,66 |
2,81 |
1,66 |
1,54 |
9,12 |
|
Риф |
5,24 |
2,36 |
1,34 |
1,26 |
6,34 |
|
Титан |
5,38 |
2,46 |
1,52 |
1,32 |
7,27 |
Table 3
Biochemical indicators of tomato fruit varieties 2017–2019
|
Variety sample |
% on raw matter |
Carotin, mg %
|
Ascorbic acid, mg % |
||
|
Dry matter |
Amount of sugars |
Acidity |
|||
|
Dar Zavolzh’ya (St) |
5.36 |
2.31 |
1.60 |
1.60 |
8.15 |
|
Amulet |
5.16 |
2.39 |
1.44 |
1.47 |
7.34 |
|
F1 Andromeda |
5.46 |
2.55 |
1.49 |
0.68 |
8.75 |
|
Volgogradskiy 5/95 |
5.80 |
3.02 |
1.34 |
1.60 |
8.45 |
|
Vera |
4.66 |
3.06 |
1.38 |
1.41 |
6.28 |
|
Gusar |
5.36 |
2.38 |
1.60 |
1.28 |
7.41 |
|
Mar’yana |
5.78 |
2.54 |
1.29 |
0.68 |
8.62 |
|
Mirazh |
5.92 |
2.70 |
1.46 |
1.76 |
7.67 |
|
Novichok |
5.62 |
2.94 |
1.71 |
1.38 |
8.07 |
|
Novinka Pridnestrov’ya |
5.66 |
2.81 |
1.66 |
1.54 |
9.12 |
|
Rif |
5.24 |
2.36 |
1.34 |
1.26 |
6.34 |
|
Titan |
5.38 |
2.46 |
1.52 |
1.32 |
7.27 |
Проявление признака сокращения продолжительности вегетационного периода в сочетании размера и урожайности плодов на биохимическом составе, вкусовых и технологических качествах является преодолением отрицательных связей, или достижением их компромиссного сочетания. Согласно таблице 3, содержание сухих растворимых веществ у всех изученных сортов было высокими – колебалось в пределах 5,46 % у F1 Андромеда; 5,92 % – у сорта Мираж, аскорбиновой кислоты от 6,28 мг % (Вера) до 9,12мг % (Новинка Приднестровья), по сумме сахаров изученные сортообразцы превышали стандартный сорт, что требует дальнейшей работы.
Обсуждение и выводы (Discussion and Conclusion)
Энергосберегающие технологии должны предусматривать использование сортов и гибридов с высокой стандартностью урожая и хорошими химико-технологическими показателями плодов. При расчете экономической и биоэнергетической эффективности возделывания сортов за основу были взяты технологические карты возделывания томата с фактически проведенными агротехническими, материально-денежными и энергетическими затратами. Наиболее экономически выгодным оказалось возделывание сортов с высокой урожайностью стандартных плодов: Марьяна, Мираж, F1 Андромеда имели плотные плоды с хорошими вкусовыми качествами и ранним сроком созревания (первая декада июня). Возделывание сорта Гусар обходилось дороже 1,6 раза, чем F1 Андромеда. Затраты на получение 1 т стандартного урожая у других сортов были существенно выше. В процессе создания новых и их испытании эти критерии оценки должны стать определяющими.
Выделенные сорта можно с высокой эффективностью использовать для культивирования в условиях Дагестана, так как они характеризуются высокой устойчивостью к абиотическим факторам стресса в сочетании с продуктивностью.
1. Avilova K. V. [et al.] Ekologo-klimaticheskie kharakteristiki atmosfery v 2015 g. po dannym meteorologicheskoy observatorii MGU imeni M. V. Lomonosova [Ecological and climatic characteristics of the atmosphere in 2015 according to the meteorological observatory of the Moscow State University named after M. V. Lomonosov] / Under the editorship by. O. A. Shilovtseva. Moscow : MAKS Press, 2016. 268 p.
2. Akhmedova P. M. Osobennosti tekhnologii vyrashchivaniya tomata v perekhodnom oborote v usloviyakh zashchishchennogo grunta Dagestana [Features of the technology of growing tomato in a transitional turnover in the protected soil of Dagestan] // Vegetable crops of Russia. 2018. No. 2. Pp. 43-47. DOI:https://doi.org/10.18619/2072-9146-2018-2-43-47. (In Russian.)
3. Velizhanov N. M. Ispol’zovanie prirodnogo potentsiala sukhikh subtropikov v ekologicheskoy selektsii [Using the natural potential of dry subtropics in ecological breeding] // Upravlenie plodorodiem i uluchshenie agroekologicheskogo sostoyaniya zemel’: sbornik nauchnykh trudov po materialam II Mezhdunarodnoy nauchno-prakticheskoy konferentsii. Yaroslavl’, 2019. Pp. 14-21. (In Russian.)
4. Velizhanov N. M. Obosnovanie i razrabotka osnovnykh elementov energosberegayushchikh protsessov semenovodstva korneplodnykh kul’tur (Beta vilgaris, Daucus carata L.): metodicheskie rekomendatsii [Substantiation and development of the main elements of energy-saving processes of seed production of root crops (Beta vilgaris, Daucus carata L.): guidelines]. Makhachkala, 2020. 43 p. (In Russian.)
5. Goryanin O. I., Shcherbinina E. V., Medvedev I. F. Vliyanie tekhnologicheskikh sistem na vodnyy rezhim pochvy v stepnom Zavolzh’e [Influence of technological systems on the water regime of soil in the steppe Trans-Volga region] // The Agrarian Scientific Journal. 2017. No. 4. Pp. 16-20. (In Russian.)
6. Goncharova E. A., Bekuzarova S. A. Bioraznoobrazie kul’turnykh rasteniy: ekologicheskaya bezopasnost’ i prodovol’stvennye resursy [Biodiversity of cultivated plants: ecological safety and food resources] // Proceedings of Gorsky State Agrarian University. 2015. Т. 52. Part. 2. Pp. 258-267. (In Russian.)
7. Dragavtsev V. A. [et al.] Upravlenie vzaimodeystviem “genotip - sreda” - vazhneyshiy rychag povysheniya urozhaev sel’skokhozyaystvennykh rasteniy [Management of the interaction “genotype - environment” - the most important lever for increasing yields of agricultural plants] // Trudy Kubanskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. 2016. No. 2 (59). Pp. 105-121. (In Russian.)
8. Donskaya V. I., Katakaev N. Kh. Perspektivnye sorta tomata, prigodnye dlya mekhanizirovannoy uborki i dal’neyshey transportirovki [Promising varieties of tomato suitable for mechanized harvesting and further transportation] // Vegetable crops of Russia. 2016. No. 4 (33). Pp. 30-31. (In Russian.)
9. Kulintsev V. V., Chumakova V. V., Kravtsov V. V. Sorta i gibridy sel’skokhozyaystvennykh kul’tur selektsii FGBNU “Severo-Kavkazskiy FNATs” [Varieties and hybrids of agricultural crops of the Federal State Budgetary Scientific Institution “North Caucasian Federal Research Center”]. 8th edition, supplemented. Stavropol’, 2018. 176 p. (In Russian.)
10. Maskalenko O. A., Belyaeva A. V., Mal’tseva D. A., Nekoval’ S. N. Izuchenie i podderzhanie geneticheskoy kollektsii tomata FGBNU VNIIBZR [Study and maintenance of tomato genetic collection Federal State Budgetary Scientific Institution All-Russian Research Institute of Biological Plant Protection] // Nauchnoe obespechenie agropromyshlennogo kompleksa: materialy X Vserossiyskoy konferentsii molodykh uchenykh. Krasnodar, 2017. Pp. 366-367. (In Russian.)
11. Potanin V. G., Aleynikov A. F., Stepochkin P. I. Novyy podkhod k otsenke ekologicheskoy plastichnosti sortov rasteniy [A new approach to assessing the ecological plasticity of plant varieties] // Vavilov Journal of Genetics and Breeding. 2014. Т. 18. No. 3. Pp. 548-552. (In Russian.)
12. Levitin M. M. Klimaticheskie anomalii, sposobstvuyushchie vozniknoveniyu epidemiy [Climatic anomalies contributing to the emergence of epidemics] // Epidemii bolezney rasteniy: monitoring, prognoz, kontrol’: materialy Mezhdunarodnoy konferentsii. Bol’shie Vyazemy, 2017. Pp. 18-30. (In Russian.)
13. Pron’ko N. A., Stepanchenko D. A., Pron’ko V. V., Vliyanie guminovykh preparatov na produktivnost’ tomata na oroshaemykh kashtanovykh pochvakh Saratovskogo Zavolzh’ya [Influence of humic preparations on tomato productivity on irrigated chestnut soils of the Saratov Trans-Volga region] // The Agrarian Scientific Journal. 2017. No. 9. Pp. 24-27. (In Russian.)
14. Harvest cucumbers depending on patterns of plants formation havris’ I.L.1 // National University of Life and Environmental Sciences of Ukraine. 2016. Pp. 83-87.
15. Bornhofen E., Benin G., Storck L., Woyann L.G., Duarte T., Stoco M. G. Statistical methods to study adaptability and stability of wheat genotypes // Bragantia. 2017. No. 76 (1). Pp. 1-10.
