ЕКОЛОГІЗАЦІЯ ТЕПЛИЧНОГО ВИРОБНИЦТВА ТОМАТА НА БЕЗПЕЧНОМУ СУБСТРАТІ З ВИКОРИСТАННЯМ СИСТЕМИ
В останні десятиліття у світі набуло широкого поширення вирощування овочевих культур на малооб'ємних субстратах із дозованим крапельним поливом [5]. Висока економічна ефективність та врожайність, відсутність необхідності чергування культур та сівозмін, суворе дотримання заходів профілактики зараження рослин шкідниками культур пояснює переваги гідропоніки. Автоматизовані операції з внесення мінеральних елементів та розчинів скорочують трудомісткість робочих процесів у середньому у 2.0 – 2.5 рази. Також ліквідується сезонний характер робіт, а населення протягом року повністю забезпечується овочевою продукцією. Масштабність таких технологій постійно зростає. Наприклад, у Скандинавських країнах під овочевими культурами за новими технологіями з краплинним поливом зайнято близько 80% загальних площ теплиць країни, а Голландії - близько 50% площ. За останні 5 років площі теплиць для виробництва овочів в Україні зросли більш ніж на 1,2 раза. А до 2010 року в Україні заплановано збільшити частку вітчизняного виробника насиченості ринку овочами захищеного ґрунту із 35 до 80%. Нині у Білгородській області діють тепличні комплекси загальною площею понад 50 га. Починаючи з 2013 року, у Білгородській області розпочали розробку технології вирощування тепличних овочів на безпідставному субстраті із системою краплинного поливу у ТОВ «Сільськогосподарське підприємство «Теплиці Білогір'я» [9, 10].
Для виробництва екологічно безпечної та органічної продукції застосовують різні біологічні стимулятори зростання та розвитку. У сучасному переліку агрохімікатів серед них названо гумінові речовини [13]. Випробування показують, що гумінові добрива чинять на овочі різноманітну дію. Насамперед, вони стимулюють обмінречовин та посилюють адаптаційні властивості організму рослин. Встановлено, що багато гуматів найбільш ефективні при спільному застосуванні з мінеральними елементами [1, 4, 7, 8]. Для низки сімейств і пологів рослин виявлено інтенсивніший ефект стимулювання росту. Найбільш чуйними на гумати виявилися пасльонові, і насамперед томати, найменше – бобові (горох). У проміжній залежності знаходяться такі культури, як злакові (ячмінь, пшениця, кукурудза), складноцвіті (соняшник) та гарбузові (огірки). У дослідженнях при вирощуванні томатів під плівковими укриттями із застосуванням лігногумату збільшення урожаю становило близько 17 - 38%. Потужний розвиток оброблених рослин забезпечував настання періоду плодоношення на два тижні раніше за контрольний варіант. Одночасно з цим підвищується якість плодів, їх вирівняність та щільність [6].
Метою наших досліджень було вивчення особливостей вирощування індетермінатного сорту томату на мінеральних кубиках із застосуванням біологічних гумінових добрив. До завдань досліджень входило: вивчення складу розчинів для системи краплинного поливу томату; встановлення впливу біологічних гумінових стимуляторів зростання на зростання та врожайність томату сорту Томімару Мучо F-1; вивчення біометричних та біохімічних характеристик томату; виявлення максимально ефективної комбінації застосування гумінових препаратів із розчинами краплинного поливу томату.
Матеріал та методи дослідження
Томат - Lусореrsiсон esсulentum Mill., належить до сімейства Solanaceae (пасльонові) і є культурною рослиною, що походить з Південної або Центральної Америки. В Англії томати почали вирощувати в теплицях приблизно з 1880 року, і вони стали протягом круглого року у великій кількості поставлятися на ринки.Приблизно з початку XX століття тепличне вирощування томату почало швидко поширюватися в Європі, а в XXI столітті, згідно з даними ООН, томати - це овочева теплична культура з найбільшим обсягом виробництва у світі. Почасти це пов'язано з тим, що томати - рослини, що самозапиляються. Завдання агронома під час запилення підтримувати оптимальні умови та режим (світловий, тепловий, поживний) для максимального плодоутворення. Дозрівання плодів починається в середньому через 50 - 80 днів від висадки та початком збирання врожаю. Для підвищення врожайності даної культури необхідно розробляти перспективні та екологічно безпечні технології її вирощування [2].
Досвід з томатом проводили відповідно до загальноприйнятої методики польового досвіду з овочевими культурами в спорудах захищеного ґрунту по Доспехову Б.А. [3]. Обробіток томату на безпідставному субстраті з використанням системи краплинного поливу та вузькостелажної гідропоніки складався з наступних етапів:
Гумінові біологічні добрива серії БелБіо (Білгородський біологічний препарат) розроблені шляхом виділення з вермікомпоста у Випробувальній лабораторії ФДБОУ ВО Білгородського ДАУ ім. В.Я.Горіна. Препарати даної серії мають високу біологічну активність [15]. Вологість становить близько 98%, кількість вільних гумусових кислот – у межах 78 – 80 г/л, рН приготовлених розчинів – 7.8-8.7. Середній склад препаратів серії БелБіо за рядом елементів варіює. Зміст загального, амонійного та нітратного азоту знаходиться в межах 49.0, 15.0 та 5.0% для БелБіо-1 та 21.0, 13.0 та 4.0% для БелБіо-2 відповідно. У БелБіо-1 рівень калію та фосфору становить 1.2. та 0.5 мг/л. З наукової літератури відомо, що для томату в силу його фізіологічних потреб, найкраще застосовуватинатрієву, а не калієву, сіль з комплексом ряду біогенних мікроелементів. У БелБіо-2 рівень фосфору становить 0.5 мг/л, калій є у слідових кількостях. У БелБіо-2 міститься більше кальцію (близько 3.0 мг/л розчину). Мінеральні речовини є у препаратах у вигляді хелатних комплексів. Альтернативним гуміновим препаратом при обробітку томату був лігногумат, виділений з деревини, що містить лігніну, сировини. В експерименті нами використали лігногумат торгової марки «АМ». Його склад (% від сухих речовин): калій – не менше 9; сірка – не менше 3; залізо – не більше 0,2; марганець, мідь та цинк - по 0,12; молібден – 0,015; кобальт – 0,12. Показник концентрації водневих іонів (рН): 8.5 – 10.0 Клас небезпеки IV – малонебезпечний продукт.
У період вегетації томату проводили фенологічні спостереження: - фази початку цвітіння, масового цвітіння; початку утворення плодів, масового утворення плодів; дозрівання плодів; збирання врожаю плодів. Тривалість спостережень становила близько 90 днів. Були проведені біометричні виміри на 4 рослинах з 2 головними стеблами, типовими для кожного варіанта досвіду. Визначали висоту рослини, кількість листя, кількість суцвіть, масу та кількість плодів томату. За нашою участю у Випробувальній лабораторії БелДАУ було вивчено показники фізико-хімічного складу поживних розчинів для гідрополиву. Біохімічний аналіз зразків проводили за загальноприйнятими методиками [11]. Суху речовину визначали методом висушування до постійної маси згідно з ГОСТ 20851.4; масова частка азоту – за ГОСТ 30181.1; загальний цукор - за Бертраном; масової частки калію та фосфору - за ГОСТ 20851.3 та ГОСТ 20851.2; вітамін «С» – йодометричним методом; рН - за ГОСТ 26713. Мікроелементи та токсичні речовини визначали атомно-абсорбційним методомГОСТ 30692 та ГОСТ 30178. Математичну обробку даних за результатами випробувань та врожайності проводили методом дисперсійного аналізу з використанням комп'ютерної програми Excel у середовищі операційної системи Microsoft Windows.
З наукової літератури відомо, що вирощування розсади томату на багатому тлі поживних речовин виховує у рослини подальшу високу чуйність на поживні елементи. Тому так важливим є регулювання умов мінерального харчування томату з початкової фази росту рослин [12]. При складанні рецепта використані наступні компоненти (для макроелементів - кг/м3; для мікроелементів - г/м3): Ca(NO3)2 - 68.0; KNO3 – 35.3; KH2PO4-20.4; K2SO4 – 39.1; хелат заліза – 1.14 кг; молібдат NH4 – 12.0; MgSO4 – 46.7; MnSO4 – 218.0; ZnSO4 – 135.0; CuSO4 – 19.0; бура – 108.0. У таблиці 1 представлений хімічний склад живильного розчину для гідропоніки томату у фазі початку плодоутворення.
Хімічний склад крапельного розчину для поливу томату