Вирощування щепленого кавуна на різних підщепах в умовах Лівобережного Лісостепу України: дис. на здобуття наук. ступеня д-ра філософії: 201 – Агрономія

Abstract

У дисертаційній роботі наведено теоретичне узагальнення і новий підхід до розв’язання наукової проблеми щодо оптимізації елементів технології вирощування щеплених гібридів кавунів в умовах Лівобережного Лісостепу України. В основу технології покладено вивчення таких факторів: підбір комбінацій підщеп для вирощування диплоїдного гібриду кавуна Юкон F1 та триплоїдного кавуна Кідман F1 з різними густотами стояння рослин, з урахуванням особливостей гібридів підщеп. Проведено узагальнення досягнень та аналіз наукових досліджень вітчизняних і зарубіжних авторів щодо особливостей росту і розвитку щеплених диплоїдних та триплоїдних кавунів. Визначено актуальність впровадження у виробництво використання підщеп для кавунів у відкритому ґрунті. Вперше експериментально досліджені і обґрунтовані особливості формування врожаю щеплених кавунів. Досліджені біологічні особливості щеплених кавунів. Аналіз ґрунтово-кліматичних умов проведених досліджень показав, що вони є типовими для Лівобережного Лісостепу. Погодні умови мали певні відмінності по роках дослідження та відхилення від середньобагаторічних показників, що дало змогу повною мірою встановити вплив досліджуваних факторів на ріст і розвиток щеплених рослин кавуна та реалізацію потенціалу продуктивності культури. Гідротермічні (ГТК) ресурси вегетаційного періоду кавунів у 2019 році становили 0,58, що характеризує погодні умови як посушливі, а в 2020 та 2021 роках 1,10 та 1,12, що визначає їх як оптимальні. Середня температура повітря за вегетаційний період у 2019 році – 21,3 0С, у 2020 році – 19,0 0С у 2021 році – 21,0 0С, що на 2,7 0С; 1,3 0С та 2,4 0С вище 3 середньобагаторічної. Зазначені погодні умови впливали на ріст і розвиток рослин кавуна, формування вегетативної маси та врожаю. Найбільшу довжину головного стебла у фазі початку плодоношення мали щеплені рослини кавуна в порівнянні з нещепленими. Так, на кавуні гібриду Юкон F1 щепленого на підщепу Кобальт F1 вона склала 358 см, що на 28,3 % більше ніж на контролі, а на підщепі Пелопс F1 на 24,7 %. На гібриді кавуна Кідман F1 щепленого на підщепу Кобальт F1 вона склала 335 см, що на 70,9 % більше, а на підщепі гібриду Пелопс F1 на 60,7 % більше ніж на контролі. По кількості пагонів першого та другого порядку також спостерігалася за роки досліджень істотна різниця. На кавуні Юкон F1 щепленого на підщепу Кобальт F1 - 29 штук, що на 17 штук більше, ніж на контролі, та на 4 штуки більше ніж на підщепі гібриду Пелопс F1. У кавуна Кідман F1 щепленого на підщепу Кобальт F1 їх кількість була 26 штук, що на 16 штук більше, ніж на нещеплених, та на 4 штуки більше ніж на підщепі гібриду Пелопс F1. Найбільша площа листової поверхні за роки досліджень була на рослинах кавуна Юкон F1 щеплених на підщепу Кобальт F1, яка в середньому склала 3,40 м2, що на 74,4 % більше за нещеплені рослини, а на підщепі гібриду Пелопс F1 на 62,1 % більше ніж на нещеплених рослинах. У щепленого кавуна Кідман F1 за роки досліджень найбільша площа листової поверхні була на підщепі Кобальт F1, яка в середньому склала 2,76 м2, що на 110,7 % більше ніж на нещеплених рослинах, а на підщепі гібриду Пелопс F1 на 58,1 %. Аналіз результатів урожайності кавуна свідчить про значну перевагу щеплених рослин над нещепленими. За роки досліджень у кавуна Юкон F1 щепленого на підщепу Кобальт F1 середня урожайність склала 79,0 т/га, що на 16,8 т/га більше ніж на нещеплених рослинах, а на підщепі Пелопс F1 –74,7 т/га, що на 12,5 т/га перевищує контроль. Найвищу урожайність 62,5 т/га отримали при вирощуванні кавуна гібриду Кідман F1, щепленого на підщепу 4 Кобальт F1, що на 24,1 т/га вище ніж на контролі (нещеплені), а на підщепі Пелопс F1 53,5 т/га, що на 15,1 т/га перевищує нещеплені. При дослідженні впливу густоти стояння щеплених рослин на урожайність встановили, що найбільшу урожайність щепленого диплоїдного гібриду кавуна Юкон F1 на підщепі Кобальт F1 отримали на рослинах з густою стояння 4 тис/га, яка склала – 82,9 т/га, що на 3,6 т/га більше, ніж при густоті 3 тис/га, та на 10,4 т/га більше ніж при густоті 5 тис/га. У кавуна Юкон F1 на підщепі Пелопс F1, найбільшу урожайність отримали з густотою стояння 4 тис/га, яка склала – 77,2 т/га, що на 8,5 т/га більше, ніж при густоті 3 тис/га, та на 4,3 т/га більше ніж при густоті 5 тис/га. За роки досліджень найбільшу урожайність щепленого триплоїдного гібриду кавуна Кідман F1 на підщепі Кобальт F1 отримали на рослинах з густотою стояння 4 тис/га, яка склала – 63,2 т/га, що на 3,2 т/га більше, ніж при густоті 3 тис/га, та на 7,9 т/га більше ніж при густоті 5 тис/га. На підщепі Пелопс F1 найбільшу урожайність отримали на рослинах з густотою стояння 4 тис/га, яка склала – 54,5 т/га, що на 3,4 т/га більше, ніж при густоті 3 тис/га, та на 0,4 т/га більше ніж при густоті 5 тис/га. Щеплені рослини кавунів на підщепі Кобальт F1 мали більший вміст сухої розчинної речовини, яка склала у гібрида Кідман F1 –10,88 %, що на 1,5 % більше ніж на контролі, та у гібрида Юкон F1 – 10,21%, що на 1,06 % більше ніж на контролі (нещеплені рослини). Найбільший вміст загального цукру був у комбінації кавуна Юкон F1 з підщепою Кобальт F1 – 8,84 %, та комбінації Кідмана F1 з Пелопс F1 – 8,69 %. Вміст нітратів був нижче ГДК (60 мг/кг) та коливався від 21,4 до 27,7 мг/кг. Найнижчий вміст нітратів був у комбінації підщепи Кобальт F1 та кавуна Кідман F1 – 21,4 мг/кг, та на кавуні Юкон F1 – 23,9 мг/кг відповідно, що не суттєво відрізняється від контрольних рослин. За показниками економічної ефективності вирощування щеплених рослин кавуна з різними густотами найвищі рівні прибутку та рентабельності виробництва у середньому за роками отримано при густоті 5 3 тис./га на підщепі гібриду Кобальт F1, як у диплоїдного кавуна Юкон F1 (114,7 %), так і триплоїдного кавуна Кідман F1 (343,3 %). Вирощування щеплених гібридів кавуна Юкон F1 та Кідман F1 на підщепах Пелопс F1 та Кобальт F1 економічно вигідно. Найбільший урожай гібриду Юкон F1 – 79,0 т/га та чистий прибуток 111295 грн/га отримали при використанні підщепи Кобальт F1. Економічна ефективність вирощування триплоїдного гібриду кавуна Кідман F1 значно вища, ніж диплоїдного гібриду Юкон F1 за рахунок більш високої вартості продукції безнасіннєвого кавуна. Гібрид Кідман F1 щеплений на підщепу Кобальт F1 забезпечив отримання врожаю 62,5 т/га з чистим прибутком 552500 грн/га, та рівнем рентабельності 305,7 %. Дещо меншою була ефективність вирощування гібриду Кідман F1 на підщепі Пелопс F1, чистий прибуток склав 472900 грн/га, з рівнем рентабельності 255,2 %.

The dissertation presents a theoretical generalization and a new approach to solving the scientific problem of optimizing elements of technology for growing grafted watermelon hybrids in the conditions of the Left Bank Forest Steppe of Ukraine. The technology is based on the study of the following factors: the selection of combinations of rootstocks for growing diploid hybrid Yukon F1 watermelon and 6 triploid Kidman F1 watermelon with different plant densities, taking into account the characteristics of hybrid rootstocks. A summary of achievements and analysis of scientific research by domestic and foreign authors regarding the growth and development features of grafted diploid and triploid watermelons was carried out. The urgency of introducing the use of rootstocks for watermelons in the open field into production has been determined. For the first time, the peculiarities of the formation of the grafted watermelon crop were experimentally investigated and substantiated. Biological features of grafted watermelons were studied. The analysis of the soil and climatic conditions of the conducted studies showed that they are typical for the Left Bank Forest Steppe. The weather conditions had certain differences in the years of the study and deviations from the average multi-year indicators, which made it possible to fully establish the influence of the studied factors on the growth and development of grafted watermelon plants and the realization of the productivity potential of the culture. The hydrothermal (HTK) resources of the growing season of watermelons in 2019 were 0,58, which characterizes the weather conditions as dry, and in 2020 and 2021 they were 1.10 and 1,12, which defines them as optimal. The average air temperature during the growing season in 2019 is 21,3 0C, in 2020 – 19,0 0C, in 2021 – 21,0 0C, which is 2,7 0C; 1,3 0C and 2,4 0C above the multi-year average. The specified weather conditions influenced the growth and development of watermelon plants, the formation of vegetative mass and harvest. Grafted watermelon plants had the longest length of the main stem, in the phase of the beginning of fruiting, compared to ungrafted ones. Thus, on a watermelon of the Yukon F1 hybrid grafted on the Cobalt F1 rootstock, it was 358 cm, which is 28,3 % more than on the control, and on the Pelops F1 rootstock by 24,7 %. On the Kidman F1 watermelon hybrid grafted on the Cobalt F1 rootstock, it was 335 cm, which is 70,9 % more, and on the Pelops F1 hybrid rootstock it was 60,7 % more than on the control. A significant difference was also observed in the number of shoots of the first and second order over the years of research. On the Yukon F1 watermelon grafted on the Cobalt F1 rootstock, there are 29 pieces, which 7 is 17 pieces more than on the control, and 4 pieces more than on the Pelops F1 hybrid rootstock. In the Kidman F1 watermelon grafted on the Cobalt F1 rootstock, their number was 26, which is 16 more than on the ungrafted, and 4 more than on the Pelops F1 hybrid rootstock. The largest leaf surface area over the years of research was on Yukon F1 watermelon plants grafted on Cobalt F1 rootstock, which averaged 3.40 m2, which is 74,4 % more than ungrafted plants, and on Pelops F1 hybrid rootstock 62,1 % more than on ungrafted plants. In the grafted Kidman F1 watermelon, over the years of research, the largest leaf surface area was on the rootstock Cobalt F1, which averaged 2.76 m2, which is 110,7 % more than on ungrafted plants, and on the rootstock of the hybrid Pelops F1 by 58,1 %. The analysis of the results of the yield of watermelon indicates a significant advantage of grafted plants over non-grafted ones. Over the years of research, the Yukon F1 watermelon grafted on the Cobalt F1 rootstock had an average yield of 79,0 t/ha, which is 16,8 t/ha more than on ungrafted plants, and on the Pelops F1 rootstock – 74,7 t/ha, which by 12,5 t/ha exceeds the control. The highest yield of 62,5 t/ha was obtained when growing the Kidman F1 hybrid watermelon grafted on the Cobalt F1 rootstock, which is 24,1 t/ha higher than on the control (ungrafted), and 53,5 t/ha on the Pelops F1 rootstock. which exceeds ungrafted by 15,1 t/ha. When studying the influence of the density of grafted plants on productivity, it was established that the highest yield of the grafted diploid hybrid watermelon Yukon F1 on the rootstock Cobalt F1 was obtained on plants with a density of 4 thousand/ha, which was 82,9 t/ha, which is 3,6 t/ha more than at a density of 3 thousand/ha, and by 10,4 t/ha more than at a density of 5 thousand/ha. In the Yukon F1 watermelon on the Pelops F1 rootstock, the highest yield was obtained with a stand density of 4 thousand/ha, which amounted to 77,2 t/ha, which is 8,5 t/ha more than at a density of 3 thousand/ha, and at 4.3 t/ha more than at a density of 5 thousand/ha. During the years of research, the highest yield of the grafted triploid watermelon hybrid Kidman F1 on the rootstock Cobalt F1 was obtained on plants with a stand density of 4 thousand/ha, which amounted to 63,2 t/ha, which is 3,2 t/ha 8 more than at a density of 3 thousand/ha, and by 7,9 t/ha more than at a density of 5 thousand/ha. On the Pelops F1 rootstock, the highest yield was obtained on plants with a stand density of 4 thousand/ha, which amounted to 54,5 t/ha, which is 3,4 t/ha more than at a density of 3 thousand/ha, and by 0,4 t/ha more than at a density of 5 thousand/ha. Grafted watermelon plants on the Cobalt F1 rootstock had a higher content of dry soluble matter, which was -10,88 % in the Kidman F1 hybrid, which was 1,5 % more than in the control, and 10,21 % in the Yukon F1 hybrid, which was 1,06 % more than the control (non-inoculated plants). The highest content of total sugar was in the combination of Yukon F1 watermelon with Cobalt F1 rootstock – 8,84 %, and the combination of Kidman F1 with Pelops F1 – 8,69 %. The content of nitrates was below the MPC (60 mg/kg) and ranged from 21,4 to 27,7 mg/kg. The lowest nitrate content was in the combination of Cobalt F1 rootstock and Kidman F1 watermelon – 21,4 mg/kg, and Yukon F1 watermelon – 23,9 mg/kg, respectively, which is not significantly different from the control plants. According to indicators of the economic efficiency of growing grafted watermelon plants with different densities, the highest levels of profit and profitability of production on average over the years were obtained at a density of 3 thousand/ha of the Cobalt F1 hybrid rootstock, both in the diploid Yukon F1 watermelon (114,7 %) and the triploid watermelon Kidman F1 (343,3 %). Cultivation of grafted watermelon hybrids Yukon F1 and Kidman F1 on Pelops F1 and Cobalt F1 rootstocks is economically beneficial. The largest yield of the Yukon F1 hybrid – 79,0 t/ha and a net profit of UAH 111,295/ha was obtained when using the Cobalt F1 rootstock. The economic efficiency of growing the Kidman F1 triploid watermelon hybrid is significantly higher than the Yukon F1 diploid hybrid due to the higher production cost of seedless watermelon. The Kidman F1 hybrid grafted on the Cobalt F1 rootstock provided a yield of 62,5 t/ha with a net profit of UAH 552,500/ha, and a profitability level of 305,7 %. The efficiency of growing the Kidman F1 hybrid on the Pelops F1 rootstock was somewhat lower, the net profit was UAH 472,900/ha, with a profitability level of 255,2 %.