Удосконалення елементів технології вирощування індетермінантних гібридів помідора в зимових теплицях Степової зони України: дис. на здобуття наук. ступеня д-ра філософії: 201 – Агрономія

Abstract

Уперше експериментально досліджено і обґрунтовано новий підхід до розв’язання наукової проблеми щодо удосконалення елементів технології вирощування індетермінантних гібридів помідора в умовах зимових теплиць Степової зони України. В основу удосконалення технології вирощування помідора покладено вивчення таких елементів: підбір високопродуктивних гібридів групи чері (Хуаніта F1 (к), DRC-564 F1, DRC-2050 F1, DRC-2055 F1) та червоних середньоплідних (Коміт F1 (к), Мерліс F1, Компліс F1, № 1035 F1), вивчено вплив щеплення рослин гібрида Мерліс F1 з підбором кращих підщеп (Максіфорт F1, Кайзер F1, Емперадор F1), досліджено, як впливають різні субстрати (мінеральна вата «Гродан» (к), кокосовий субстрат «Церес», «Фортеко» та «Хорті») на рослини крупноплідного гібрида Біоранж F1. Досліджено морфо-біологічні особливості рослин гібридів F1 помідора зарубіжної селекції у скляних теплицях в умовах IV світлової зони України, визначено їх сумарно-адаптивну продуктивність, уточнено тривалість етапів органогенезу. Дослідили, як впливала зміна елементів технології вирощування помідора на біохімічний склад плодів гібридів F1. Розраховано економічну ефективність запропонованих елементів технології вирощування помідора в продовженій культурі зимових теплиць. Проведено економічну оцінку елементів технології та доведено доцільність їх використання за вирощування досліджених гібридів зарубіжної селекції. Дослідження здійснювались на агропідприємстві ТОВ ТК «Дніпровський», яке знаходиться в Дніпровському районі Дніпропетровської області, протягом чотирьох років (2021-2024 рр.). Всі експериментальні дослідження виконувалися в сучасних промислових теплицях типу «Venlo», вирощували рослини помідора за рекомендованою технологією для зимових теплиць. Вирощування помідорів здійснювалось методом малооб'ємної гідропоніки, де комп'ютерна система (Priva Integro) контролювала процеси мікроклімату в теплиці, включаючи температуру, вологість, провітрювання, полив та подачу вуглекислого газу. Рослини вирощували в умовах продовженої культури, з вегетаційним періодом тривалістю 11 місяців та плодоношенням протягом 9 місяців. Захист рослин помідора від шкідників і хвороб виконували за інтегрованою системою захисту. В огляді літератури проаналізовано дослідження зарубіжних та вітчизняних вчених, розглянуто класифікацію, морфологічну та біологічну характеристику, харчову цінність, народногосподарське значення та особливості технології вирощування помідора в зимових теплицях. Обґрунтовано необхідність виконання щеплення рослин на підщепи та роль субстрату в технології вирощування помідора. Результати досліджень червоних середньоплідних індетермінантних гібридів помідора Коміт F1 (к), Мерліс F1, Компліс F1, №1035 F1 свідчать, що всі дослідженні гібриди підходять для вирощування в продовженій культурі зимових теплиць Степової зони України. Найкращим за рядом показників визначено гібрид Мерліс F1. За період вегетації рослини були в балансі між вегетативним та генеративним типом росту: загальна довжина стебла була 982,3 см, діаметр верхівки 9,6 мм., кількість листків становила 108,6 шт. На рослинах протягом періоду плодоношення було сім суцвіть з плодами і восьме квітуче. За весь період вегетації було сформовано 28,0 квітучих китиць з яких зібрали 120,8 плодів з масою – 141,7 г. Стресові умови росту (t > 290С) найкраще проходив гібрид Мерліс F1, рослини якого зберегли 26,5 суцвіть, втративши найменшу кількість – 1,5 китиць. Найбільша урожайність 48,8 кг/м2 та товарність 94,9% була в гібрида Мерліс F1, що на 1,5 кг/м2 та 5,8 % більше від гібрида Коміт F1 (к). Найбільший чистий прибуток 559,8 грн./м2 отримали за вирощування гібрида Мерліс F1 з рівнем рентабельності 33,4 %, що на 8,3 % більше порівняно з контролем. За дослідження індетермінантних гібридів групи чері Хуаніта F1 (к), DRC-564 F1, DRC-2050 F1 та DRC-2055 F1 встановлено, що протягом періоду вегетації в рослин помідора був збалансований тип розвитку. Рослини відзначились інтенсивною силою росту основного стебла на рівні 1005,6-1050,3 см., найбільша сила росту була в гібрида Хуаніта F1 (к) – 1050,3 см. Діаметр верхівки в гібридів групи чері становив 8,7-9,0 мм. Більший діаметр верхівки був у гібридів DRC-564 F1 та DRC-2055 F1, 9,0 мм. Рослини гібридів групи чері формували від 115,8 до 120,7 листків, а довжина листка була 34,3-35,4 см. Визначено, що за рядом показників найкращим був гібрид DRC-564 F1. Рослини сформували 31,2 квітучих суцвіть, а вдалось зібрати 29,0 китиць з плодами. Збір урожаю гібридів групи чері виконували китицями. Найвища маса китиць з плодами була в рослин помідора гібрида DRC-654 F1 – 244,2 г., що на 44,2 г. (22,1 %) більше за гібрид Хуаніта F1 (к). За період плодоношення з рослин гібрида DRC-654 F1 було зібрано 309,2 плодів, що на 32,1 шт. (11,6 %) більше за контроль. Гібрид DRC-654 F1 формував 10,7 плодів в китиці з масою 22,8 г. Першими вступали в плодоношення рослини помідора гібрида DRC-654 F1 формуючи ранній урожай 3,2 кг/м2 , що на 39,1 % більше порівняно з гібридом Хуаніта F1 (к). Найбільша загальна урожайність 23,1 кг/м2 була в гібрида помідора DRC-654 F1, що на 2,6 кг/м2(12,7 %) більше за контроль. Значно більший чистий прибуток 1183,9 грн./м2 отримали за вирощування рослин гібрида DRC-564 F1 з рівнем рентабельності 64,9 %, що на 19,2 % більше порівняно з гібридом Хуаніта F1 (к). Щеплені рослини помідора Мерліс F1 на підщепи Максіфорт F1, Кайзер F1 та Емперадор F1 формували більш потужну вегетативну масу в порівнянні з кореневласними. Довжина основного стебла у щеплених рослин становила 1025,9-1030,5 см, що на 47,1-51,7 см більше від кореневласних. В щеплених рослин діаметр верхівки був на рівні 9,8-10,0 мм. В корен власних рослин гібрида Мерліс F1 протягом періоду вегетації було 108,2 листків. Рослини вирощенні на підщепах формували 114,0-117,3 листків. За весь період вегетації рослини гібрида Мерліс F1 без щеплення (к) сформували 27,9 квітучих суцвіть, а щеплені помідори 28,3-28,5 китиць. Стресові умови росту (t > 290С) найкраще проходив гібрид Мерліс F1щеплений на підщепи Максіфорт F1, Кайзер F1 та Емперадор F1 рослини якого зберегли 28,0-28,1 китиць. З гібриду помідора Мерліс F1 на власному корені (к) зібрали 122,4 плода, а з щеплених рослин 130,4-131,7 плодів. В рослин вирощеного на підщепах було отримано приріст маси плодів 4,1-4,8 г (2,9-3,4%) порівняно з кореневласними рослинами. Найвищий показник раннього урожаю забезпечили рослини помідора, вирощені на підщепах Максіфорт F1 та Емперадор F1 – 5,9 кг/м2, що на 20,4 % більше за гібрида Мерліс F1 без щеплення (к). Найвищу загальну урожайність отримали з рослин помідора, щепленого на підщепу Максіфорт F1 –53,0 кг/м2, що на 4,8 кг/м2 більше від контролю. Найкращими за товарністю плодів були рослини помідора, вирощені на підщепах Максіфорт F1 та Кайзер F1– 95,4 %. Найвищий приріст чистого прибутку отримали з рослин помідора Мерліс F1, щеплених на підщепу Максіфорт F1 213,0 грн./м2, що забезпечило ріст рентабельності на 11,4 % порівняно з контролем без щеплення. Вирощування помідора гібриду Біоранж F1 на різних субстратах (мінеральна вата «Гродан» (к), кокосові субстрати «Церес», «Хорті» та «Фортеко») впливало на ріст і розвиток рослин. Довжина основного стебла гібрида Біоранж F1 була від 739,7 до 816,6 см, найбільша сила росту була в рослин, вирощених на кокосовому субстраті «Фортеко» – 816,6 см. Діаметр верхівки за вирощування на мінеральній ваті (к) та кокосовому субстраті «Церес», «Фортеко» був у межах 10,9-11,2 мм, а рослини знаходяться в балансі між вегетативним і генеративним типом розвитку. На рослинах помідора було сформовано від 81,1 до 91,8 листків, а їх довжина становила 39,8-41,7 см. Під час проведення досліджень встановлено, що рослини, які вирощували на кокосовому субстраті «Церес» та «Фортеко», характеризувалися більшою силою росту генеративних органів порівняно з рослинами, вирощеними на мінеральній ваті «Гродан» (к), отримали приріст: квітучих суцвіть 0,6-0,8 шт., 0,9 китиць з плодами, 5,2 плодів. Найбільшу масу плодів мав гібрид Біоранж F1,вирощений на кокосовому субстраті «Фортеко» – 190,6 г. Рослини гібрида Біоранж F1, вирощені на кокосовому субстраті «Церес» та «Фортеко», сформували ранній урожай 5,4-5,5 кг/м2, що на 10,2-12,2 % більше від контролю. Загальна урожайність помідора Біоранж F1, вирощеного на кокосовому субстраті «Церес» та «Фортеко», становила 49,0-49,1 кг, що на 2,4-2,5 кг більше ніж в рослин, вирощених на мінеральній ваті. Найвища товарність плодів була 92,9 % за вирощування рослин помідора на кокосовому субстраті «Фортеко». З рослин помідора Біоранж F1,вирощеного на кокосовому субстраті «Церес» та «Фортеко», отримали приріст чистого прибутку на рівні від 123,7 до 144,2 грн./м2, що в свою чергу забезпечило ріст рентабельності на 6,5-7,7 % порівняно з рослинами вирощених на мінеральній ваті «Гродан» (к).

For the first time, a new approach to solving the scientific problem of improving the elements of the technology of growing indeterminate hybrids of tomato in the conditions of winter greenhouses of the Steppe zone of Ukraine was experimentally investigated and substantiated. The basis for improving the technology of tomato cultivation is the study of the following elements: the selection of high-yielding hybrids of the cherry group (Juanita F1 (k), DRC-564 F1, DRC-2050 F1, DRC-2055 F1) and red medium-fruited hybrids (Komit F1 (k), Merlis F1 , Komplis F1, № 1035 F1), studied the effect of grafting plants of the Merlis F1 hybrid with the selection of the best rootstocks (Maxifort F1, Kaiser F1, Emperador F1), investigated the effect of different substrates (mineral wool "Hrodan" (k), coconut substrate " Ceres", "Forteco" and "Horti") on plants of the large-fruited hybrid Biorange F1. The morpho-biological features of F1 tomato hybrid plants of foreign selection in glass greenhouses in the conditions of the IV light zone of Ukraine were studied, their total adaptive productivity was determined, and the duration of the stages of organogenesis was specified. We investigated how changing the elements of the tomato growing technology affected the biochemical composition of the fruits of F1 hybrids. The economic efficiency of the proposed elements of tomato growing technology in the extended culture of winter greenhouses was calculated. An economic evaluation of the elements of the technology was carried out and the feasibility of their use for the cultivation of the researched hybrids of foreign selection was proved. The research was carried out at the modern agricultural enterprise LLC TK "Dniprovskyi", which is located in the Dnipro district of the Dnipropetrovsk region, for four years (2021-2024). All experimental studies were carried out in modern industrial greenhouses of the "Venlo" type, tomato plants were grown according to the recommended technology for winter greenhouses. Tomatoes were grown using small volume hydroponics, where a computer system (Priva Integro) controlled microclimate processes in the greenhouse, including temperature, humidity, ventilation, watering, and carbon dioxide supply. The plants were grown under conditions of extended culture, with a growing season lasting 11 months and fruiting for 9 months. Protection of tomato plants from pests and diseases was carried out using an integrated protection system.In the literature review, the research of foreign and domestic scientists was analyzed, the classification, morphological and biological characteristics, nutritional value, national economic importance and features of the technology of growing tomatoes in winter greenhouses were considered. The necessity of grafting plants onto rootstocks and the role of the substrate in the tomato growing technology are justified.The results of studies of red medium-fruited indeterminate tomato hybrids Komit F1(k), Merlis F1, Komplis F1, № 1035 F1 show that all studied hybrids are suitable for growing in extended culture in winter greenhouses of the Steppe zone of Ukraine. The Merlis F1 hybrid was determined to be the best according to a number of indicators. During the vegetation period, the plants were in balance between the vegetative and generative types of growth: the total length of the stem was 982,3 cm, the diameter of the top was 9,6 mm, the number of leaves was 108,6 pcs. During the fruiting period, the plants had seven inflorescences with fruits and an eighth flowering. During the entire vegetation period, 28,0 flowering tassels were formed, from which 120,8 fruits with a weight of 141,7 g were collected. The Merlis F1 hybrid was the best in stressful growth conditions (t > 290С), the plants of which retained 26,5 inflorescences, losing the smallest quantity –1,5 tassels. The highest yield of 48,8 kg/m2and marketability of 94,9% was in the hybrid Merlis F1, which is 1,5 kg/m2 and 5,8% more than the hybrid Comit F1 (k). The highest net profit of 559,8 UAH/m2 was obtained for the cultivation of the Merlis F1 hybrid with a profitability level of 33,4%, which is 8,3% more compared to the control.During the study of indeterminate hybrids of the group of cherries Juanita F1 (k), DRC-564 F1, DRC-2050 F1 and DRC-2055 F1, it was established that during the growing season tomato plants had a balanced type of development. The plants were distinguished by the intensive growth of the main stem at the level of 1005,6-1050,3 cm, the greatest growth strength was in the hybrid Juanita F1 (k) – 1050,3 cm. The diameter of the top of the hybrids of the cherry group was 8,7-9,0 mm DRC-564 F1 and DRC-2055 F1 hybrids had a larger apex diameter of 9,0 mm. Plants of hybrids of the cherry group formed from 115,8 to 120,7 leaves, and the length of the leaf was 34,3-35,4 cm. It was determined that the DRC-564 F1 hybrid was the best according to a number of indicators. The plants formed 31,2 flowering inflorescences, and it was possible to collect 29,0 bunches with fruits. Harvesting of hybrids of the cherri group was carried out with tassels. DRC-654 F1 hybrid plants had the highest mass of bunches with fruits – 244,2 g, which is 44,2 g (22,1%) more than the Juanita F1 hybrid (k). During the fruiting period, 309,2 fruits were collected from plants of the hybrid DRC-654 F1, which is 32,1 pcs. (11,6%) more than the control. The hybrid DRC-654 F1 formed 10,7 fruits in a bunch with a weight of 22,8 g. The first plants to bear fruit were the hybrid DRC-654 F1, forming an early harvest of 3,2 kg/m2, which is 39,1% more compared to the hybrid Juanita F1 (k). The highest total yield of 23,1 kg/m2 was in the tomato hybrid DRC-654 F1, which is 2,6 kg/m2(12,7%) more than the control. A much higher net profit of 1183,9 UAH/m2 was obtained for the cultivation of the DRC-564 F1 hybrid with a profitability level of 64,9%, which is 19,2% more compared to the Juanita F1 hybrid (k). Merlis F1 tomato plants grafted on Maxifort F1, Kaiser F1 and Emperador F1 rootstocks formed a more powerful vegetative mass compared to rootstocks. The length of the main stem in the grafted plants was 1025,9-1030,5 cm, which is 47,1-51,7 cm more than the rooted ones. In grafted plants, the diameter of the top was at the level of 9,8-10,0 mm. The root plants of the Merlis F1 hybrid had 108.2 leaves during the growing season. Plants grown on rootstocks formed 114,0-117,3 leaves. During the entire vegetation period, plants of hybrid Merlis F1 without vaccination (k) formed 27,9 flowering inflorescences, and grafted tomatoes formed 28,3-28,5 tassels. Under stressful conditions of growth (t > 290C), the Merlis F1 hybrid grafted onto Maxifort F1, Kaiser F1 and Emperador F1 rootstocks was the best, and its plants retained 28,0-28,1 inflorescences, losing 1,4-1,5 tassels. 122,4 fruits were collected from the Merlis F1 tomato hybrid on its own root (k), and 130,4-131,7 fruits from grafted plants. In plants grown on rootstocks, an increase in fruit weight of 4,1-4,8 g (2,9-3,4%) was obtained compared to root-grown plants. The highest rate of early harvest was provided by tomato plants grown on Maxifort F1 and Emperador F1 rootstocks – 5,9 kg/m2, which is 20,4% more than the Merlis F1 hybrid without grafting (k). The highest total yield was obtained from tomato plants grafted on Maxifort F1 rootstock – 53,0 kg/m2, which is 4,8 kg/m2 more than the control. Tomato plants grown on Maxifort F1 and Kaiser F1 rootstocks were the best in terms of fruit marketability – 95,4%. The highest increase in net profit was obtained from Merlis F1 tomato plants grafted on Maxifort F1 scion, 213,0 UAH/m2, which ensured an increase in profitability by 11,4% compared to the control without grafting. Growing the Biorange F1 hybrid tomato on different substrates (mineral wool "Hrodan" (k), coconut substrates "Ceres", "Horty" and "Forteko") affected the growth and development of plants. The length of the main stem of the Biorange F1 hybrid was from 739,7 to 816,6 cm, the greatest growth strength was in plants grown on the "Forteko" coconut substrate – 816,6 cm. The diameter of the top when grown on mineral wool (k) and coconut substrate "Ceres", "Forteco" was within 10,9-11,2 mm, and the plants are in balance between the vegetative and generative type of development. On the tomato plants, 81,1 to 91,8 leaves were formed, and their length was 39,8-41,7 cm. During the research, it was established that the plants grown on the coconut substrate "Ceres" and "Forteko" were characterized by a greater force of growth of generative organs, compared to plants grown on mineral wool "Hrodan" (k), received an increase: flowering inflorescences 0,6-0,8 pcs., 0,9 tassels with fruits, 5,2 fruits. The Biorange F1 hybrid grown on the coconut substrate "Forteko" had the largest fruit weight – 190,6 g. The plants of the Biorange F1 hybrid grown on the coconut substrate "Ceres" and "Forteko" formed an early harvest of 5,4-5,5 kg/m2, which by 10,2-12,2% more than the control. The total yield of Biorange F1 tomato grown on the coconut substrate "Ceres" and "Forteco" was 49,0-49,1 kg, which is 2,4-2,5 10 kg more than that of plants grown on mineral wool. The highest marketability of fruits was 92,9% for the cultivation of tomato plants on the "Forteko" coconut substrate. From Biorange F1 tomato plants grown on coconut substrate, "Ceres" and "Forteco" received an increase in net profit at the level of 123,7 to 144,2 UAH /m2, which in turn ensured anincrease in profitability by 6,5-7,7 % compared to plants grown on "Hrodan" mineral wool (k).