Влияние экологических факторов на урожай, сохраняемость и качество плодов яблони в условиях западной части Центрального Черноземья тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 03.00.16, кандидат сельскохозяйственных наук Новикова, Оксана Анатольевна

• Новикова, Оксана Анатольевна
• кандидат сельскохозяйственных наук
• 2003

Оглавление диссертации кандидат сельскохозяйственных наук Новикова, Оксана Анатольевна

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ИЗУЧЕННОСТИ ВОПРОСА

КРАТКИЙ ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ)

1.1 Влияние наследственных особенностей яблони на урожай, его качество и лёжкость плодов

1.2 Условия произрастания, влияющие на хозяйственно-ценные признаки сортов яблони

1.3 Условия, влияющие на формирование качества и лежкость плодов

1.3.1 Влияние почвенного покрова, минерального питания и приемов агротехники на урожай и качество плодов

1.3.2 Гидротермический коэффициент (ГТК) и его влияние на сохраняемость плодов яблони

1.3.3 Загрязнение окружающей среды тяжелыми металлами и их влияние на качество плодов

1.4. Яблоко как объект хранения

1.5. Основные условия и способы хранения плодов яблони

1.6 Изменение химического состава плодов яблони в процессе хранения

ГЛАВА 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

2.1 Условия, объекты и методы исследований

2.2 Климатические, метеорологические и почвенные условия проведения исследований

ГЛАВА 3. ВЛИЯНИЕ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ НА УРОЖАЙ ЯБЛОНИ, КАЧЕСТВО И ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ ПЛОДОВ

3.1 Урожай и качество плодов яблони в зависимости от сортовых особенностей и погодных условий года

3.2 Изменение химического состава плодов яблони в зависимости от метеоусловий года

3.3 Содержание тяжелых металлов в плодах яблони к периоду уборки урожая

3.4. Влияние метеорологических условий года на сохраняемость плодов отечественных и интродукцированных сортов яблони

ГЛАВА 4. ДИНАМИКА СОХРАНЯЕМОСТИ ПЛОДОВ И ИХ КОМПОНЕНТОВ ПРИ ХРАНЕНИИ В ХОЛОДИЛЬНОЙ КАМЕРЕ

4.1. Динамика сохраняемости плодов у сортов яблони при хранении 4.2 Изменение химического состава плодов яблони в процессе хранения

4.2.1. Динамика содержания растворимых сухих веществ

4.2.2. Изменение содержания титруемых кислот в процессе хранения в зависимости от метеоусловий года

4.2.3. Динамика содержания витамина С в плодах яблони в период хранения

4.2.4.Динамика содержания пектиновых веществ в процессе хранения плодов

4.3. Динамика содержания тяжёлых металлов в плодах яблони в период хранения

ГЛАВА 5. ВЛИЯНИЕ СПОСОБОВ ХРАНЕНИЯ И ПРИЁМА ПОСЛЕУБОРОЧНОЙ ОБРАБОТКИ ПЛОДОВ ХЛОРИДОМ КАЛЬЦИЯ НА СОХРАНЯЕМОСТЬ, ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ ПЛОДОВ ЯБЛОНИ

5.1 Сохраняемость плодов яблони при различных способах хранения и обработке плодов хлоридом кальция перед закладкой на хранение

5.2 Изменение химического состава плодов яблони исследуемых сортов в процессе хранения в вариантах опыта 5.3. Динамика содержания тяжёлых металлов при разных способах хранения и послеуборочной обработке плодов яблони хлоридом кальция 5.4 Потери массы плодов при хранении

ГЛАВА 6. ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ХРАНЕНИЯ ИССЛЕДУЕМЫХ СОРТОВ ЯБЛОНИ ПРИ РАЗЛИЧНЫХ ВАРИАНТАХ ХРАНЕНИЯ ЗАКЛЮЧЕНИЕ, ВЫВОДЫ И ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ ПРИЛОЖЕНИЕ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Влияние экологических факторов на урожай, сохраняемость и качество плодов яблони в условиях западной части Центрального Черноземья»

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Яблоня - наиболее распространенная плодовая культура в Центральном Черноземье. В настоящее время на территории нашей страны районировано около 350 её сортов. Хозяйственно-биологические свойства плодовых деревьев определяются не только генетическими особенностями породы и сортов яблони, но и окружающей средой, в которой формируются их фенотипы.

Абиотические, биотические и антропогенные факторы оказывают воздействие на процессы жизнедеятельности плодовых деревьев, а через них - на урожай, качество плодов и сохраняемость.

Свежие плоды наряду с овощами - важнейшие источники биологически активных веществ, поэтому их потребление должно быть равномерным в течение года. На сегодняшний день потребность в этих продуктах удовлетворяется лишь на половину и носит сезонный характер. Поэтому особое внимание должно быть уделено зимним сортам яблони, плоды которых могут сохраняться до нового урожая.

При существующих способах и системах организации выращивания и хранения потери достигают 20-25% и более, а также снижается питательная ценность и товарные качества продукции (В.А. Гудковский, 2000).

Особое внимание следует уделять получению экологически чистой продукции. При этом одними из наиболее опасных загрязнителей являются тяжелые металлы, обладающие самыми высокими показателями техногенности и одновременно токсичные для живых организмов.

В накоплении тяжелых металлов в плодах яблони наблюдаются сортовые различия. Вследствие этого необходимо выявлять сортовые особенности по накоплению тяжелых металлов и их изменению в процессе хранения.

Снижение качественных и количественных потерь при хранении плодов, возможность их длительного и эффективного хранения во многом зависят от технологии хранения.

Целесообразно оценить уже известные и новые способы хранения для наиболее распространенных сортов яблони исследуемой зоны. При этом необходимо уделять особое внимание не только сохраняемости плодов, но и их качеству (содержанию витамина С, пектиновых веществ, титруемых кислот, тяжелых металлов и т.д.).

В последнее время уделяют большое внимание содержанию в плодах яблони кальция, т.к. для длительного хранения, по исследованиям В.А. Гудковского (1978), пригодны только те партии плодов, которые содержат не менее 0,8% (от сухой массы) кальция. При его недостатке в плодах наблюдаются физиологические расстройства, что в конечном итоге сокращает период хранения и выход товарной продукции.

Содержание кальция в одном из исследуемых нами вариантов регулировали послеуборочной обработкой 4% хлоридом кальция, а затем проводили оценку данного варианта не только по сохраняемости, но и по химическому составу плодов у исследуемых сортов. Другим в исследовании был вариант с модифицированной газовой средой, который показал хорошие результаты при хранении плодов.

На примере сорта Суворовец рассмотрено влияние вариантов хранения на динамику пектиновых веществ и тяжелых металлов в плодах яблони.

Исследования выполнялись в соответствии с аспирантским планом научно-исследовательских работ Курской государственной сельскохозяйственной академии им. проф. И.И. Иванова в период с 1997 по 2001 год.

Цель работы. Изучить влияние экологических факторов в условиях западной части Центрального Черноземья на урожай плодовых деревьев, динамику качества и сохраняемости плодов изученных сортов яблони при различных способах хранения и послеуборочной обработки плодов хлоридом кальция.

Для достижения поставленной цели нами решались следующие задачи:

1. Изучить влияние абиотических и биотических факторов на урожай деревьев, качество, химический состав и сохраняемость плодов яблони;

2. Исследовать динамику сохраняемости, химического состава плодов, выращенных в разных по метеорологическим условиям годы при хранении в обычной холодильной камере;

3. Выявить оптимальные способы хранения плодов различных сортов яблони из изученных вариантов;

4. Определить эффективность послеуборочной обработки плодов яблони хлоридом кальция на их сохраняемость и качество;

5. Изучить влияние антропогенных факторов на накопление и содержание тяжёлых металлов в зависимости от сорта яблони и варианта хранения плодов;

6. Оценить экономическую эффективность изученных вариантов хранения плодов яблони.

Научная новизна.

- Выявлено влияние погодно-климатических условий западной части Центрального Черноземья на урожай плодовых деревьев яблони, сохраняемость и качество плодов в период хранения;

- Установлены сортовые особенности в накоплении тяжелых металлов в плодах яблони в период вегетации и дальнейшее их изменение в процессе хранения;

- Впервые изучено влияние способов хранения и послеуборочной обработки плодов хлоридом кальция на содержание тяжелых металлов в плодах яблони.

Практическая значимость. Практическая ценность результатов исследований состоит в том, что:

- выявлены оптимальные погодные условия для формирования высокого урожая, хорошей сохраняемости и качества плодов, а также годы с неблагоприятным сочетанием погодных условий для вышеперечисленных показателей;

- предложены оптимальные дифференцированные варианты хранения плодов для изученных сортов яблони;

- выявлены сортовые особенности в накоплении тяжелых металлов в плодах;

- изучено влияние варианта хранения плодов на содержание в них тяжелых металлов на примере сорта Суворовец.

Основные положения, выносимые на защиту.

- Агроэкологическая и хозяйственно-биологическая оценка изученных сортов яблони в условиях Курского района Курской области;

- Влияние варианта хранения на сохраняемость и качество плодов яблони;

- Влияние антропогенного воздействия на накопление и изменение в процессе хранения содержания тяжелых металлов в плодах яблони.

Апробация работы. Результаты исследований докладывались на кафедре технологии хранения и переработки растительного сырья Курской ГСХА. Основные положения диссертационной работы заслушивались на научно-практических конференциях (с 1998 по 2001 гг.) в Курской государственной сельскохозяйственной академии, в Мичуринском ГАУ (2000 г.) и Воронежском ГАУ (2002).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 7 научных статей.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, шести глав, выводов, предложений производству. Работа изложе

Заключение диссертации по теме «Экология», Новикова, Оксана Анатольевна

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Получение у ведущей плодовой породы - яблони высоких и устойчивых урожаев, с хорошим качеством плодов, высокой сохраняемостью является одной из актуальных проблем плодоводства.

Для решения этой проблемы необходимо глубокое изучение сортовых особенностей яблони и факторов, оказывающих влияние на продуктивность плодового дерева и качество получаемой продукции.

В условиях усиливающегося антропогенного влияния на окружающую природную среду, по мнению отечественных и зарубежных ученых, необходимо глубокое изучение влияния абиотических и биотических факторов, их совместного действия на урожай, сохраняемость и качество плодов яблони в условиях интенсивного ведения отрасли.

Проведенные нами исследования показали, что урожай яблони во многом определялся влиянием абиотического (климатического) фактора. Коэффициент вариации в среднем за годы исследований по изучаемым сортам составил 19,5. Наибольшие изменения отмечены у сортов Пепин шафранный (31,2) и Синап северный (27,7).

Сохраняемость плодов в большей степени связана с биотическим фактором и с сортовыми особенностями яблони. Наиболее низкая сохраняемость отмечена у осеннего сорта, лучшие показатели были у позднезимних сортов.

Установлено, что абиотический фактор повлиял на химический состав плодов (содержание сухих веществ, титруемых кислот, витамина С). Наибольшие изменения отмечены в содержании титруемых кислот, коэффициент вариации в среднем по всем сортам составил 17,8, максимальный он был у сортов Уэлси (35,8) и Спартан (35,3).

Установлено также, что на исследуемые показатели наименьшее влияние абиотических факторов проявилось у отечественного сорта Суворовец, наиболее подвержены этим факторам оказались зарубежный сорт Спартан и отечественный - Пепин шафранный.

Накопление в плодах яблони тяжелых металлов также зависело от сортовых особенностей. Наибольшее содержание меди, свинца и кадмия наблюдалось в плодах осеннего сорта Антоновка обыкновенная, наименьшее у позднезимних сортов Спартан и Суворовец. В процессе хранения было выявлено снижение содержания в плодах цинка, кадмия, свинца и увеличение содержания меди у всех изученных сортов.

Динамика сохраняемости плодов была обусловлена преимущественно биотическими факторами. На долю инфекционных заболеваний приходилось 68,5% от всех потерь за период хранения и только 22,0% на естественную убыль массы плодов и 9,5% на физиологические расстройства. Потери от инфекционных заболеваний в основном были связаны с поражением плодовой (монилиоз) и пенициллезной гнилями.

В процессе хранения плодов происходило постепенное увеличение потерь, при этом наименьшие потери отмечались у позднезимних сортов. Исследуемые итродуцированные сорта яблони по динамике сохраняемости плодов не имели больших отличий от отечественных.

Изучение динамики химического состава показало, что в процессе хранения происходило постепенное уменьшение содержания сухих веществ, титруемых кислот, пектиновых веществ, витамина С, причем интенсивность такого снижения зависела от сортовых особенностей и погодных условий, в которых происходило формирование плодов.

Меньше всего содержание сухих веществ и титруемых кислот в процессе хранения снижалось в плодах позднезимних сортов (за исключением интродуцированного сорта Спартан), а максимальные потери отмечались у осеннего сорта Антоновка обыкновенная. Наибольшие потери аскорбиновой кислоты отмечались в плодах позднезимних сортов. Различий в динамике содержания витамина С у отечественных и интроду-цированных сортов не выявлено.

На изменение химического состава плодов яблони в период хранения оказывали значительное влияние погодные условия в период их роста и формирования. Содержание растворимых сухих веществ в процессе хранения плодов больше всего уменьшалось после более влажного сезона 2000 года. После относительно сухих сезонов они расходовались менее интенсивно и в первый период хранения даже отмечалось их увеличение.

Тенденция снижения содержания титруемых кислот при хранении плодов наоборот проявлялась значительнее после более сухих сезонов 1998 и 1999 гг. у всех исследуемых сортов, несмотря на то, что кислотность к периоду уборки урожая в эти годы была значительно выше, чем в 2000 году. В среднем по всем сортам снижение кислотности на конец хранения в 2000 году составило 28,7% от первоначального показателя, что в 2 раза меньше, чем в 1998 году и 1,6 раза, чем в 1999 году.

На динамику содержания витамина С в плодах за период хранения также большое влияние оказывали погодные условия в период их вегетации. Наибольшее снижение содержания аскорбиновой кислоты в плодах в процессе их хранения за годы исследований отмечалось в 1998 году у осеннего и раннезимних сортов, и в 2000 году у позднезимних сортов. После относительно прохладного и влажного лета 2000 года отмечено увеличение содержания витамина С в первый период хранения у плодов отдельных сортов.

Увеличению срока хранения плодов и меньшему уменьшению потерь в содержании аскорбиновой кислоты, титруемых кислот, пектиновых веществ способствовало применение послеуборочной обработки плодов 4% раствором хлорида кальция и использование МГС (модифицированной газовой среды), в процессе их хранения. В процессе хранения по исследуемым вариантам выявлено снижение содержания тяжелых металлов в плодах яблони.