V Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
Способы длительного хранения томатов, выращенных в открытом грунте в условиях частного приусадебного участка
Автор работы награжден дипломом победителя III степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
ВВЕДЕНИЕ
Настоящая работа является продолжением научного исследования, выполненного нами в апреле – сентябре 2016 года и посвященного изучению степени устойчивости наиболее распространенных в нашей стране среднепоздних сортов томата к фитофторозу, а также разработке мер его профилактики в условиях приусадебного участка. В результате его проведения нами был выявлен среднепоздний сорт томата, являющийся наиболее устойчивым к фитофторозу и обладающий повышенной урожайностью и потребительской ценностью (сорт томата «Московский деликатес», выращенный в открытом грунте); установлена степень эффективности различных мер профилактики фитофтороза при выращивании среднепоздних сортов томата на открытом грунте в условиях приусадебного участка; предложены оптимальные варианты их использования, помогающие защитить листья и плоды томата от фитофторы [12].
Однако, завершив указанное научное исследование и достигнув поставленной цели, мы столкнулись с другой не менее актуальной проблемой – как сохранить собранный и выращенный своими руками урожай томатов свежими как можно дольше? Как продлить срок их хранения в «домашних» условиях с учетом различной степени зрелости плодов?
Практика показывает, что сохранить помидоры на короткий срок (до 2 месяцев) несложно: достаточно просто сложить их в бумажный пакет и убрать в холодильник – на полку для хранения овощей. А вот для того, чтобы сберечь томаты в целости и сохранности на более длительный срок (например, от 2 месяцев и более), нужны соответствующие агротехнические и технологические приемы.
В литературе, посвященной данной проблематике, иногда встречаются упоминания о специально выведенных сортах томатов, обладающих повышенной лежкостью (например, поздние сорта «Жираф», «Полосатый шоколад», «Шедевр», «Драгун», «Гусар» и некоторые другие, которые, как отмечается на различных тематических форумах в Интернете, могут храниться до конца декабря – начала января [9]). Вместе с тем, проведенный нами опрос лиц, занимающихся выращиванием томатов в условиях частного приусадебного хозяйства, свидетельствует о том, что подобные сорта помидоров обладают как правило неудовлетворительными питательными и вкусовыми качествами.
Следует отметить, что различные технологии хранения длительного хранения томатов достаточно подробно описаны в соответствующей научно-популярной литературе [2, с. 214–260; 3, с. 54–55; 4, с. 246–258; 5; 7, с. 62–65; 10; 13; 11; 9; 14 и др.]. В настоящее время в условиях частного приусадебного широко применяются такие методы, как обертывание плодов томата луковой шелухой, переслаивание торфом, обеззараживание в горячей воде, покрытие солью, вазелином и др.
Вместе с тем, результаты анализа научной литературы, посвященной данной проблеме, свидетельствуют о том, что комплексного сравнительного исследования способов их длительного хранения в условиях приусадебного участка не проводилось. В отечественной и зарубежной литературе сообщается противоречивая научная информация об эффективности применения различных способов хранения томатов, отсутствуют достоверные данные по их влиянию на качество и защитные механизмы плодов при дозаривании и хранении. Все это приводит к тому, что в условиях частного приусадебного хозяйства отсутствуют системный подход и единая стратегия по обеспечению сохранности собранного урожая, что зачастую приводит к его значительным потерям при хранении за счет быстрого перезревания, снижения потребительских качеств и загнивания.
Указанные обстоятельства обосновывают актуальность и своевременность настоящего исследования, определяют его содержание.
Исходя из вышеизложенного, основной целью настоящего исследования являлось изучение способов длительного хранения среднепоздних сортов томата различной степени зрелости, выращенного в открытом грунте в условиях приусадебного участка.
В основу рабочей гипотезы положено предположение о неодинаковой степени устойчивости томата различной степени зрелости к длительному хранению в зависимости от применяемых способов их хранения.
Для проверки рабочей гипотезы и достижения поставленной цели требовалось решить следующие задачи:
1) сравнить эффективность способов длительного хранения среднепоздних сортов томата (на примере сорта «Московский деликатес») различной степени зрелости (зеленая, бурая и полная), выращенных в открытом грунте в условиях приусадебного участка: обертывание луковой шелухой; покрытие солью; переслаивание торфом; переслаивание березовыми опилками; обработка порошком трутовика; покрытие вазелином; покрытие сорбиленом; прогревание и обеззараживание; обертывание сфагновым мхом;
2) зафиксировать наблюдаемые результаты и провести их статистическую обработку, сформулировать выводы.
Объект исследования: среднепоздний сорт томата «Московский деликатес» различной степени зрелости, выращенный в открытом грунте на приусадебном участке (Минская обл., д. Белые лужи) в естественных условиях.
Предмет исследования: способы длительного хранения среднепоздних сортов томата различной степени зрелости, выращенного в открытом грунте в условиях приусадебного участка.
Выбор объекта и предмета обусловлен наличием ряда проблемных вопросов в практике хранения томатов в условиях приусадебного участка, требующих своего разрешения, а также их закономерной связью с целью и задачами данного исследования.
Время проведения наблюдений и исследований: сентябрь 2016 г. – апрель 2017 г.
Полевые опыты и статистическую обработку результатов исследования мы проводили по методике Б.А. Доспехова [6, с. 34–101, 117–119, 154–178].
1. ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ
1.1. Агротехнические приемы и методы длительного хранения томатов
Исследование показало, что в условиях частного приусадебного хозяйства наиболее распространенными являются следующие способы длительного хранения томатов: 1) обертывание луковой шелухой; 2) покрытие солью; 3) переслаивание торфом; 4) переслаивание березовыми опилками; 5) покрытие вазелином (парафином); 6) покрытие сорбиленом (активированный уголь, пропитанный перманганатом калия); 7) предварительное обеззараживание путем прогревания и погружения в горячую воду [2, с. 214–260; 3, с. 54–55; 4, с. 246–258; 5; 7, с. 62–65; 10; 13; 11; 9; 14 и др.].
Однако, изучив литературные источники по рассматриваемой проблематике, мы пришли к выводу о возможности применения еще двух, весьма действенных, по нашему мнению, способов повышения лежкости урожая томатов в «домашних» условиях: 1) обработка плодов томата порошком трутовика, приготовленным при ручном измельчении гриба-трутовика; 2) покрытие плодов томата сфагновым мхом.
Следует отметить, что указанные способы хранения томатов пока еще не применяются на практике ввиду того, что их действенность не доказана, однако целесообразность их использования обусловлена следующими соображениями.
Вероятная эффективность обработки порошком трутовика как способа длительного хранения плодов томатов определяется тем, что гриб трутовик содержит флавоноиды, повышающие устойчивость плодов томата к поражению некоторыми патогенными грибами, а также полисахариды, обладающие противораковой и иммуномодулирующей активностью. В предыдущей работе мы доказали [12], что раствор трутовика позволяет довольно долгое время сдерживать появление такого паразитарного заболевания, как фитофтороз и не представляет опасности для здоровья человека. Представляется, что обработка плодов томата порошком трутовика способна оказать существенное сдерживающее воздействие на развитие процессов биологической порчи плодов томатов, а следовательно – повысить их способность к длительному хранению.
Что же касается покрытияплодов томата сфагновым мхом, то в пользу применения на практике этого возможного способа нам бы хотелось привести следующие аргументы.
Как известно, сфагнум – это многолетний болотный мох, обладающий высочайшей гигроскопичностью, отличной воздухопроницаемостью и антибактериальными свойствами. Изучение химического состава и абсорбционных свойств сфагнума, проведенное учеными на кафедре аналитической химии Белорусского государственного университета, позволило выявить в нем ряд уникальных особенностей. Исследователи выделили из сфагнума большой набор веществ с бактерицидными и противогрибковыми свойствами и подтвердили его высокую впитывающую способность. Кроме того, с помощью различных растворителей из растения извлекали шесть фенокислот (изохлорогеновую, фумаровую, кофейную, хлорогеновую, пирокатехиновую, федуловую) и шесть веществ из класса кумаринов (эскулетинн, эскулин, умбеллиферон, скополетин, кумарин, герниарин). Эти вещества обладали ярко выраженным бактерицидным действием, особенно сильно они действовали на культуры стафилококка и стрептококка. Экстракты из сфагнума оказались также губительными для грибковых инфекций. Ученые предположили, что противогрибковым действием сфагнум обязан прежде всего кумаринам [8].
Представляется, что указанные свойства сфагнового мха способны не только обеспечить оптимальные показатели относительной влажности окружающей микросреды, но и за счет ярко выраженных бактерицидных действий, губительных для различных патогенных микробов существенно повысить устойчивость к микробиологическим и физиологическим заболеваниям, нейтрализовать процессы биологического загнивания.
1.2. Проведение полевых опытов, наблюдений и учетов
Томаты мы высаживали 11 мая 2017 года. Рассаду высаживали в грунт, оставляя между рядами 50 см, расстояние между растениями – 50 см. После посадки растения обильно поливали. Дальнейший уход (без учета применения мер профилактики фитофтороза) за выращиваемыми овощами состоял из рыхлений почвы и прополки сорняков.
С северной стороны полевого участка на расстоянии 10–15 см от растений ставили колья для подвязки к ним помидоров. Подвязку повторяли несколько раз по мере роста помидоров.
Поливку осуществляли по вечерам в засушливую погоду. В период налива плодов поливку усиливали.
Первое рыхление с одновременным удалением сорняков проводили через 4–5 дней после посадки. Это нужно для того, чтобы предотвратить образование почвенной корки, когда в верхнем слое образуются капилляры, через которые испаряется почвенная влага. По мере образования корки рыхление повторяли до смыкания междурядий (с интервалом примерно в 10 дней).
Для профилактики растений от фитофтороза мы использовали раствор трутовика, эффективность которого доказана нами в предыдущей научной работе [12]. Собственная практика показала, что раствор трутовика позволяет сдерживать появление фитофтороза довольно долгое время и не представляет опасности для здоровья человека.
Для приготовления указанного раствора грибы трутовика измельчали подручными средствами. Часть порошка весом 200 г заливали в 2 л кипятка и фильтровали через марлю. Остывший раствор использовали для опрыскивания растений в период завязывания плодов. Опрыскивания повторяли через 10 дней в утренние часы в тихую, безветренную погоду. Норма расхода данного раствора рассчитывалась нами исходя из 100–150 г на 1 кв. м.
По мере развития плодов изменялось их анатомическое строение. Исследования показали, что сроки появления цветения и созревание плодов, а также их потребительские качества в значительной мере зависели от факторов внешней среды и биологических особенностей сорта. Так, для сорта томата «Московский деликатес», выращенного на нашем приусадебном участке, были выявлены следующие характерные особенности: время от цветения до созревания первых плодов – 95-100 дней; растение высокорослое, высотой 120–130 см, в 2–4 стебля, требует опоры; плоды овальные, красные, плотные, массой 90–120 г.
1.3. Подготовка помещений для хранения урожая томатов
Для длительного хранения помидоров наиболее пригодны темные вентилируемые помещения с температурой от 1 до 12 градусов тепла (в зависимости от степени зрелости томатов) при относительной влажности воздуха 70–85 %. Поскольку в соответствии с содержанием и задачами исследования нами изучалось влияние способов длительного хранения томатов трех степеней зрелости (зеленая, бурая и полная), для соблюдения указанных условий нами использовались два подсобных нежилых помещения с естественной вентиляцией, расположенное в цокольной части жилого дома.
Первое подсобное помещение меньшей площади общей площадью 8,6 кв.м было приспособлено нами для хранения томатов полной степени зрелости. Выбор отдельного помещения для хранения помидоров данной степени зрелости обусловлен тем, что спелые помидоры выделяют газ этилен, способствующий ускоренному созреванию помидоров зеленой и бурой степеней зрелости, а следовательно – снижению лежкости плодов. Средняя температура в этом помещении в период хранения томатов составляла в среднем от 1 до 4 градусов тепла.
Во втором подсобном помещении общей площадью 12,5 кв.м мы осуществляли хранение томатов зеленой и бурой степеней зрелости. Средняя температура в этом помещении в период хранения томатов составляла в среднем от 5 до 12 градусов тепла.
Учитывая, что в соответствии с поставленными в работе задачами нами изучалось влияние десяти способов длительного хранения томатов (включая «контроль») каждой из трех степени зрелости (зеленая, бурая и полная), всего нами было подготовлено 30 чистых деревянных решетчатых ящиков размером 14х38 см и высотой 10 см.
В обоих помещениях вдоль стен были установлены стеллажи, на которых были размещены указанные ящики согласно рис. 1 и 2.
Рис.1. Примерный схематический план размещения ящиков с томатами полной степени зрелости
в помещении-хранилище № 1
Рис.2. Примерный схематический план размещения ящиков с томатами зеленой и бурой
степеней зрелости в помещении-хранилище № 2
1.4. Сбор, сортировка и закладка урожая томатов на длительное хранение
Полную уборку и оценку урожая томатов всех степеней спелости перед закладкой на длительное хранение мы проводили 14 сентября 2016 года, перед наступлением заморозков.
Плоды томата мы собирали в сухую погоду, избегая механических повреждений – царапин, надавливаний, уколов. Собранные помидоры подвергались тщательной сортировке по величине, качеству и степени зрелости. На закладку отбирали только чистые, здоровые, правильной формы и некрупные плоды диаметром 4–6 см и массой 40–60 г, не имеющие механических повреждений и не пораженные болезнями и вредителями. Полностью спелые томаты убирали либо с плодоножкой, либо без нее, а плоды зеленой и бурой степени спелости – только с плодоножкой.
Перед закладкой на хранение плодов томата тару дезинфицировали раствором перманганатом калия.
Степень зрелости определяли по методике Д.Д. Брежнева: визуально по цвету кожицы и просвечивающейся через нее мякоти [4, с. 56–57].
В соответствии с общей схемой распределения опытов по исследованию способов длительного хранения томатов [таблица 1] помидоры аккуратно укладывались в ящики одним слоем.
|
№ варианта |
Способы длительного хранения томатов |
|
1 |
Контроль (без воздействия) |
|
2 |
Обертывание луковой шелухой |
|
3 |
Покрытие солью |
|
4 |
Переслаивание торфом |
|
5 |
Переслаивание березовыми опилками |
|
6 |
Обработка порошком трутовика |
|
7 |
Покрытие вазелином |
|
8 |
Покрытие сорбиленом (активированный уголь, пропитанный перманганатом калия) |
|
9 |
Предварительное обеззараживание путем прогревания и погружения в горячую воду |
|
10 |
Обертывание сфагновым мхом |
Таблица 1. Общая схема распределения опытов по исследованию способов длительного хранения плодов томата.
В каждый ящик укладывалось по 10 плодов томата (примерно 400–600 г).
Вариант №1 являлся контрольным, поэтому плоды томата, хранящиеся в ящике №1 какой либо дополнительной обработке не подвергались.
Для варианта № 2 деревянный ящик для хранения томатов изнутри мы выстлали обёрточной бумагой, а затем сухой луковой шелухой. Уложив помидоры в ряд, мы распределили луковую шелуху между ними, а затем добавили шелуху тонким слоем сверху.
Вариант № 3 предполагал обработку томатов поваренной солью. Для этого ящик для хранения был выстлан обёрточной бумагой, на которую аккуратно мы уложили помидоры, а сверху (примерно до середины уровня глубины ящика) засыпали обычной поваренной солью. Расход соли из расчета на 1 опытный ящик с томатами составил 500 г.
Для варианта № 4 мы использовали переслаивание плодов томата в ящике обычным сухим мелкодисперсным торфом.
Вариант № 5 подвергался пересыпанию плодов томата толстым слоем березовых опилок.
Для варианта № 6 в качестве способа хранения мы использовали обработку томатов порошком трутовика, приготовленным нами при тщательном ручном измельчении гриба-трутовика («Березовая чага»).
Вариант № 7 предполагал покрытие томатов тонким сплошным слоем вазелина.
Для проведения данного опыта мы использовали вазелин, выпускаемый в форме мази для наружного применения в тубах по 30 мг. Расход этого материала для проведения данного опыта из расчета на 1 ящик с томатами составил 15 мг.
Для варианта № 8 в качестве способа хранения томатов мы использовали обработку сорбиленом – специальным поглотителем этилена. Для его изготовления мы использовали растолченный активированный уголь, пропитанный 5%-м раствором перманганата калия. При хранении сорбилен активно поглощает выделяемый томатами этилен и приобретает желто-красный цвет, что означает потерю гранулами поглотительной способности.
Расход материалов для проведения данного опыта из расчета на 1 ящик с томатами составил 10 стандартных конвалют с таблетированным активированным углем и 5 г порошка перманганата калия, растворенного в 100 мл тёплой кипяченой воды.
Вариант № 9 предполагал предварительное обеззараживание плодов томата путем прогревания и погружения в горячую воду. Cобранные плоды до закладки на хранение мы выдерживали в сухом помещении при температуре 40–50 градусов в течение 4 часов (для этого использовали баню, воздух в которой был разогрет до соответствующей температуры без использования пара, чтобы сохранить минимальную влажность), а затем погружали в горячую воду с температурой 55–60 градусов в течение 1,5–2 минут.
Для варианта № 10 ящик для хранения томатов изнутри мы выстлали обёрточной бумагой, а затем предварительно высушенным сфагновым мхом. Уложив помидоры в ряд, мы распределили сфагновый мох между ними, а затем добавили мох тонким слоем сверху.
В процессе хранения данные помещения ежедневно вентилировалось для удаления выделяемого плодами углекислого газа, а через каждые 6 дней нами производился осмотр их состояния, во время которого пораженные (испорченные) плоды удалялись, а их количество отмечалось в специальном журнале.
При полном биологическом созревании в опытных ящиках плодов зеленой и бурой степеней зрелости мы намеренно их не изымали из опыта, как это обычно делается в практике дозаривания томатов, а оставляли в ящике в целях соблюдения «чистоты» эксперимента и соблюдения равных условий для всех опытов настоящего исследования.
В случае, когда в опытном ящике оставалось не более одного здорового помидора, исследование эффективности конкретного способа хранения плодов томата определенной степени зрелости считалось завершенным. Текущая дата определяла максимальный срок хранения при использовании данного способа хранения плодов томата определенной степени зрелости.
2. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Исследование показало, что степень устойчивости к длительному хранению среднепоздних сортов томата, выращенного в открытом грунте в условиях частного приусадебного хозяйства зависит как от степени зрелости плодов, так и применяемых агротехнических способов и приемов [диаграмма 1].
Так, согласно результатам статистической обработки экспериментальных данных наиболее приспособлены к длительному хранению томаты бурой степени зрелости (максимальный срок их хранения в опыте «контроль» составил 62 дня). Наименее лежкими являются полностью созревшие плоды (срок хранения – 32 дня). Плоды же зеленой степени зрелости хранились не более 45 дней.
Изучение способов длительного хранения помидоров показало, что наиболее эффективными из них являются использование сорбилена (активированный уголь, пропитанный 5 %-м раствором перманганата калия), высушенного сфагнового мха и порошка трутовика.
Так, покрытие сорбиленом либо сфагновым мхом плодов томата бурой степени зрелости позволяет сохранить помидоры свежими около 142 дней (4,7 месяца) при соблюдении всех требований, предъявляемых к помещениям для длительного хранения томатов..
Наиболее эффективным способом длительного хранения помидоров зеленой степени зрелости является обработка плодов сфагновым мхом (срок хранения – 121 день).
Что же касается длительного хранения плодов полной биологической зрелости, то действенных результатов удалось достичь при обработки их порошком трутовика, а также при обертывании плодов сфагновым мхом (срок хранения – 82 и 79 дней соответственно).
Учитывая высокую эффективность использования для длительного хранения помидоров обработкусорбиленом и обертываниесфагновым мхом, представляется необходимым выделить среди них наиболее экономически выгодный способ.
В свою очередь, заготовка сфагнума никаких финансовых затрат практически не предусматривает.
Таким образом, наиболее экономически целесообразным способом длительного хранения плодов томата зеленой и бурой степеней зрелости является обертываниесфагновым мхом.
Диаграмма №1
Диаграмма 1. Сравнительный анализ эффективности способов длительного хранения
плодов томата различной степени зрелости
Представляется, что высокая эффективность способов длительного хранения томатов, являющихся лидерами нашего исследования, достигается за счет следующих особенностей:
высокой гигроскопичности и абсорбционных свойств используемых материалов, позволяющих обеспечить оптимальные показатели относительной влажности окружающей микросреды и минимизировать процессы испарения и конденсации влаги;
ярко выраженных бактерицидных и противогрибковых действий, направленных на угнетение патогенных микроорганизмов и нейтрализацию процессов биологического загнивания, способных существенно повысить устойчивость плодов томата к микробиологическим и физиологическим заболеваниям;
активного поглощения выделяемого созревающими помидорами этилена, что позволяет замедлить биологическую функцию дыхания у еще не зрелых плодов и снизить интенсивность их внутриклеточного метаболизма.
Дальнейшие перспективные направления проведенного нами научного исследования мы видим в комплексном использовании представленных в работе способов длительного хранения томата при оптимальном их сочетании на различных стадиях роста растений. Представляется, что такое исследование будет иметь большое значение как в научном, так и в практическом отношениях.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Агротехника томатов безрассадных / Биофайл: научно-информацоинный журнал [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://biofile.ru/bio/34854.html. – Дата доступа: 02.10.2017.
Алпатьев, А.В. Помидоры / А.В. Алпатьев. – М.: Колос, 1976. – 304 с.
Бакулина, В.А. Изучение химического состава плодов томата созревших на кусте и дозаренных / В.А. Бакулина // Доклад ТСХА. – М.: 1969. – Вып. 148. – С. 51–55.
Брежнев, Д.Д. Томаты / Д.Д. Брежнев. – Л., Колос, 1964. – 320 с.
Все о хранении овощей. Процессы хранения // [Электронный ресурс].– Режим доступа: http://www.angarppu.ru/statyi/89-klassifikacia-voshexranilish.html?start=2. – Дата доступа: 10.09.2017.
Доспехов Б.А. Методика полевого опыта (с основами статистической обработки результатов исследований). – М.:Агроприздат, – 1985. – 351 с.
Игнатьева, И.П. Плодовые и овощные культуры / И.П. Игнатьева, А.Н. Постников; – М., ВО «Агропромиздат», 1990. – 184 с.
Мох сфагнум / Северный вектор // [Электронный ресурс]. – Режим доступа: svcom.vologda.ru/Sphagnuminfo.html. – Дата доступа: 18.09.2017.
Помидоры длительного хранения / Форум фермеров и дачников «Гринфорум» [Электронный ресурс].– Режим доступа: http://greenforum.com.ua/archive/ index.php/t-2100.html. – Дата доступа: 16.09.2017.
Серба, И. Как хранить помидоры? / И. Серба // Агропромышленный вестник [Электронный ресурс].– Режим доступа: http://atmagro.ru/2013/11/18/kak-xranit-pomidory/. – Дата доступа: 20.09.2017.
Созревание, уборка, дозаривание и хранение помидоров / Овощеводство в России [Электронный ресурс].– Режим доступа: http://http://www.rusagroweb.ru. – Дата доступа: 12.09.2017.
Сасон, Л.А. Устойчивость среднепоздних сортов томата к фитофторозу и меры по его профилактике / Л.А. Самсон // Старт в науке [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://school-science.ru/3/1/32785. – Дата доступа: 27.04.2018.
Томаты. Особенности, режим и способы хранения / Сельскохозяйственный и фермерский бизнес [Электронный ресурс].– Режим доступа: http://www.landwirt.ru/x/96-2009-03-04-06-54-21. – Дата доступа: 10.09.2017.
Улянич, Е. Потребительская ценность и особенности технологии выращивания помидоров / Е. Улянич // Домашний Мир: Конспект домовладельца [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://domir.ru/1rastenia/?file=tomat1.php. – Дата доступа: 18.09.2017.