ТЕПЛИЦЫ И ПАРНИКИ


ТЕПЛИЦЫ И ПАРНИКИ

Выбор теплицы

Основные типы теплиц

Основные типы конструкций

Отдельно стоящие теплицы

Примыкающие теплицы

Парники

Теплые и холодные парники

ВЫБОР МЕСТА ДЛЯ ТЕПЛИЦЫ,
ЕЕ РАЗМЕРА И
ВНУТРЕННЕЙ ПЛАНИРОВКИ

Выбор места для теплицы

Определение размеров теплицы

Планировка помещения теплицы

Конструкция входной двери

МИКРОКЛИМАТ В ТЕПЛИЦЕ
И КОНТРОЛЬ ЗА НИМ

Вода в теплице

Освещение и электричество в теплице

Системы охлаждения, обогрева и вентилирования

Контроль за микроклиматом в теплице летом

Управление микроклиматом в зимнее время

Гидропоника

Инсектициды в теплице

СТРОИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ ТЕПЛИЦЫ

Дерево как строительный материал

Обшивка теплицы

Внешняя обшивка теплицы

Другие материалы для каркаса теплицы

Теплоизоляция теплицы

Гидроизоляция теплицы

Двери теплицы

Альтернативные строительные материалы

Покраска теплицы

ПОКРЫТИЕ ТЕПЛИЦЫ

Прохождение света

Материалы покрытий теплицы

Герметики и герметизирующие прокладки

ФУНДАМЕНТ И ПОЛ ТЕПЛИЦЫ

Типы фундаментов

Типы полов

Изготовление бетонного фундамента и плиты

Сооружение блочного фундамента

Сооружение фундамента сухой кладки

Сооружение кирпичного фундамента

Сооружение каменного фундамента

Сооружение деревянного фундамента

МЕТОДЫ СТРОИТЕЛЬСТВА

Сооружение сборной теплицы

Сооружение самодельной теплицы

Методы строительства с использованием стандартных пиломатериалов

Конструкционные детали теплицы

Установка покрытия

ЭЛЕКТРИЧЕСТВО, САНТЕХНИКА, ОБОГРЕВ

Монтаж электрической сети

Монтаж водопровода

Установка системы обогрева

ПРИНАДЛЕЖНОСТИ ДЛЯ ТЕПЛИЦ

Стеллажи для растений

Полки и грядки

Инструменты и оборудование

Камера для проращивания семян

Стеллаж для выращивания рассады

Стол для пересаживания растений

Места для хранения

Рабочая одежда

Средства борьбы с насекомыми

ПРОЕКТЫ ТЕПЛИЦ

Традиционная теплица

Утепленная теплица

Теплица с наклонными стенами

Теплица со стрельчатыми арками

Примыкающая теплица

Теплица на сваях или на помосте

Арочная или туннелеобразная теплица

Оконная тепличка

Теплица-кладовая

Универсальный парник

Стол для пересаживания растений

Подготовка грядки в теплице под помидоры


Подготовка почвы в теплице под помидоры весной и осенью

Томаты были завезены в Россию из Голландии и наша почва для них не идеальна – с этим и связаны некоторые особенности выращивания культуры. Для того, чтобы овощи росли большими, мясистыми и вкусными необходимо знать особенности подготовки почвы под помидоры в теплице весной.

Какая земля нужна помидорам в теплице?

Теплица станет хорошим местом для томатов. Она спасет урожай от непогоды и перепадов температуры. Но необходимо позаботится о земле в которой они будут расти. Какие качества сопутствую хорошей земле?

  • Томаты любят теплую почву, полную витаминами и микроэлементами.
  • Также этим овощам нравится рыхлая и влажная земля, но не болотистая. Можно проверить: если зажать почву в кулаке образуется ком, но при надавливании он рассыпается.
  • Чистая от корней и семян сорняков.
  • Обеззараженный субстрат, продезинфицированный от мелких вредителей.
  • С уровнем кислотности до 7 pH.

Подготовка почвы в теплице под так называемые «золотые яблоки» требует времени, поэтому стоит приготовить землю заранее. Так же стоит учесть, что в предыдущие годы на этой грядке не росло ничего, что может негативно повлиять на томаты. Лучшими предшественниками будут, тыквы, бобы или любые корнеплоды.

Больше информации о правилах севооборота овощных культур.

Подготовка теплицы под томаты осенью

Позаботиться о месте, где будут расти помидоры, стоит ещё осенью – сразу после сбора урожая. Вот несколько обязательных процедур.

  • Важно убрать все остатки от урожая, ботву и сорняки. Это предотвратит образование вредителей, вызывающих грибковые и гнилостные заболевания.
  • Для улучшения земли стоит посадить сидераты. К ним относятся растения помогающие земле отдохнуть, а впоследствии перегнивают. Например, горчица, гречиха или пшеница. Их стоит сажать под зиму.
  • Так же можно «снять» весь тепличный грунт и уложить слоями опилки, сено, хвою. Сверху положить тепличную землю и засыпать золой. По весне стоит все перекопать. Такой метод подходит при подготовке почвы под рассаду.

Теплица с фундаментом

Если вы выращиваете томаты в теплице из поликарбоната с фундаментом, где необходимо формировать гряды и наполнять их почвой, то стоит использовать следующий способ:

Засыпьте на дно гряды продезинфицированную землю, перегной после слой золы. Запустите полезные бактерии и дождевых червей, пролейте дождевой или талой водой и накройте пленкой. По весне прорыхлите и смешайте все слои.

Как сделать грядки в теплице под помидоры?

Как запустить в почву полезные бактерии?

Сначала стоит приобрести ампулу с бактериями в специализированном магазине.

  • бактерии – 1 ампула,
  • вода – 2 л,
  • мед – 1 ст. л.

Смешайте содержимое ампулы с 2 литрами воды, в которой размешана столовая ложка меда.

Разлейте данный раствор в банки в равных частях. Закройте банки и проделайте в крышках по отверстию, затем уберите в темное место.

Спустя 3 месяца раствор готов к использованию.

Пролейте землю водой с бактериями из расчета 10 грамм бактерий на 1 литр воды.

Подготовка почвы в теплице под помидоры весной

Если по каким-то причинам не получилось провести подготовительные работы осенью, то можно сделать это и весной.

В первую очередь непременно стоит убрать то, что осталось с прошлого года – сорняки остатки урожая или ботву необходимо срочно ликвидировать.

Затем удалите верхний слой земли, примерно 5-6 сантиметров. Именно в этом слое зимуют все болезнетворные споры и личинки вредителей.

Обеззаражьте почву от возможно образовавшихся вредителей. Для этого полейте грунт раствором марганцовки и медного купороса.

Как быстро удобрить почву

Самый простой способ – посыпать грунт золой и перегноем. Также стоит перекопать почву, выбирая корни сорных растений.

Свежескошенная трава – еще один метод удобрения земли. Главное чтобы она была скошена до цветения, в противном случае станет причиной будущих сорняков. Зелень нужно уложить поверх гряды и перекопать.

Если высадить сидераты за месяц до посадки томатов, то перекопав, получится отличное удобрение.

Удобрение, обеззараживание и обработка почвы под помидоры

Удобрение

Удобрить почву можно еще осенью. Для этого стоит распределить по грядам навоз, золу или перегной.

Если есть куры – можно поселить их в теплице, где будет посажены потом томаты. Подстилка и помет кур хорошо удобрят и согреют почву.

Дезинфенкция

Обеззараживание почвы обязательно. Для этого нужно не только пролить почву раствором марганцовки (5 грамм на литр), но и провести комплекс процедур. Главным врагом «золотых яблок» является фитофтора. И поэтому стоит предпринять все меры, чтоб она не появилась в теплице.

  • Пол чайной ложки медного купороса смешать с 1.5 столовых ложек негашеной извести и растворить в литре воды.
  • Разбрызгать раствор равномерно по грядке. (Стоит учесть, что литра хватает только на 1 квадратный метр)
  • На следующий день посыпать древесной золой.

Другие подготовительные меры

Обрабатывать землю для помидоров стоит не только, смешивая различные субстраты, но и предотвращая прорастания сорняков.

Перегной часто хранит в себе корни сорной травы, а навоз – семена диких трав.

Чтобы вас не настигла беда с заполнением грядок сорняками, не нужно перебирать перегной, выбирая корни, а уж тем более искать семена в навозе. Для этого существует мульчирование – это технология, предотвращающая прорастание сорной травы.

Для мульчирования стоит использовать кору, опилки или солому. Так же данная процедура предотвращает испарение нужной для помидоров влаги, поддерживает правильный уровень кислотности, питает почву микроэлементами и поддерживает оптимальный уровень температуры.

Отзывы огородников

Опытные садоводы и огородники рекомендуют удобрять почву калием, кальцием и в равных пропорциях использовать органические удобрения и компост.

Также советуют добавлять в почву песок – они утверждают, что именно песок делает землю рыхлой и поддерживает нужный уровень влажности.

Специалисты посадочных работ утверждают, что одним из правил хорошего урожая, является правильно подобранный сорт (больше информации о лучших сортах томатов для теплиц). Стоит внимательно отнестись к этой части подготовки будущего урожая.

Помидоры необходимо сажать на узкие гряды, 60-70 сантиметров и в один ряд. Это обеспечит не только хороший урожай, но и облегчит уход за грядкой.

Некоторые садоводы хорошо отзываются о добавлении в грунт яичной скорлупы, утверждая, что она обогащает почву кальцием.

Полезное видео: подготовка питательного грунта в парнике под томаты

Выращивание томатов на границе теплицы

Конечно же, выращивать томаты в бордюре естественнее, чем в контейнерах. Но для меня большим преимуществом выращивания в правильно подготовленных бордюрах по сравнению с контейнерами является то, что в них хранится достаточно воды, поэтому пропустить полив в течение дня не составляет большой проблемы.

Проблемы, с которыми сталкиваются томаты из-за нерегулярного полива, такие как расслоение кожуры и гниль соцветий, редко встречаются у растений, выращиваемых на границе, как и проблемы, такие как дефицит магния, поскольку больший объем почвы в бордюре более прощает наши ошибки - передозировки разбавленных удобрений.

Недостатки выращивания в приграничной почве следующие:

  • Правильная подготовка бордюрного грунта - это довольно большая работа.
  • Почву на границе необходимо изменить, чтобы избежать распространения болезней
  • В почве могут скрываться вредители, такие как слизни
  • Сорняки в почве
  • Испарение из пограничной почвы увеличивает влажность выше желаемой

К счастью, последние три точки можно преодолеть довольно легко, но подготовка и изменение почвы - это еще одна задача, которую необходимо учитывать.

Подготовка почвы по границе теплицы

Идеальная кайма для томатов будет обеспечивать растения питательными веществами и удерживать воду, не заболачиваясь.

Зимой или очень ранней весной выкопайте существующий грунт, по крайней мере, на глубину лопаты или больше, если можете. Разбейте грунт на дне вилкой.

Затем добавьте толстый слой домашнего компоста - глубиной не менее 6 дюймов, но лучше, если сможете. Если у вас есть древесная зола, добавьте унцию на квадратный фут или десятую часть этого количества сульфата калия.

Унция кальцинированных морских водорослей на квадратный фут способствует действию микробов в почве.

Сверху положить слой просеянной садовой почвы, смешанной с коммерческим многоцелевым компостом или листовой формой. Грядка на этом этапе должна быть бугристой и высокой. В течение следующих месяцев кровать должна утонуть. Если во время посадки он низкий, добавьте еще смеси почвы / компоста.

Один серьезный производитель томатов считает, что его успех частично объясняется тем, что он засыпал компостом слой овечьего навоза у основания границы теплицы.Овечий навоз содержит больше калия по сравнению с навозом других животных.

В идеале вы должны повторять этот процесс каждый год, выкапывая старую почву для использования в саду. На практике вы можете обходиться через год, если используете больше жидких кормов, таких как жидкий окопник или коммерческий корм для томатов, чтобы компенсировать использованные питательные вещества.

Не используйте почву, удаленную от границы теплицы, на картофельной грядке - это то же семейство, что и помидоры, и их соотношение питательных веществ такое же.

Проблемы с вредителями и болезнями на границах теплиц

Помидоры на границе теплицы, вид снаружи теплицы. Обратите внимание на бархатцы, чтобы отпугнуть пересаженную белокрылку.

Самая большая проблема с вредителями - это слизни и улитки. С ними легко справиться с помощью пивных ловушек или безопасных гранул. Лично я предпочитаю гранулы, но просто используйте любой метод, который вам больше нравится.

Если почву не меняли, как описано выше, в течение нескольких лет, у вас будут накапливаться болезни и развиваться дефицит питательных веществ.

Некоторые садоводы клянутся, стерилизуя почву на границе теплицы, поливая ее разбавленной жидкостью Jeyes Fluid или чем-то подобным. Это убьет любую скрытую болезнь, но за счет уничтожения всех микробов и червей. И друг, и враг будут убиты.

Сложная природная система, которая помогает растениям усваивать питательные вещества, уничтожена. Я не видел никаких испытаний или исследований, но я сильно подозреваю, что содержание витаминов во фруктах будет ниже, а вкус - хуже.

Сорняки и испарения, вызывающие слишком большую влажность

Как и на участке, небольшие сорняки легко обрабатываются.Когда они вырастут, их выдергивание может повредить корни ваших помидоров.

Если вместо того, чтобы просто поливать поверхность, вы поместите половину бутылок в почву и полейте в них, поверхность останется сухой, но в помидорах будет вода. Сухая поверхность остановит прорастание семян сорняков и предотвратит испарение, повышающее влажность.

Другой способ - положить покрытие из белого пластика поверх бордюра теплицы. Вы можете купить пластик или разрезать такие вещи, как мешки для удобрений, чтобы сформировать листы.Белый цвет имеет то преимущество, что отражает свет на растения, помогая плодам созревать.

Не используйте черный или прозрачный пластик, так как он может перегреть и приготовить корни растений, что приведет к гибели вашего урожая.

Вы можете поливать через бутылки, как указано выше, или использовать капельный шланг под пластиком для воды.

Дополнительная информация: Руководства по выращиванию томатов

.

Гидропонный питательный раствор для оптимального выращивания томатов в теплице

Использование подходящего питательного раствора является одним из наиболее важных компонентов создания и поддержания гидропонных тепличных культур томатов. При гидропонном производстве все основные питательные вещества (таблица 1) должны поступать в растение в виде раствора, поскольку субстраты, обычно используемые для выращивания томатов, не содержат питательных компонентов, как почва при выращивании в поле. Этот информационный бюллетень предоставит руководство по составлению питательных растворов для успешного выращивания томатов на гидропонике в контролируемой среде.

Таблица 1. Питательные вещества, обычно содержащиеся в готовом гидропонном питательном растворе. Макронутриенты - это те вещества, которые растение использует в относительно больших количествах, а микроэлементы - в очень малых количествах.
Макроэлементы Микроэлементы
Азот (N) * Железо (Fe)
Фосфор (P) Бор (B)
Калий (К) Марганец (Mn)
Кальций (Ca) Медь (Cu)
Магний (Mg) Молибден (Мо)
Сера (S) Цинк (Zn)
Хлорид (Cl)
* Сокращения питательных веществ в скобках

Фазы роста помидоров и соответствующих питательных веществ

Для томата необходимо учитывать фазу развития растения, поскольку разные фазы роста имеют разные потребности в питательных веществах.Поэтому рекомендуется поэтапный питательный раствор, основанный на стадиях развития растений, для достижения оптимального роста и развития на разных стадиях роста растений. Например:

  • Молодые растения требуют и должны получать более низкие концентрации питательных веществ, чем зрелые растения, чтобы растения не становились слишком вегетативными.
  • Растения на ранних стадиях плодоношения требуют повышенных уровней определенных питательных веществ, таких как азот (N), кальций (Ca) и калий (K), потому что развивающиеся плоды требуют большего количества этих питательных веществ.
  • Зрелым плодоносящим растениям требуется высочайший уровень питательных веществ для стимулирования роста растений и развития плодов, а также соответствующий баланс определенных питательных веществ для обеспечения высокого качества плодов.

В таблице 2 ниже описаны три стадии фазы развития, которые мы обычно рассматриваем для программы удобрения томатов. Эта трехступенчатая система подходит для небольших и средних производителей теплиц. Некоторые крупные коммерческие производители используют дополнительную стадию между первыми двумя стадиями, чтобы еще больше оптимизировать программу удобрений (М.Дженсен, личное сообщение). В любом случае, стадии растения томата определяются количеством видимых цветочных кистей.

Таблица 2. Стадии развития растений томата, которые используются для определения типа питательного раствора, используемого на этой стадии. Этапы основаны на количестве цветочных кистей с раскрытыми цветами.
Этапы Стадия развития Прочие аспекты
Этап 0 Прорастание Внесение удобрений не требуется
1 этап От появления семядолей до второй кисти с распускающимися цветками Вторая цветочная кисть обычно появляется после 9-15 листьев, в зависимости от сорта и условий выращивания
2 этап От третьей фермы с открытыми цветами до пятой фермы с открытыми цветами Пятая цветковая кисть обычно появляется после 18-24 листьев, в зависимости от сорта и условий выращивания
3 этап Ферма за пятой с распускающимся цветком Весь рост после пятой фермы считается этапом 3

В молодых растениях томатов (до стадии 2 включительно) основной проблемой является ограничение концентрации азота (N) по сравнению с концентрацией, используемой для зрелых растений.Слишком много азота приведет к тому, что растения будут чрезмерно вегетативными, что приведет к толстым стеблям, массивным и скрученным листьям и, что наиболее важно, к снижению цветения (как у связки на Рисунке 2, у которой было только два цветка, что дало только два плода, тогда как шесть-восемь будут следует ожидать) и плохого качества плодов этих плодов, образовавшихся во время чрезмерно вегетативного роста.

Другие питательные вещества, такие как кальций (Ca) и калий (K), также снижаются на этом этапе, поскольку они не нужны в больших количествах для этого раннего роста, а использование чрезмерного количества Ca и K является ненужными расходами.

На более поздней стадии роста (стадия 2) содержание N, K и Ca увеличивается, поскольку более крупные и быстрорастущие растения имеют большую потребность в N, а развивающимся плодам требуется большее количество K и Ca, чтобы предотвратить ненормальное развитие плодов на плодоножке. растение, но его количество не так велико, как для зрелых растений (стадия 3), которые имеют больше плодов и большую долю созревающих плодов.

На стадии созревания (стадия 3) растение достаточно велико и имеет достаточно большое количество плодов, чтобы можно было внести максимальную концентрацию питательных веществ.N увеличивается для стимулирования роста и развития растений, Ca увеличивается в значительной степени, чтобы предотвратить гниль соцветий, а K увеличивается, чтобы повысить содержание сахара в фруктах и ​​общее качество фруктов.

В Таблице 3 ниже описан трехэтапный питательный раствор, разработанный доктором Мерл Дженсен из Университета Аризоны, который мы использовали для успешного выращивания гидропонных тепличных томатов в различных климатических условиях. В таблице 3 также показан 4-фазный питательный раствор, разработанный доктором Дженсеном для коммерческих производителей, которым требуется еще больший контроль.

Таблица 3. Концентрации питательных веществ в трех- и четырехстадийном питательном растворе для томатов (Jensen / UA-CEA), сформулированные доктором Мерле Йенсеном из Университета Аризоны. Значения в мг / л (ppm).
Основные питательные вещества 3-ступенчатый 4-ступенчатый
S1 S2 S3 S1 S2 S3 S4
НЕТ 3 -N * 90 120 190 90 120 165 190
п. 47 47 47 47 47 47 47
К 144 350 350 144 210 342 350
Ca 144 160 200 160 169 169 200
мг 60 60 60 60 60 60 60
Все остальные питательные вещества на всех стадиях
Ю Класс Fe Мн Zn Cu В Пн
10-200 10-100 2 0.55 0,33 0,05 0,4 0,05

Удобрения для использования в питательных растворах

Стандартные удобрения для поэтапных питательных растворов для томатов обычно недоступны и должны быть приготовлены производителем. Хотя многие производители предпочитают использовать препараты «один пакетик» или «два пакета» на основе предварительно смешанных коммерческих удобрений с осторожностью и вниманием к деталям, использование нескольких компонентов индивидуального питательного раствора не является обременительной процедурой.Обычно мы смешиваем от 12 до 13 различных солей удобрений, чтобы составить исходные питательные растворы для разбавления и использования для растений. Некоторые компании по производству удобрений предлагают удобрения по индивидуальному заказу, если вы используете их в больших количествах.

Использование поэтапного питательного раствора требует приготовления этих растворов с использованием отдельных растворимых компонентов удобрений. Важно использовать действительно растворимые удобрения, так как другие удобрения часто разрабатываются для внесения в почву и включают добавки, которые ухудшают и «поглощают» ваши питательные растворы.Растворимые удобрения доступны от поставщиков, которые обслуживают производителей гидропоники, но также могут быть получены от поставщиков массовых удобрений, поскольку производители часто те же, что и для удобрений, вносимых в поле. Эти растворимые удобрения необходимо хранить в сухих условиях, и хранение в 5-галлонных пластиковых ведрах с закрывающимися крышками является рекомендуемым способом сохранить удобрения в хорошем состоянии. Просто убедитесь, что емкости хорошо и точно промаркированы.

Использование концентрированных исходных растворов питательных веществ

Гидропонные растворы для выращивания томатов обычно готовят в виде концентрированных исходных растворов (часто в 100 раз больше, чем окончательное разбавление, применяемое к растениям) и разбавляют с помощью пропорциональных инжекторов.Использование концентрированных исходных растворов и инжекторов более практично для производства гидропонных томатов, потому что объем раствора намного меньше (в 100 раз меньше), и этот объем сохраняется намного дольше, чем разбавленный раствор (в 100 раз дольше), и не способствует росту водорослей, как если бы разбавленный раствор. хранится более нескольких дней. 1

Таблица 4 ниже показывает рецепт приготовления для трех различных стадий целевого препарата (в таблице 3) с использованием общедоступных растворимых удобрений.В зависимости от качества исходной воды и типа и количества кислоты для контроля pH, для окончательной доработки рецепта необходимы некоторые дополнительные корректировки. Таблица 3 представляет собой стандартный рецепт, когда регулировка не требуется, например, при использовании воды обратного осмоса.

Таблица 4. Рецепты приготовления растворов для обычно используемых растворимых удобрений для трехступенчатого гидропонного питательного раствора Jensen / UA-CEA. Все количества приведены для 100-кратного концентрированного исходного раствора.
Резервуар 1 1 этап 2 этап 3 этап
Макроэлементы Общее название (г / л) (г / л) (г / л)
КНО 3 Нитрат калия 0.0 22,2 50,1
KH 2 PO 4 Монокалий фосфат (МКФ) 20,7 20,7 20,7
MgSO 4 -7H 2 O Сульфат магния 61,2 61,2 61,2
К 2 SO 4 Сульфат калия 20.7 49,6 24,1
Микроэлементы (мг / л) (мг / л) (мг / л)
Solubor Бора 165,9 165,9 165,9
MnSO 4 -H 2 O Сульфат марганца 177,4 177.4 177,4
CuSO 4 -5H 2 O Медный купорос 20,0 20,0 20,0
Na 2 MoO 4 -2H 2 O Молибдат натрия 12,6 12,6 12,6
ZnSO 4 -H 2 O Сульфат цинка 145,1 145.1 145,1
Резервуар 2 1 этап 2 этап 3 этап
Макроэлементы Общее название (г / л) (г / л) (г / л)
Ca (НЕТ 3 ) 2 Нитрат кальция 57.9 57,9 78,9
CaCl 2 Хлорид кальция 9,4 13,9 13,9
Микроэлементы (г / л) (г / л) (г / л)
Fe 330 Sprint Хелат железа (DPTA) 2,0 2.0 2,0

Обратите внимание, что запасы питательных веществ подготовлены для нескольких резервуаров. При использовании концентрированных исходных растворов часть Ca должна быть отделена от других макроэлементов, как при 100-кратной концентрации. В противном случае ионная форма кальция (Ca 2+ ) будет реагировать с сульфатными и фосфатными ионами (SO 4 2- и PO 4 3-) с образованием гипса и каменного фосфата, двух очень нерастворимых осадков. 2

Управление pH и EC

pH раствора - важный фактор, влияющий на доступность питательных веществ.Для гидропонных питательных растворов диапазон pH, при котором большинство питательных веществ являются высокодоступными, составляет от 5,5 до 6,5, и капельный уровень (питательный раствор, добавляемый в субстрат, в котором растут растения) обычно находится в этом диапазоне.

pH корневой зоны (pH раствора в субстрате) более важен, чем pH капельницы, поскольку pH корневой зоны - это то, что испытывают растения. Субстрат и растущие в нем корни могут влиять на pH. Растения на разных стадиях роста будут по-разному влиять на него, и производители будут регулировать pH капельницы, чтобы повлиять на pH корневой зоны.Например, быстрорастущие растения могут вызывать повышение pH из-за высокого поглощения NO 3 . Если pH корневой зоны выше 6,5, гроверы будут регулировать pH капельницы до нижнего предела диапазона pH, чтобы снизить pH корневой зоны.

В дополнение к регулированию pH корневой зоны, некоторая питательная вода может иметь достаточно высокий pH, поэтому pH раствора нужно будет регулировать путем добавления кислоты. Дополнительный инжектор для впрыска разбавленного раствора кислоты - это самый простой способ выполнить регулировку pH питательного раствора.Обычно мы используем довольно разбавленный основной раствор кислоты (2 мл серной кислоты на литр воды).

Электропроводность (ЕС) питательного раствора будет разной для разных стадий питательного раствора. Питательный раствор стадии 1 должен иметь ЕС около 2,0 дСм м -1 из-за более низкой общей концентрации питательных веществ, а ЕС стадии 3 будет ближе к 2,4 дСм м -1 . Эти ЕС могут быть выше, если исходная вода содержит измеримые количества солей.Следует избегать использования слишком соленой исходной воды или делать это после соответствующей консультации.

Заключительные мысли

Использование правильных питательных растворов для тепличных культур томатов важно для максимальной продуктивности растений. Учет различных потребностей в питательных веществах на разных стадиях роста растений является важным аспектом этого. Если у производителя есть предпочтительная формула удобрения на стадии зрелости (стадия 3), но у него нет возможностей, или если доступность отдельных растворимых удобрений слишком ограничена для того, чтобы реально создать растворы на стадии 1 и 2, то практическим решением для обеспечения поэтапных уровней питательных веществ будет - использовать половинную крепость рецепта 3-го уровня для растений 1-го уровня и три четверти крепости для растений 2-го уровня.Различной силы можно достичь, регулируя скорость впрыска форсунок. Хотя это и не оптимально по сравнению со специально разработанными стадиями 1 и 2, предотвращение гипервегетативного роста у растений на стадиях 1 и 2 более важно, чем бездействие, потому что создание оптимальных решений для стадии непрактично для производителя.

Дополнительные ссылки для получения дополнительной информации

Реш, Х. 2012. Питание растений, стр. 9-30. В: Производство гидропоники продуктов питания. CRC Press.

1 Конструкция и использование платы инжектора: youtube.com / watch? v = XfTKFpAd44E

2 Подготовка материалов A и B: youtube.com/watch?v=yqJcPhJZM8U

.

Генотип × Взаимодействие с окружающей средой: предпосылка для развития сортов томатов

1. Введение

Ожидается, что рост населения и последующий рост спроса на сельскохозяйственную продукцию будут более значительными в Африке, где производство неадекватно. Трудно переоценить необходимость увеличения сельскохозяйственного производства. Это связано с проблемами систем формирования и должно происходить в основном за счет увеличения урожайности с единицы площади, учитывая ограниченные возможности для расширения возделываемых земель во всем мире.Чтобы удовлетворить это требование, по всему миру были инициированы многочисленные программы улучшения сельскохозяйственных культур. В каждой программе улучшения сельскохозяйственных культур перспективные генотипы ежегодно проверяются на эффективность на нескольких участках, представляющих основные районы выращивания этой культуры. Это необходимо для выявления генотипов, которые обладают двойными качествами устойчивости высокого урожая к неблагоприятным изменениям состояния окружающей среды. Замечено, что указанная разница в окружающей среде может привести к несоответствию генотипа.Это взаимодействие генетических и негенетических эффектов, вызывающих различные относительные характеристики генотипов в различных средах, называется взаимодействием генотип × среда (GEI). Таким образом, взаимодействие генотип × среда, возможно, может быть изменением относительной производительности персонажа двух или более генотипов, измеренных в двух или более средах. Ранее были предприняты попытки классифицировать взаимодействия генотип-среда на четыре группы [1]. Первая группа, хотя и не была взаимодействием, позже наблюдалась как неаддитивные отношения между генотипом и окружающей средой [2].

2. Происхождение взаимодействия генотип × среда

Существуют две различные концепции происхождения взаимодействия ген × среда (GEI). Эти две концепции называются биометрическим и развивающим взаимодействием [3] или статистическим взаимодействием и взаимодействием здравого смысла [4]. Фишер представил биометрическую концепцию GEI, тогда как Ланселот Хогбен представил концепцию развития GEI [3]. Биометрическая (статистическая) концепция GEI берет свое начало в исследовательских программах, которые стремятся измерить относительные пропорции генетических и экологических вкладов в фенотипические вариации в популяциях.Взаимодействие биометрических генов с окружающей средой имеет особое значение в популяционной генетике и генетике поведения [3]. GEI развития - это концепция, более часто используемая генетиками и психобиологами развития. Взаимодействие, связанное с развитием, не рассматривается просто как статистический феномен, но проявляется в причинном взаимодействии генов и окружающей среды в создании фенотипа человека [5]. Большая часть последующей истории исследований GEI в значительной степени основывалась на концепциях Фишера и Ланселота Хогбен [3].

3. Геном томата и генетическая вариация

Помидор ( Solanum lycopersicum L.) - вторая по значимости овощная культура в мире и важное модельное растение для генетических и геномических исследований из-за относительно короткого репродуктивного цикла и небольшой размер генома. Более того, неизменное значение томатов как овощей отражается в большом объеме исследований почти по всем аспектам выращивания сельскохозяйственных культур. Его генотип определяет признаки, выраженные урожаем.Геном томата был переведен генетиками растений, которые обнаружили, что этот урожай содержит 31 760 генов после картирования его генетического состава. Однако геном томата ближе к геному картофеля. Как культурное растение томат - одна из наиболее охарактеризованных систем растений. Он имеет относительно небольшой геном - 0,95 пг или 950 МБ на гаплоидное ядро ​​[6], а такие особенности, как диплоидия, самоопыление и относительно короткое время генерации, делают его пригодным для генетического анализа. Геном томата на уровне ДНК состоит примерно на 78% из однокопийных последовательностей, как оценивается в условиях гибридизации с высокой строгостью [7].Оставшаяся часть последовательностей томатов представляет собой повторяющуюся ДНК, четыре основных класса которой были охарактеризованы. Рибосомная ДНК представляет собой наиболее многочисленное семейство повторяющейся ДНК и составляет примерно 3% генома томата. Оба гена 5S и 45S рРНК тандемно повторяются с 1000 и 2300 копиями и отображаются в отдельных локусах на хромосомах 1 и 2 соответственно [8]. Хромосомы томата можно легко идентифицировать с помощью анализа пахитенов. С развитием трисомики, моносомики и транслокаций посредством хромосомной инженерии цитогенетические исследования томатов стали одной из самых передовых областей в области сельского хозяйства.Помидор скрещивается со своими дикими сородичами с разной степенью сложности; таким образом, дикие родственники могут и использовались в качестве источников генов для улучшения сельскохозяйственных культур. Дикие виды представляют собой интересные ресурсы генетической изменчивости для интрогрессивной селекции и являются эксклюзивными источниками многих генов устойчивости культурных томатов [9]. Более высокая плотность растений увеличивает урожайность томатов, и на это влияет генотип [10, 11, 12, 13, 14, 15, 16].

Рисунок 1.

Внутренние и внешние особенности высоких туннелей для контролируемого выращивания овощей.

4. Рост томатов и окружающая среда

Помидоры выращивают в различных средах, от полевых, таких как сады, до контролируемых сред. Выращивание томатов в полевых условиях - самый дешевый вариант для большинства мелких фермеров из-за невысокой потребности в ресурсах. Фермеры полагаются на график выпадения осадков с дополнительным поливом, особенно в засушливый сезон. Выращиваемые таким образом культуры подвергаются воздействию разнообразных условий окружающей среды, которые могут преобладать в этом районе [17].В таких условиях всегда сложно проводить интенсивный уход за урожаем, такой как обрезка и разбивка. Из-за суровых условий окружающей среды в большинстве районов тропиков большинство производителей томатов предпочитают выращивать томаты в контролируемых условиях. Основная цель таких операций - раскрыть весь потенциал урожая с точки зрения урожайности и содержания питательных веществ. Выращивание томатов в контролируемых условиях позволяет улучшить управление, например обрезку и разбивку, что может повысить урожайность томатов.Исследования показали, что высокие температуры, особенно в тропиках, влияют на качество и содержание питательных веществ, особенно ликопина в помидорах, выращиваемых в поле [18, 19]. Однако выращивание томатов в контролируемых условиях требует больше ресурсов, что увеличивает стоимость производства и затрудняет участие мелких фермеров.

5. Полевые условия

Томат в основном выращивают в умеренном климате по всему миру, но могут хорошо расти в широком диапазоне климатических условий.Высокотемпературный стресс отрицательно влияет на вегетативные и репродуктивные процессы томата, что приводит к снижению качества и урожайности плодов [20]. В регионах с умеренным климатом урожай хорошо себя чувствует в диапазоне среднесуточных температур от 18 ° C до 25 ° C, в то время как температуры теплого сезона в среднем низкие 26 ° C и высокие 32 ° C. Значительно более высокие или низкие температуры могут отрицательно сказаться на завязывании и качестве плодов. Исследования показали, что температура выше 32 ° C в течение более 3 часов в день может вызвать прерывание цветков, что приводит к низкому урожаю [21].В Гане и большей части Западной Африки его выращивают в открытом грунте в полевых условиях или в контролируемой среде, например в теплице. Урожайность томатов зависит от урожайности генотипа, почвы, а также применяемых агрономических и хозяйственных методов. Помидоры можно выращивать на самых разных почвах: от глубоких супесей средней текстуры до супесчаных плодородных и хорошо дренированных почв [22]. Место для выращивания томатов следует тщательно выбирать с учетом топографии, типа почвы, структуры почвы и управления почвой, а также истории возделывания земли (следует избегать полей, ранее выращенных для пасленовых культур).Растения томатов зависят от почвы для получения достаточного количества питательных веществ и воды, а также от опоры для физической поддержки. По этой причине подготовка почвы должна быть проведена надлежащим образом, чтобы обеспечить надлежащее укоренение растений и обеспечить лучшую структуру почвы для роста и развития корней. Помидорам требуются почвы, богатые питательными веществами, но большинство почв в Африке к югу от Сахары содержат мало питательных веществ из-за непрерывного интенсивного выращивания без надлежащего применения мер по улучшению почвы [23, 24]. Потенциал органических и неорганических удобрений может обеспечить необходимое решение для интенсивного выращивания томатов, но он ограничен из-за дефицита, финансовых последствий и проблем с высокой кислотностью, связанных с чрезмерным применением таких удобрений [25].Внесение сидератов также может стать жизнеспособной альтернативой для поддержания плодородия почвы, но его использование ограничено среди фермеров, выращивающих помидоры в Гане [26].

5.1. Контролируемая среда

В большинстве районов тропиков производство томатов зависит от погодных условий и очень сезонно. Это привело к колебаниям перенасыщения во время пика урожая и нехватке в неблагоприятные периоды сезона. Этот сценарий часто влияет на цены и доход производителей, а также на удовлетворенность потребителей [27].Использование контролируемой среды при выращивании томатов может решить проблемы, с которыми сталкиваются фермеры, выращивающие томаты, чтобы обеспечить подходящую среду для выращивания томатов в межсезонье и удовлетворить потребности потребителей. При выращивании томатов используется несколько контролируемых сред.

6. Экран / теплица

При выращивании томатов в теплицах используются методы, которые не используются в открытом грунте или других системах интенсивного земледелия. В теплице вода, углекислый газ, искусственное освещение, среда для выращивания без почвы, такая как гидропоника и системы обогрева, используются для имитации условий выращивания в открытом грунте [28].Большинство теплиц используются в сочетании с системами капельного орошения, которые регулируют и экономят количество воды, необходимое для получения оптимального урожая. В некоторых случаях только 25% воды, необходимой в открытом грунте, используется для производства такого же количества воды в теплице [29]. Это очень полезно в районах, которые сталкиваются с экстремальными температурами и нехваткой воды [28], и будет иметь решающее значение для растениеводства, особенно в условиях неизбежной нехватки воды, которая будет связана с изменением и изменчивостью климата.Использование тепличных технологий при выращивании томатов сочетает в себе рыночные параметры качества с производственной системой, которая повышает качество и количество конечного продукта. Обеспечение необходимого интенсивного ухода за растениями возможно без чрезмерного использования химических средств борьбы с вредителями. Это связано с тем, что лучшая защита достигается за счет использования интегрированных стратегий борьбы с вредителями, которые более эффективны в контролируемой среде, чем в открытом грунте [30]. Выращивание томатов в рамках этой системы гарантирует, что высокая рентабельность из-за премиальных цен позволяет получать продукты хорошего качества, потому что помимо более высокого урожая, в производстве также отсутствует пыль, насекомые, болезни и вредители [31].Было обнаружено, что выращенные в теплице круглые и гроздья содержат более высокие уровни ликопина, чем помидоры, выращенные в полевых условиях. Однако с томатами черри было наоборот, в которых в тепличных условиях зафиксировано более низкое содержание ликопина по сравнению с помидорами черри открытого грунта. Эти отчеты предполагали наличие генотипа по эффекту взаимодействия с окружающей средой [18]. Поэтому при использовании тепличных технологий при выращивании томатов следует проводить тщательный отбор сортов. Помимо тщательного отбора сортов, потребление энергии также является одной из областей, которую необходимо критически учитывать при выборе типа технологии, которая будет использоваться для получения максимальной прибыли [32].

6.1. Высокий туннель

Помидоры хорошо приспособлены к условиям выращивания в высоком туннеле. Высокий туннель, часто именуемый hoophouse , представляет собой охлаждаемую конструкцию с вентилируемой структурой с солнечным обогревом и ручным управлением, которая покрыта пластиком (одинарным или двойным слоем) для выращивания многих садовых культур с целью продления вегетационного периода. Хотя внешне они похожи на некоторые теплицы, они лишены некоторых функций теплиц, таких как электричество для регулирования температуры и влажности, и, следовательно, не требуют электрических соединений для вентиляции и дополнительного отопления [33, 34, 35].Однако большинство высоких туннелей имеют свернутые боковые стенки и съемные торцевые стенки для регулирования температуры и влажности. Высокие туннели могут значительно повысить среднесуточную температуру и защитить урожай от ветра, дождя, насекомых и болезней. Зерновые культуры выращивают прямо в почву, используя грядки или мульчу [36, 37]. Поскольку высокие туннели исключают естественные осадки, воду необходимо поливать. Капельное орошение значительно улучшает товарный урожай и общее качество и является лучшим способом орошения томатов, выращиваемых под высокими туннелями.Он обеспечивает равномерное нанесение воды, чтобы уменьшить растрескивание плодов и другие физиологические проблемы, такие как гниль соцветий. При наиболее интенсивном возделывании с использованием высокотехнологичной туннельной технологии вода и питательные вещества поступают в растения в течение вегетационного периода с помощью капельного орошения [38]. Когда помидоры выращивают в высоких туннелях, их можно приучить к вертикальному росту, используя решетку или колышки (рис. 1).

6.2. Гидропоника

Гидропонные томаты выращивают в питательном растворе, а не в почве.Растения обычно помещают в непочвенный материал, известный как субстрат, который может поддерживать их корни и удерживать питательные вещества. В некоторых случаях в гидропонной системе используются абсорбирующие субстраты, такие как кокосовое волокно, перлит, минеральная вата, биогумус и их комбинации [39, 40] вместе с системой капельного орошения, которая подает воду с низким напряжением и высокой частотой для создания оптимальных условий для рост овоща [41, 42]. Избегая почвенной среды, использование гидропоники позволяет производителю предотвращать болезни и переносимых почвой вредителей, таких как нематоды, с которыми трудно бороться [43].Производство томатов в рамках защищенных систем, таких как гидропоника, позволяет выращивать помидоры в регионах, не подходящих для традиционного сельского хозяйства, за счет эффективного использования природных ресурсов, особенно воды и почвы [44]. Гидропонные системы обеспечивают регулирование сбора урожая, предотвращение севооборота, лучшее качество фруктов, лучшее обращение с урожаем и лучший контроль над потребностями в питании и условиями окружающей среды. Выращивание томатов в гидропонной системе позволяет цветоводу выращивать их в контролируемой среде с меньшей вероятностью заболевания, более быстрым ростом и большим урожаем фруктов.Это дает несколько преимуществ с точки зрения количества и качества продукции, получаемой на единицу площади земли, по сравнению с выращиванием в почве [45]. Однако гидропонное садоводство является трудоемким процессом и требует квалифицированной подготовки для эффективного управления водой и питательными веществами в условиях крупномасштабного производства. Было высказано предположение, что одной из основных проблем использования систем гидропоники для выращивания томатов является потребность в узкоспециализированной технической поддержке для надлежащего пополнения питательного раствора на всех этапах выращивания урожая [43] (Рисунок 2).

Рис. 2.

Голландская ведерная гидропонная система для выращивания томатов (https://www.google.com.gh/search?tbm = isch & sa = 1 & q = гидропоника + помидоры & oq = гидропоника + помидоры & gs_l = psy-ab.3 .. 0j0i5i30k1j0i24k1l6.202616.205468.0.206233.9.9.0.0.0.384.1735.2-5j1.6.0… .0… 1.1.64.Psy-ab..3.6.1732… 0i67k1.0.HQe-PNKGI6I # imgrc = gjqgs0WVSaQvuM).

6.3. Орошение

Томат, как и большинство овощных культур, требует много воды для оптимального роста и развития.Стресс, вызванный влажностью, вызывает прерывание цветков и молодых плодов, молодых плодов, солнечные ожоги и сухую гниль фруктов. Вода требуется на самых критических этапах роста томатов, особенно при пересадке, цветении и развитии плодов. Достаточное количество воды очень важно для раскрытия потенциала выращиваемых растений томатов [31, 32]. Однако сельскохозяйственная деятельность в большинстве районов тропиков ведется в основном на богарных землях, что приводит к нехватке воды для ведения сельского хозяйства в сухой сезон.Количество осадков часто бывает неустойчивым даже во время основного вегетационного периода, что приводит к плохой урожайности, особенно в районах, где томаты выращиваются на почвах с низкой водоудерживающей способностью. Использование оросительных схем обеспечивает воду, необходимую для выращивания сельскохозяйственных культур. Это делает дополнительное орошение необходимым для коммерческого производства томатов для поддержания стабильных урожаев высококачественных томатов в межсезонье и удовлетворения спроса потребителей. Исследования показали, что орошение увеличивает годовой урожай томатов в среднем не менее чем на 60% по сравнению с производством в засушливых районах [32, 33].Качество томатов, выращиваемых на орошении, также было лучше, чем на неорошаемых полях [20].

7. Виды орошения при выращивании томатов

7.1. Дождевание

Эти системы включают центральный шарнир, линейное перемещение, передвижной пистолет, стационарный комплект и переносную алюминиевую трубу с дождевателями, которые подают поливную воду разбрызгиванием на посевы. Идея состоит в том, чтобы имитировать естественные капли дождя. Спринклерные системы, используемые при выращивании томатов, обычно настраиваются на подачу не менее дюйма воды каждые 4 дня.Система также предназначена для подачи воды таким образом, чтобы не допускать стекания воды [41]. Тип почвы также учитывается при регулировке скорости оросительной системы дождеванием. В то время как более высокая скорость (3 дюйма в час) предпочтительна на песчаных почвах, более низкая скорость предпочтительна на суглинистых почвах (1 дюйм в час). Высокий уровень однородности нанесения очень важен, чтобы каждое растение было покрыто, чтобы гарантировать равномерный рост и развитие на всем поле [42].

7.2. Капельное орошение

Капельное орошение стало стандартной практикой при выращивании томатов.Хотя его можно использовать с пластиковой мульчей или без нее, ее настоятельно рекомендуется использовать с культурой пластиковой мульчи. Одним из основных преимуществ капельного орошения является эффективность использования воды. При использовании в сочетании с пластиковой мульчей трубку можно устанавливать одновременно с укладкой пластиковой мульчи. В системе капельного орошения вода подается на каждое растение, как правило, с помощью трубок и эмиттеров, которые переносят воду от магистральных линий к основанию каждого растения. В некоторых случаях удобрения добавляются в поливную воду в системе, получившей название «фертигация» [41, 46].Важно отметить, что вода подается таким образом, чтобы растения не вяли. Исследования также показали значительное увеличение урожайности при капельном орошении и пластиковой мульче по сравнению с помидорами, орошаемыми дождеванием. Наиболее высокие урожаи были получены при использовании капельного орошения и пластиковой мульчи, а также при добавлении питательных веществ путем внесения удобрений в капельную систему. Это наблюдение связано с разумным использованием водных и питательных ресурсов, которые поставляются каждому растению, чего нельзя сказать о спринклерных оросительных системах.Распространение сорняков также не представляет проблемы, поскольку поливают только ряды, а середина остается сухой. Еще одно преимущество капельного орошения достигается при использовании в высоком туннеле, оборудованном способностью вводить водорастворимые питательные вещества через капельные линии, когда они нужны растению.

8. Взаимодействие генотипа и среды

Испытания в нескольких местах обычно проводятся исследователями для оценки новых или улучшенных генотипов в разных средах (местоположениях и годах), прежде чем они будут продвигаться для выпуска и коммерциализации.Это систематический подход, применяемый для повышения стабильности урожайности новых сортов сельскохозяйственных культур в условиях стресса [47]. Данные, полученные в результате таких испытаний, важны для (i) точной оценки и прогнозирования урожайности на основе ограниченных экспериментальных данных; (ii) определение стабильности урожайности и характера реакции генотипов в разных средах; и (iii) предоставление надежных рекомендаций по выбору лучших генотипов или агрономических обработок для посева в будущие годы и на новых территориях [48]. Однако характеристики или ранжирование генотипов в таких экспериментах обычно не одинаковы в разных средах.Это происходит из-за взаимодействия между генотипами и окружающей средой [49, 50]. Этот тип взаимодействия известен как взаимодействие генотип × среда (GEI) и может затруднять выбор и рекомендации генотипов, оцениваемых в различных средах [51, 52]. Важность GEI в программах оценки генотипов и селекции была продемонстрирована почти для всех основных культур [53, 54, 55, 56, 57]. GEI уменьшает связь между фенотипическими и генотипическими значениями и приводит к смещению в оценке эффектов генов и способности комбинирования различных признаков, которые чувствительны к колебаниям окружающей среды, менее надежны для отбора [57].

Взаимодействия генотип × среда можно разделить на три широких типа (рис. 3) (i) «нет» GEI, (ii) некроссинговое взаимодействие и (iii) кроссоверное взаимодействие [58]. Количество сред (E) и количество генотипов (G) определяют количество возможных GEI, и чем больше количество сред и генотипов, тем больше количество возможных взаимодействий G × E. Таким образом, с двумя генотипами и двумя средами и только с одним критерием возможны как минимум четыре различных типа взаимодействий.При 10 генотипах и 10 средах возможны 400 типов взаимодействий, что, несомненно, сделало бы их последствия и интерпретацию более трудными для понимания [59, 60].

Рисунок 3.

Графическое представление типов взаимодействия «нет», некроссингового взаимодействия и кроссинговера взаимодействия генотип-среда (Источник: [58]).

9. Нет взаимодействия G × E

Когда нет GEI, эффекты каждого из факторов риска аналогичны на всех уровнях других факторов риска.«Нет» GEI возникает, когда один генотип (G1) постоянно работает лучше, чем другой генотип (G2), примерно на одинаковую величину в обеих средах. На рис. 3A, B показано, что G1 и G2 работают одинаково в двух средах, потому что их ответы параллельны и стабильны. Таким образом, вариации в выражении признаков в различных средах для двух генотипов являются аддитивными. Более того, межгенотипическая дисперсия остается неизменной в двух средах, и направление средовой модификации генотипов одинаково.На Рисунке 3A показан главный эффект G, а на Рисунке 3B - главный эффект окружающей среды [58].

10. Взаимодействие G × E без кроссовера

На рисунке 3C показан тип GEI без кроссовера. В отличие от рисунков 3A и 3B, разница в производительности в разных средах неодинакова. G1 и G2 по-разному реагируют на две среды, но их ранги остаются неизменными. Следовательно, ответ двух генотипов в разных средах не аддитивен, и величина межгенотипических различий увеличивается.Более того, экологические модификации двух генотипов идут в одном направлении [58].

11. Кроссовер G × E-взаимодействие

Различная и непоследовательная реакция генотипов на разную среду рассматривается как кроссоверный GEI, когда ранги генотипов меняются от одной среды к другой [1]. Кроссоверное взаимодействие предполагает, что ни один из генотипов не имеет превосходства в нескольких средах [61]. На рисунке 3D показан тип кроссовера GEI, где направление модификации генотипов G1 и G2 в окружающей среде противоположно: эффективность G1 увеличивается, а G2 снижается.Генотипические ранги меняются между двумя средами, но величина межгенотипической дисперсии остается неизменной. Рисунок 3E также представляет перекрестное взаимодействие, поскольку генотипы меняют ранги между двумя средами. Также изменяется величина межгенотипической дисперсии. Более того, разница между генотипами G1 и G2 в среде E1 меньше, чем в E2, и направление модификации этих двух генотипов одинаково. Иллюстрация на рисунке 3F представляет собой перекрестное взаимодействие с модификацией окружающей среды в противоположном направлении [58].

12. Испытания в нескольких местах производства томатов

Испытания в нескольких местах проводятся для оценки показателей стабильности урожайности генетических материалов в различных условиях окружающей среды [55]. Относительная эффективность генотипов в отношении количественных характеристик, таких как урожайность и другие характеристики, влияет на урожайность, чтобы варьироваться от среды к среде. Для разработки генотипа с высокой урожайностью и стабильной производительностью особое внимание следует уделять важности стабильной производительности генотипов в различных средах и их взаимодействиях.Это позволяет вывести лучшие сорта сельскохозяйственных культур, которые имеют буфер и могут давать стабильные и стабильные результаты в различных средах и сезонах [59]. Чтобы достичь этого, генотипы feat оцениваются в мультисредовых испытаниях (MET), проверяя их эффективность в разных средах и выбирая лучшие генотипы в конкретных средах. Основная цель - устранить генотип путем взаимодействия с окружающей средой, возникающего в результате различий в чувствительности генотипов к условиям целевой среды [62].Это приводит к несогласованным характеристикам генотипов в разных средах и ограничивает эффективность отбора превосходящих генотипов [56].

13. Инструменты / методы для анализа взаимодействия генотипа с окружающей средой

Анализ GEI важен для получения информации о характеристиках генотипов с точки зрения адаптивности и стабильности. Анализ дисперсии выполняется в разных средах для выявления присутствия GEI в испытаниях с несколькими местоположениями. Когда обнаруживается, что дисперсия GEI является значительной, можно использовать один из различных методов измерения стабильности генотипов для определения наиболее стабильного генотипа (ов).Для анализа и интерпретации GEI было предложено несколько статистических методов [63, 64, 65, 66]. Широкое распространение получил метод совместного регрессионного анализа [67, 68, 69]; Тем не менее, были заявлены некоторые ограничения метода [70, 71]. Например, см. [48]. Метод PCA имеет возможность преодолеть ограничения, связанные с методом линейной регрессии, путем предоставления более одной статистики, то есть оценок по осям главных компонентов, для описания реакции генотипа.Другой метод, который был предложен для анализа GEI, - это кластерный анализ, который представляет собой метод численной классификации, который определяет группы кластеров людей [48, 72]. В настоящее время аддитивная модель основных эффектов и мультипликативного взаимодействия (AMMI) [64, 71] и методология биплоттинга «главный эффект генотипа плюс взаимодействие генотип × среда» (GGE) [66] являются двумя наиболее мощными статистическими инструментами, используемыми многими исследователями для анализа данные многоместных испытаний. Модель AMMI сочетает в себе дисперсионный анализ основных эффектов генотипа и окружающей среды с анализом главных компонентов взаимодействия генотипа и окружающей среды.Это также обеспечивает лучшую прогнозную оценку и ценный подход для понимания GEI и получения более точных оценок урожайности. Взаимодействие описывается в форме двухуровневого отображения, где оценки PCA сопоставлены друг с другом и обеспечивают визуальный контроль и интерпретацию компонентов GEI. Интеграция отображения двух графиков и статистики генотипической стабильности позволяет группировать генотипы на основе схожести результатов в различных средах. Точно так же двухуровневый анализ GGE позволяет визуально (графически) представить оценку взаимодействия.Этот метод также сочетает в себе дисперсионный анализ и PCA путем разделения сумм квадратов генотипов и сумм квадратов GEI (которые имеют отношение к оценке генотипа) с использованием метода PCA. Метод двух графиков используется для представления и оценки генотипов в различных средах [73]. Двухуровневый график GGE показывает первые два основных компонента (PC1 и PC2), которые получаются путем разложения сингулярных значений данных результатов испытаний в нескольких местах. Двухплоскостной анализ GGE позволяет идентифицировать генотипы с наивысшими урожаями в различных средах, сравнивать их характеристики в различных средах, определять идеальный генотип, а также мега-среды (модель регионального распределения или целевая среда) [74, 75] .

Несколько исследователей сравнили эффективность двухмерных графиков AMMI и GGE для анализа GEI. По мнению Яна и других, основным недостатком модели AMMI является то, что она нечувствительна к наиболее важной части кроссовера GEI [75]. Более того, модель AMMI не дает селекционеру никаких преимуществ для оценки генотипа и участка при анализе данных MET, поскольку нет четкого биологического разделения между двумя терминами, генотипом и GEI. Однако двумерный график GGE - это мощная статистическая модель, которая устраняет некоторые недостатки AMMI.Этот метод является эффективным статистическим инструментом для определения наиболее эффективных сортов в данной среде и наиболее подходящей среды для каждого сорта, сравнения любой пары сортов в отдельных средах, лучших сортов для каждой среды и дифференциации мега-среды, средней урожайности. стабильность генотипов, различительная способность и репрезентативность среды [75, 76, 77]. Грюнеберг и другие указали, что AMMI очень эффективен для анализа МЕТ [78].Кандус и другие также показали, что модель AMMI - лучшая модель для описания GEI [79]. Стоякович и другие [80] и Митрович и другие [81] обнаружили, что обе модели дают похожие результаты. Однако, вопреки этим сообщениям, [75, 82, 83] пришли к выводу при сравнении обеих моделей, что биплот GGE превосходит биплот AMMI в анализе мегасреды и оценке генотипа.

14. Перспективы и проблемы G × E

Феномен взаимодействия генотип × среда относится к разным характеристикам генотипов в различных средах, которые влияют на эффективность отбора в программе разведения.GxE-взаимодействие возникает из-за различий в чувствительности генотипов к различным условиям окружающей среды. Чтобы смягчить эффект взаимодействия G × E, культуры необходимо тестировать в нескольких средах для оценки их специфической и широкой адаптации [53, 76]. Хотя помидоры хорошо себя чувствуют как в тропическом, так и в умеренном климате, их характеристики могут варьироваться в зависимости от окружающей среды [18]. Перед выпуском каждого сорта сельскохозяйственных культур проводятся испытания в нескольких местах, чтобы убедиться в урожайности сельскохозяйственных культур в широком диапазоне сред для обеспечения адаптируемости и стабильности производительности [47].

14.1. Причины взаимодействия генотип × среда

Живые организмы состоят из генов, экспрессия которых может быть изменена окружающей средой; следовательно, генотипическая экспрессия фенотипа зависит от окружающей среды [84]. Это связано с тем, что генотипы демонстрируют разные уровни фенотипической экспрессии в разных условиях окружающей среды, что приводит к кроссоверным характеристикам [85]. Кроссовер генотипов в различных средах является результатом различных генотипических ответов в различных условиях окружающей среды [63, 86].Это приводит к взаимодействию «генотип за средой», когда один генотип дает максимальную производительность в одной среде, работая плохо в другой среде. При взаимодействии G × E величина наблюдаемой генетической изменчивости меняется от одной среды к другой и имеет тенденцию быть больше в лучших условиях, чем в более бедных [87].

14.2. Проблемы взаимодействия генотипа и окружающей среды, влияющие на селекцию

Задача большинства селекционеров растений - вывести новые сорта, которые будут стабильно хорошо работать в различных средах.Однако сообщалось о значительном взаимодействии G × E для большинства количественных признаков томатов, особенно в отношении урожайности и качества плодов, таких как ликопин, общее количество растворимых твердых веществ, витамин С и т. Д. [19, 88]. Сорт томатов с улучшенным качеством плодов в одной среде может не обязательно работать так же в другом месте из-за разной реакции на различные условия окружающей среды, преобладающие в разных местах. Факторы окружающей среды, такие как почва, влажность, температура, интенсивность света, влажность, осадки, фотопериод и агрономические методы, играют важную роль в экспрессии генов, контролирующих интересующий признак.Это приводит к различному фенотипическому выражению среди мест. Эффект взаимодействия генотипа и окружающей среды усложняет селекционерам выбор подходящих сортов, поскольку элитные сорта, созданные для одного места, могут не работать одинаково в разных местах. В некоторых случаях на качество плодов томатов существенно влияет генотип и взаимодействие с окружающей средой. Такое взаимодействие затрудняет выбор лучших сортов, изменяя их относительную продуктивность в различных средах.Например, см. [89]. В других исследованиях [90] также сообщалось о значительном влиянии взаимодействия GxE на общий сахар среди шести сортов томатов, выращиваемых в полевых и скрининговых условиях. Эта проблема означает, что сорта томатов, которые были выведены и отобраны в полевых условиях, могут не полностью раскрыть свой потенциал, когда фермеры выращивают их в контролируемых условиях. Следовательно, степень эффекта взаимодействия G × E для большинства черт, имеющих экономическое значение, необходимо принимать во внимание в процессе отбора, чтобы получить сорта сельскохозяйственных культур, которые будут обеспечивать стабильную производительность в разных средах и сезонах.

14.3. Устранение взаимодействия генотип × среда

Селекция сельскохозяйственных культур включает в себя различные атрибуты генетического материала, которые могут изменяться в условиях окружающей среды [91]. В некоторых случаях прямой отбор происходит медленно из-за низкой наследуемости, полигенного контроля, эпистаза и значительного взаимодействия G × E по интересующему признаку [92]. Чтобы смягчить влияние взаимодействия G × E на эффективность селекции, селекционеры разработали стратегии, обеспечивающие прогресс в эффективности селекции.По этой причине генотипы тестируются в различных средах для оценки их адаптируемости и стабильности [85]. После этого звука с помощью соответствующего программного обеспечения проводится анализ для оценки степени эффекта взаимодействия G × E. Генотипы, эффекты G × E которых не значимы, считаются стабильными и поэтому отбираются [62].

Анализ стабильности выполняется для оценки производительности генотипов как линейной функции уровня продуктивности в каждой среде [93].Эберхарт и Рассел предложили совместный регрессионный анализ для оценки средней производительности генотипа в различных средах по сравнению со средней производительностью всех генотипов в той же среде [68]. Использование мультипликативных моделей, которые включают аддитивную модель основного эффекта и мультипликативного взаимодействия (AMMI), также использовалось для оценки стабильности других культур [94, 95]. Модель AMMI позволяет подбирать сумму нескольких мультипликативных членов, а не только один мультипликативный член при анализе характеристик генотипов в различных средах [93].Ян также предложил использовать диаграмму взаимодействия генотипа и генотипа × среда (GGE) для графической визуализации генотипических характеристик в нескольких средах [96]. Использование этих стратегий позволит селекционеру принимать обоснованные решения о том, где разместить какой сорт, исходя из их адаптируемости для достижения оптимальных результатов.

15. Заключение

Огромное значение томатов как овощей отражается в большом объеме исследований почти по всем аспектам выращивания сельскохозяйственных культур.В каждой программе улучшения сельскохозяйственных культур перспективные генотипы проверяются на предмет их эффективности в течение нескольких лет на нескольких участках, чтобы определить генотипы, обладающие двойными качествами устойчивости высокого урожая к неблагоприятным изменениям состояния окружающей среды. Это взаимодействие относится к генотипу через взаимодействие с окружающей средой. Взаимодействие генотип × среда - это изменение относительной производительности персонажа двух или более генотипов, измеренных в двух или более средах. Его происхождение связано с двумя концепциями: биометрическим и развивающим взаимодействием.Таким образом, взаимодействия могут включать изменения порядка генотипов между средами и изменения абсолютной и относительной величины генетических, средовых и фенотипических различий между средами. В дальнейшем они могут быть классифицированы как отсутствие GEI, некроссинговое взаимодействие и перекрестное взаимодействие. Сложные количественные характеристики, такие как урожайность, с множеством способствующих характеристик, сильно зависят от эффектов взаимодействия с окружающей средой. Производство томатов, хотя и зависит от погоды и сильно сезонно, можно выращивать как в полевых, так и в тепличных условиях (контролируемая среда).Исследователи проводят испытания в нескольких местах, чтобы оценить новые или улучшенные генотипы в разных средах (местах и ​​годах), прежде чем они будут продвигаться для выпуска и коммерциализации. Такой организованный подход помогает повысить стабильность урожайности новых сортов сельскохозяйственных культур в подверженных стрессу средах. Для получения информации о характеристиках генотипов с точки зрения адаптивности и стабильности первостепенное значение имеет анализ GEI. Несмотря на то, что было предложено несколько статистических методов для анализа и интерпретации GEI, метод совместного регрессионного анализа получил широкое распространение; тем не менее, у него есть множество ограничений.Многие другие исследователи также обнаружили, что биплот AMMI и GGE эффективен для анализа GEI. Основная проблема GEI заключается в том, что его эффект мешает селекционерам выбирать подходящие сорта, поскольку элитные сорта, созданные для одного места, могут не работать одинаково в разных местах. В некоторых случаях на качество плодов томатов существенно влияет генотип и взаимодействие с окружающей средой. Такое взаимодействие затрудняет выбор лучших сортов, изменяя их относительную продуктивность в разных средах.Хотя помидоры хорошо себя чувствуют как в тропическом, так и в умеренном климате, их характеристики могут варьироваться в зависимости от окружающей среды.

.

Фото фонда подготовки грядки. Изображение длинное, коричневое

Похожие изображения

Рассада томатов традиционным способом для подготовки нового посевного материала, коп.

Грядка с молодым перцем в открытом грунте

Фермеры собирают органический картофель с небольшого садового участка

Стеклянная теплица на дачном участке не готова для выращивания сельскохозяйственных культур, УСТАНОВКА СОЛНЦА.

Подготовка большого огорода

Лопата в ложе

Копать

Молодой человек на даче копает землю

Закапывание компоста для выращивания овощей, Великобритания

Органическое покрытие рассады в саду.Укрытие молодой рассады от палящего солнца и первых заморозков. Пружинная работа

Вилы в земле

Между ними в огороде протянуты колья и аллеи с молодыми огурцами

Младенец наблюдает за весенним садоводством, вид сзади.

Теплица для выращивания овощей в саду. Обтянут полиэтиленовой пленкой для сохранения влаги и тепла.На фоне

.

Смотрите также

 
Copyright © - Теплицы и парники.
Содержание, карта.