Проект "Факторы, влияющие на дозревание томатов"

МБОУ Устьинская СОШ Моршанского района Тамбовской области

Исследовательская работа

 «Факторы, влияющие на дозревание томатов»

                                                        Выполнил ученик 9 «Б» класса

                                                                       Нестеров Павел Вячеславович

                                                          Руководитель учитель химии и биологии

                                                                      Добина Татьяна Викторовна

                                                               2019

Содержание

Введение   …………………………………………………………………………..3

1.Характеристика климатических, почвенных условий района и история

опытного участка…………………………………………………………………...4

2.Дозревание томатов………… ……………………………………………… …..5

3. Факторы,  влияющие на скорость дозревания томатов ………………………7

3.1. Влияния солнечного света на дозревание томатов …………………………7

3.2. Влияние этилового спирта на дозревание плодов  .……………………..…..8

3.3. Влияние этилена на дозревание плодов……………... …..………………….9

Заключение…………………………………………………………………………10

Литература………………………………………………………………………….11

Приложения………………………………………………………………………...12

Введение.

Актуальность работы.  Проблема дозревания  плодов томатов среднеспелых сортов  интересует всех дачников, большинство сельчан, ребят, работающих на пришкольных участках, которые высевают семена томатов в конце февраля или начале марта,  выращивают рассаду, высаживают томаты в грунт, а потом могут потерять половину урожая из-за погодных условий недозрелыми. Особенно проблема касается пришкольных участков, где нельзя обрабатывать томаты химическими препаратами от грибковых заболеваний. Так в 2016 году остались недозрелыми и пропали на кустах 40% томатов нашего пришкольного участка, в 2017году -50%, в 2018 году -30%. Причиной послужила большая разница дневных и ночных температур.

Цель работы. Изучить факторы, влияющие на скорость дозревания плодов томата.

Задачи:

1.Найти информацию о влиянии различных факторов на дозревание томатов.

2. Изучить влияние солнечного света на дозревание плодов томата.

3.Изучить  влияние этилового спирта  на дозревание плодов томата.

4. Изучить влияние этилена  на дозревание плодов томата.

5. Обобщить полученные результаты и сделать выводы.

Основные этапы выполнения работы:

1. Выявить способы воздействия на дозревание среднеспелых томатов,  эффективность которых можно проверить на пришкольном участке.

2. Ознакомиться с научной информацией, объясняющей  действенность выбранных способов.

3. Проверить на практике  эффективность способов  воздействия на дозревание среднеспелых томатов.

4. Проанализировать сведения,  полученные опытным путём и сделать выводы.

Место и сроки проведения работы.  Место – пришкольный участок .

 Сроки: август 2018 года

Планируемый результат. Выявить лучший способ,  влияющий на скорость дозревания томатов.

Прогноз.  Сохранение до 80% урожая среднеспелых томатов пришкольного участка .

1.Характеристика климатических, почвенных условий района и история

опытного участка

    Пришкольный участок МБОУ Устьинской СОШ находится на севере Тамбовской области. Суммарная солнечная радиация составляет 60 ккал/см2 год. Это и объясняет умеренность климата. Господствует континентальный умеренный воздух, определяющий погоду.

Моршанский район относится к зоне недостаточного увлажнения. Годовая сумма осадков составляет около 500-550 мм. Сумма осадков за вегетационный период составляет 50-60% годовой. Часто устанавливается антициклональная погода с ясным небом, слабым ветром.  Ветры преобладают с юга и юго-востока. Это же направление имеют суховейные ветры весной и летом.

Скорость ветра в теплый период в среднем за сутки составляет 3,0-3,5 м/сек и 4,0-5,5 м/сек в холодный период года.( http://opr.tmbreg.ru/8463/8489.html)

Пришкольный участок  ( по данным прошлых исследований) имеет  почву черноземную достаточно воздухопроницаемую,  водопроницаемую, нейтральную,  малоплодородную).( Приложение № 1).

Участок имеет однородный почвенный покров.  В течение последних 5 лет на огороде ( Приложение № 1) применяли единую систему удобрения, обработку почвы . Однообразными на всем участке  были  агротехнические приемы, которые на длительный период изменяют плодородие почвы (известкование, внесение минеральных удобрений,  унавоживание, углубление пахотного слоя,  посев бобовых культур)

2. Дозревание томатов

        Большая часть нашей страны находится в зоне рискованного земледелия. Теплолюбивые культуры, такие как перцы, баклажаны и томаты полностью отдают урожай зрелых плодов редко. В зависимости от климата и погодных условий, недозревшими могут оказаться до 60% помидоров.

     Погодные условия не всегда способствуют естественному созреванию плодов.  Обычно приходится снимать недозрелые, а иногда и совсем зеленые помидоры. Если впоследствии затяжных дождей почва перенасытилась влагой, помидоры начнут трескаться и гнить. Также на растениях может развиться фитофтора, которая поражает и листья, и плоды. При этом томаты чернеют и становятся непригодными для употребления в пищу. К счастью помидоры (томаты) — одни из тех овощей, которые способны дозариваться, т.е. доходить до состояния зрелости, будучи уже снятыми с куста.

     Все мы знаем,  краснота помидоров – признак их спелости. Итак, почему краснеют помидоры?  Красный цвет овощи имеют благодаря ферменту ликопину; именно он отвечает за окрас помидора. Чем краснее томат, тем больше в нем ликопина. За желто-оранжевый цвет отвечает бета-каротин – пигмент, относящийся к той же группе каротиноидов. (https://heaclub.ru/cvet-produktov-i-zdorove-produkty-belogo-krasnogo-zheltogo-zelenogo-oranzhevogo-fioletovogo-sinego-cveta) Хромопласты могут развиваться из хлоропластов, которые теряют хлорофилл и крахмал, что заметно при созревании плодов. Развитие хромопластов связано с активацией ферментов биосинтеза каротиноидов. Неактивные формы этих ферментов как правило присутствуют в строме, а активные формы локализуются в мембранах пластид, где также накапливаются липофильные предшественники каротиноидов. (https://studfiles.net/preview/2143158/page:5/)

     По окраске различают 3 стадии зрелости помидоров: зеленые, бланжевые (в этот период томаты  становятся светло-зелеными или желтовато-бурыми),  розовые, красные или желтые (в зависимости от сорта) (такие помидоры считаются спелыми). При этом важно знать, когда именно собирать недозрелые помидоры. Если плоды еще зеленые, но уже достигли размера, соответствующего сорту, а на разрезе видны полностью развитые семена, то такие томаты можно отправлять на дозревание.  Мелкие и плохо развитые плоды следует оставить на растении, так как в домашних условиях они  не дозреют. Бывалые огородники рекомендуют снимать плоды в бланжевой спелости, не дожидаясь полного покраснения, чтобы у растений было больше сил для дальнейшего плодоношения.

    Некоторые садоводы, наоборот, хотят продлить срок созревания помидоров до самой осени. Это позволить лакомиться спелыми плодами даже в начале зимы. Чтобы приостановить созревание, овощи хранят в прохладном месте с температурой не более 15 градусов тепла

Я планирую провести эксперименты (на пришкольном участке и в условиях школьной лаборатории)  направленные на подтверждение факторов, влияющих положительно на скорость дозревания, а именно  свет, обработка этиленом (газом) и проведение инъекций с этиловым спиртом не сорванным зелённым помидорам.

2. Факторы,  влияющие на скорость дозревания томатов

2.1. Влияния солнечного света на дозревание томатов

Все прекрасно знают, что помидор и другие овощи, фрукты достигают своего окраса и зрелости, именно, под воздействием ультрафиолета. Почему же люди оставляют зеленые томаты в темных помещениях или накрывают их? Я провел эксперимент.  Десять  зелённых помидоров сортов «Кумир» и «Микадо» одинакового размера были сорваны  14.08.18.  Пять томатов  каждого сорта я положил на подоконник. Пять томатов  каждого сорта - в темный шкаф.  Результаты наблюдений регулярно, раз в два дня заносятся в таблицу. (Приложение № 2).

В итоге эксперимента выяснил, что солнечный свет ускоряет дозревание, практически в два раза, придаёт более яркую окраску. Но плоды окрашены неравномерно, а также теряют упругость и сочность.  В  тёмном месте томатам требуется  немного больше времени на дозревание, но они сохраняют упругость и равномерно окрашены (Приложение № 2).  Почему же  происходит покраснение в темноте? Один тип пластид может переходить в другой вид пластид. Хлоропласты превращаются в хромопласты. Такой переход происходит под воздействием ультрафиолета, а также теплого воздуха.

2.2. Влияние этилового спирта на дозревание плодов

Еще в 1934 году была опубликована статья С. В. Солдатенкова и М. Г. Кубли   о влиянии этилового спирта на созревание томатов. (https://www.nkj.ru/archive/articles/4615/) Растворы этилового спирта в растущие плоды томатов (150 мг спирта на 100 г томата) вводились М. Г. Кубли с помощью инъекций в плоды томатов «Элита» и «Кубли». Использовались растворы этанола концентрации от 96 до 48%, объем растворов - 0,25-0,5 мл. В результате созревание томатов ускорялось на 8-16 дней. Химический состав томатов, созревание которых было ускорено в результате инъекций этилового спирта и выращенных обычным способом, практически не отличался. Семена инъецированных плодов имели нормальную всхожесть, и из них развивались здоровые растения. Однако ни научного, ни практического продолжения эти работы не получили.

В прошлом году мне удалось проверить влияние этилового спирта на созревание томатов сортов «Кумир» и «Микадо».  В несколько десятков зеленых плодов, достигших нормальных для сорта размеров, 25.07.18 было введено по 0,5 мл 40% раствора этилового спирта (Приложение № 3).   К 6.08.18 подавляющее большинство инъецированных томатов приобрели бурую или оранжевую окраску, другие по-прежнему оставались зелеными, а спустя еще неделю полностью созрели почти все плоды (90%), в которые был введен  40%раствор спирта. Первым у томатов созревало гнездо плода, где был сделан "укол". Изменение окраски обычных томатов происходило более или менее равномерно со всех сторон. Никакого привкуса спирта в них не остается. Ведь под воздействием солнечных лучей этанол превращается в газ этилен и улетучивается. Спиртовые инъекции позволили получить красные томаты на восемь дней раньше.

2.3. Влияние этилена на дозревание томатов

Этилен - это природный растительный газ, который выделяют сами плоды. Его ещё называют "гормоном спелости"(http://osadovod.ru/fitogormony-pomoshhniki-sadovoda.html) Он ускоряет обменные процессы, и плоды набирают окраску, становятся мягкими, сочными, сладкими. Под действием этилена исчезают дубильные вещества, хлорофилл, плоды размягчаются и быстро дозревают. Это свойство растительного гормона открыл в 1912 году русский ботаник Дмитрий Нелюбов. Он заметил влияние находящегося газа этилена на скорость созревания лимонов (http://www.rulex.ru/01140076.htm)

Я провел эксперимент с томатами.

Для проведения моего  эксперимента  зелёные помидоры  «Кумир» одинакового размера  были сорваны 14.08.18. Несколько помидоров я разложил по химическим стаканам обработал этиленом, полученным в школьной лаборатории с помощью учителя. Для получения этилена в  пробирку налили 1 мл этилового спирта и осторожно добавили 3 мл концентрированной серной кислоты. Затем всыпали немного прокаленного песка (чтобы предотвратить толчки жидкости при кипении). Закрыли пробирку пробкой с газоотводной трубкой, закрепили ее в штативе и осторожно нагрели содержимое пробирки.

В пробирке начал  выделяться газ - этилен.

                     toC ,     H2SO4 

С2H5OH                               C2H4↑ + H2O.

Другие плоды находились в таких же стаканах без этилена.  Помидоры были  оставлены на дозревание в лаборантской комнате кабинета химии.  Причём раз в день процедура обработки этиленом  помидоров повторялась.

Результаты наблюдений регулярно  заносил в таблицу. (Приложение № 4)

Уже через 6 дней помидоры обрабатываемые газом покраснели. А не обрабатываемые -  ещё долго оставался зелёным.

В промышленных условиях для дозревания томатов складские помещения наполняют газом этиленом. А как же это сделать дома? 

Я узнал, что яблоки, груши, перец, томаты в процессе хранения выделяют этилен (https://yandex.ru/images/search?text=%D0%BA%D0%B0%D0%BA%D0%B8%D0%B5%20%D0%BF%D0%BB%D0%BE%D0%B4%D1%8B%20%D0%B1%D0%BE%D0%BB%D1%8C%D1%88%D0%B5%20%D0%B2%D1%81%D0%B5%D1%85%20%D0%B2%D1%8B%D0%B4%D0%B5%D0%BB%D1%8F%D1%8E%D1%82%20%D1%8D%D1%82%D0%B8%D0%BB%D0%B5%D0%BD&stype=image&lr=13&source=wiz) Яблоки – рекордсмены по выделению этилена (Приложение №4 ). Если требуется ускорить процесс дозревания томатов, то в коробку с томатами можно положить одно-два яблока.

Мне удалось выяснить на сколько быстрее покраснеют среднеспелые томаты, хранящиеся с красными яблоками. Бурые томаты сортов «Кумир» и «Микадо» были заложены на хранение в ящики  с яблоками и без яблок 19.08.18. и накрыты. При температуре 18-20 градусов бурые томаты, дозреваемые с яблоками, покраснели быстрее на три дня (Приложение №4 ). Можно предположить, что быстрее покраснеют и зеленые томаты.

                                                      Заключение

     В нашей полосе погодные условия не всегда дают возможность насладиться плодами томатов «с куста», если эти томаты не обработаны химическими препаратами. Большинство сортов среднеспелых томатов заболевают от перепада суточных температур, холода, дождей. Чтобы не потерять большую часть урожая, томаты снимают с кустов и дозаривают или заставляют томаты краснеть на кустах быстрее. Если плоды еще зеленые, но уже достигли размера, соответствующего сорту, а на разрезе видны полностью развитые семена, то такие томаты можно спокойно отправлять на дозревание.  Скорость дозревания можно контролировать. Если хранить томаты в подвале, то можно сильно снизить скорость дозревания.

    Я изучал факторы, влияющие на быстроту дозревания среднеспелых томатов «Кумир» и «Микадо»: влияние освещенности, спиртовых инъекций, газа этилена.

Моя работа позволила сделать следующие выводы:

- рекомендуется снимать плоды в бланжевой спелости (светло-зелеными или желтовато-бурыми), не дожидаясь полного покраснения, чтобы у растений было больше сил для дальнейшего плодоношения;

- солнечный свет ускоряет дозревание, практически в два раза, придаёт более яркую окраску. Но плоды окрашены неравномерно, а также теряют упругость и сочность.  В  тёмном месте томатам требуется  немного больше времени на дозревание, но они сохраняют упругость и равномерно окрашены;

- если нравятся томаты с «куста», можно применять спиртовые инъекции. Спиртовые инъекции позволяют получить красные томаты на неделю раньше. Химический состав томатов, созревание которых было ускорено в результате инъекций этилового спирта и выращенных обычным способом, практически не отличается. Семена инъецированных плодов имеют нормальную всхожесть, и из них развиваются здоровые растения;

- самый простой и действенный способ дозаривания среднеспелых  томатов это воздействие газа этилена, вырабатываемого спелыми яблоками. Этилен - это природный растительный газ, который выделяют сами плоды. Его ещё называют "гормоном спелости". Он ускоряет обменные процессы, и плоды набирают окраску, становятся мягкими, сочными, сладкими.

Литература

1. Дозревание плодов и способы его ускорения [Электронный ресурс] // BioFile, 2016. URL: http://biofile.ru/bio/19417.html
2. Как правильно хранить зеленые помидоры, чтобы они покраснели и сохранились до Нового года [Электронный ресурс] // ПроХранение.ру,

3.Фитогормоны – помощники садовода [Электронный ресурс] // Опытный садовод, 2013. URL: http://osadovod.ru/fitogormony-pomoshhniki-sadovoda.html

4. Шафранский В. Дозаривание и хранение помидоров [Электронный ресурс] // Газета Садовод, 2017. URL: https://gazetasadovod.ru/hranim/ 219-dozarivaniei- xranenie-pomidorov.html

5. Общие географические данные Тамбовской области [Электронный ресурс]  http://opr.tmbreg.ru/8463/8489.html

Приложения

Приложение № 1

План пришкольного участка МБОУ Устьинской СОШ  Моршанского района

Приложение №2

Влияния солнечного света на дозревание томатов

Солнечный свет ускоряет дозревание, практически в два раза, придаёт более яркую окраску, но краснеют плоды неравномерно.  Плоды также теряют упругость и сочность.  В тёмном месте томатам требуется  больше времени на дозревание, но они сохраняют упругость.

Приложение №3

Белые флажки на инъецированных томатах                            

Приложение №4

Влияние этилена на дозревание томатов

Через 6 дней помидоры обрабатываемые газом покраснели. А не обработанные помидоры  -  ещё  оставались зелёными.