Биотехнологии

      Томат: 1 — лист; 2 — соцветие; 3 — внутренняя сторона цветка; 4 плод; 5 — плод в разрезе  
                                1 Народно – хозяйственное значение. 

      1.1 Значение, происхождение, распространение. 

      Знание  района происхождения того или иного  растения помогает полнее понять его биологические особенности и требования к условиям произрастания. Все культурные растения создавались в результате длительного эволюционного процесса при непосредственном участии человека. Проводя непрерывный отбор лучших экземпляров из дикорастущей флоры, и выращивая их потомства вблизи жилищ на более плодородных участках с применением разных способов защиты растений, человеку удавалось постепенно окультуривать отбираемые растительные формы.

      О происхождении культурного вида помидоров Lycopersion eskylentum Mill нет надёжных археологических данных. Дикие и полудикие виды и разновидности этого ботанического рода до настоящего времени произрастают в Эквадоре, на Галопогосских островах, в Перу и Северном Чили. Родиной Lycopersion ряд исследователей считает Перу. Гумбольдт называет Мексику, а Н.Н.Вавилов указывает на Южную Америку.

      Предполагается, что помидоры завезены в Европу Колумбом в 1493г. через Западную Индию. Впервые  возделывать помидоры в Европе начали в 50 – 60-е годы XVI в. Первые ботанические сведения об окультуренном виде помидоров и зарисовки даны итальянским ботаником Маттиоли в 1554г. В конце XVI в. во Франции, Англии, Бельгии, Германии, Италии, Испании, Португалии, помидоры называли помидоро и помо аморис, то есть яблочком любви, золотым яблоком. Название помидоры стало распространённым во многих странах мира: в Италии, Польше,России и т.д. В Чехословакии, Венгрии и Югославии помидоры называют парадизками или райскими яблочками. Термин «томат», которым пользуются в настоящее время во многих странах, происходит от туземного южноамериканского «Tumatle» - томатиль, милтомат. Однако мексиканцы называют томатом и физалис – растение другого ботанического рода.

      В России помидоры выращивали более 200 лет  тому назад в Крыму и Закавказье. Затем огородники болгары, греки, молдаване начали возделывать их и в других районах причерноморской полосы. Это даёт основание предполагать, что помидоры проникли в нашу страну с Балканского полуострова.

      В XIX в. помидоры культивировали на Дону, в Поволжье, а затем в Центральной черноземной зоне, а также на Украине, в Белоруссии, Литве.

      К концу XIX в. уже были развиты промышленное выращивание помидоров и переработка их на консервных заводах. Посевы концентрировались на юге, преимущественно вблизи крупных городов на плодородных, удобренных городским мусором землях, на полях орошения (Одесса, Киев и др.), в долинах рек, где был обеспечен сбыт урожая. Оказалось выгодным, и вывозить помидоры из Крыма, Одессы, Бессарабии, Грузии, Донской области, Астрахани, Ташкента в Москву, Санкт – Петербург и даже за границу.

      Любителями  были выведены сорта, приспособленные  к местным условиям не только на юге и в центральной полосе России, но и на Дальнем Востоке.

      Томаты  являются одной из излюбленных культур  у любителей – овощеводов: и как пищевой продукт для приготовления блюд, и как декоративные растения для красочного оформления участка. Помидоры выращивают на балконах и даже в комнатах.

      Плоды помидоров используют в свежем, засоленном, маринованном виде и в кулинарии. Описано свыше 100 рецептов приготовления разных блюд из помидоров. Около 50% всего урожая томатов в стране перерабатывается консервной промышленностью для изготовления сока, пюре, соуса – кетчупа, заливок к рыбным и другим консервам. Калорийность помидоров невысокая (160-200 ккал/кг), но их исключительная ценность заключается в содержании витаминов, органических кислот, минеральных солей. Так, в плодах помидоров содержится от 5 до 8% сухих веществ, в том числе 3-7% сахаров, до 1% яблочной и лимонной кислот и белков, витамины    В _1, В₂, В₃, РР, С, провитамин А (каротин), соли калия, натрия, кальция, магния, фосфора, серы, железа, йода и другие полезные вещества. Необходимы для нормализации обмена веществ в организме человека и сохранения его трудоспособности. Многие из известных витаминов являются незаменимыми составными частями ферментов – сложных белковых веществ, регулирующих обменные процессы в живом организме.

      Высокая продуктивность, хорошие вкусовые качества  многообразия использования сделали  томат одной из самых распространённых культур во многих странах. 

      1.2 Морфологические особенности 

      Томат относится к семейству пасленовых. Среди выращиваемых сортов различают  три разновидности. Томат обыкновенный, имеющий тонкие стебли, полегающие в период плодообразования. К этой разновидности относятся почти 90% всех выращиваемых сортов. Томат штамбовый, для которого характерны компактность всего растения, прямостоячие толстые стебли, полегающие под тяжестью плодов, лист с коротким черешком и сильно гофрированной поверхностью. Сорта этой разновидности распространены значительно меньше, чем предыдущий. Томат картофельный, отличающийся от обыкновенного только строением листа, он крупнодольчатый, похож на картофельный. Сорта разновидности практически не нашли широкого распространения.

      В большинстве случаев томат –  однолетнее растение, но при создании определённых условий – двух- и  многолетнее. Размножается семенами. Они  плоские почковидной формы, серовато – желтой окраски, сильно опущенные. В 1 грамме содержится от 200 до 350 семян. Их всхожесть хорошо сохраняется   в течении 5-7 лет, а при соблюдении определённых условий(постоянная температура воздуха + 14-16⁰ С и влажность его не ниже 75%) они прорастают на 10-й и даже 20-й год хранения.

      Корневая  система томата зависит от особенностей выращивания сорта.  При оптимальных условиях у сильнорослых сортов она достигает 1,5-2,5 м в диаметре и 1-1,5 м в глубину.

      На  стебле томата в любом месте при  создании оптимальных условий(высокая  влажность воздуха и почвы) появляются придаточные корни. Это позволяет укоренять отдельные части растений, например пасынки, и быстро получать от них хороший посадочный материал.

      Стебель томата округлый, сочный, прямостоячий, со временем полегающий, покрытый железистыми  волосками. В период плодоношения он становится грубым, одревесневает. Из пазух листьев появляются пасынки – боковые побеги. Наиболее сильные из них те, которые формируются под соцветием. В зависимости от характера роста и ветвления этих побегов все сорта томата подразделяют на две группы:

• индетерминантные (неограниченный рост);
• детерминантные (ограниченный рост);

      Сорта томата индетеминантным типом роста  характеризуются сильныма вегетативным ростом и высокой ремонтантностью, т.е. постоянным возобновлением роста  и цветением, равномерностью в отдаче урожая и лёгкостью формирования растения в один стебель. Большинство сортов этой группы используется в защищённом грунте.

      Сорта томата с детерминантным типом роста  отличается скороспелостью, высокой  дружностью отдачи урожая, слабой ремонтантностью. Такие сорта лучше всего выращивать в открытом грунте.

      Листья  томата очередные, неравномерно перисто-рассеченные, состоящие из долей, долек и долечек, а может быть только из простых  крупных долей. Поверхность листьев  бывает гладкой или различной степени гофрированности.

      Соцветие  томата – завиток, но часто называется овощеводами кистью. Различают соцветие простое, простое двухсторонние (ось  соцветия не ветвится), промежуточное (однократно разветвленное), сложное (многократно  разветвленное) и очень сложное.

      Плоды – мясистые ягоды различной формы, массы и окраски. По массе их разделяют  на мелкие ( менее 50 грамм), средние 50-120 грамм) и крупные (свыше 120 грамм). У  отдельных сортов встречаются плоды  массой 600-800 грамм. По форме бывают плоские, округлые, овальные, грушевидные и удлиненно- цилиндрические. В зависимости от окраски зеленых плодов все сорта томата делят на имеющие однородную окраску и с темно – зеленым пятном около места прикрепления плодоножки. 

      1.3 Отношение к внешним условиям 

      Температура. Томат – требовательное к теплу растение. Семена его дружно прорастают при температуре 20-25⁰ С. Снижение температуры до 16-17⁰ С замедляет прорастание на 10-13 дней. Критическая температура для томатных растений минус 1⁰ С, для холодостойких – минус 2⁰ С.

      При оценке погодно – климатических  условий принимают во внимание продолжительность  периода со средней температурой выше    15⁰ С. Однако при этом необходимо учитывать снижение температуры в ночные часы. Часто повторяющиеся резкие суточные колебания температуры приводит к опаданию цветков, завязей и задержке плодоношения.

      Отношение томата к температуре зависит  от сортовых особенностей, возраста растений, интенсивности освещения, уровня водообеспечения  и других факторов.

      Свет. Для получения раннего урожая томата в открытом грунте требуется высокая интенсивность света. Чем ближе срок посева к весне, чем лучше освещение, тем скорее закладывается цветочная кисть и раньше наступает плодоношение.    

      Свет, ускоряющий процесс фотосинтеза, и  температура, контролирующая скорость ферментативных биохимических реакций, тесно взаимосвязаны. Высокая интенсивность света ускоряет развитие томата и повышает степень его детерминантности.

      Реакция томатного растения на долготу дня  в значительной степени зависит  от сорта. Растения многих сортов раньше зацветают и плодоносят при 10 – 12 часовом дне, а у сортов для зоны умеренного климата они нейтральны к долготе дня.

      Влажность почвы и воздуха. Томат устойчив к воздушной и почвенной засухе, но уменьшение запасов легкодоступной влаги в почве резко снижает урожай и вызывает заболевание растений вершинной гнилью. Для получения урожая плодов 50 т/га и вегетативной массы 15 т/га расходуется 5600 м³ воды. Оптимальная влажность почвы для томата находится в пределах 75 – 80 % НВ.

      В период плодоношения поливают чаще, чем в начальный период роста растений. Резкие изменения влажности почвы в период цветения вызывают опадение цветков, а в период их налива плоды некоторых сортов растрескиваются. Отрицательное действие на томат оказывают и резкие колебания влажности воздуха. Повышенная влажность способствует распространению грибных и бактериальных заболеваний плодов (вершинная гниль, фитофтороз, макроспориоз и др.) Оптимальная влажность воздуха для томата 45 – 60 %.  

      1.4 Почва, место в севообороте, отношение к удобрениям 

      Томат выращивают на разнообразных суглинистых  или супесчаных нейтральных почвах. Хорошие предшественники томата – огурец, лук, бобовые, капуста, многолетние  травы, люцерна, зернобобовые (на зеленую  массу), озимая пшеница.

      Отношения томата к условиям почвенного питания  на протяжении всего вегетационного периода неодинаково. В рассадный  период томат интенсивно потребляет калий и фосфор, но после посадки  усиливается поглощение азота. Поэтому  для получения высококачественной рассады необходимо повышать фосфорно-калийное питание на фоне умеренных доз азота, в послепосадочный период  дозы азота увеличивают до уровня фосфорно-калийных. Растения поглощают сравнительно небольшое количество фосфора, однако чувствительны к недостатку его в почве. Томат слабо усваивает фосфор из труднорастворимых фосфатных соединений в почве, что и определяет повышенную требовательность его к обеспечению легкоусвояемыми формами фосфора. 

       2 Рабочая гипотеза.

      Томат сорта «Ромео» выводится для  людей страдающих недостатком витамина А.

      Желтая  окраска плодов у томата обусловлена  высоким содержанием каротина. Каротин  – витамин А или ретинол  в растительных тканях встречается  главным образом в виде провитамина  – каратинойдов, большая часть  которых превращается в организме в витамин А. К ним относятся α – и β-каротины, ликопин, лютеин и многие другие. Активность β – каротина в 2 раза выше остальных. Для человека каратинойды важнейший источник витамина А.

      Наиболее  распространен в природе β  – каротин. Он локализован в зеленых частях растений, а также в плодах и овощах, имеющих оранжевый цвет. Основным источником являются томаты и кукуруза.

      Из  производных витамина А необходимо отметить ретиноловую кислоту — желтое кристаллическое вещество температурой плавления 81,5 °С. Она оказывает влияние на рост, процессы воспроизводства и другие функции организма. Из природных производных витамина А большое физиологическое значение имеет ретиналь, выделенный из сетчатки глаза. Он является продуктом для биосинтеза ретинола в организме.