Проблема производства нетрадиционного растительного сырья

Целенаправленное конструирование функциональных продуктов на основе новых и нетрадиционных природных ресурсов неразрывно связано с этапами инновационного процесса, включающих развитие идеи от сырьевого источника до получения конечного продукта.

Актуальность проблематики связана с научным познанием свойств сырьевого источника, технологии его возделывания, технологических стадий его переработки [1].

Одним из путей повышения качества продуктов питания и совершенствования структуры питания населения является введение в рацион новых нетрадиционных видов растительного сырья, содержащих в своём составе сбалансированный комплекс белков, липидов, минеральных веществ, витаминов и обладающих высокими питательными, вкусовыми и лечебно-профилактическими свойствами [2].

К наиболее перспективным видам нетрадиционного сырья относится иван-чай узколистный.

Таким образом, вопросы биологии иван-чая достаточно хорошо изучены, а вопросы технологии возделывания окончательно не проработаны.

Целесообразность введения иван-чая в культуру обусловлена возможностью одновременного использования плантаций в пищевых, кормовых, технических, медоносных и медицинских целях.

В настоящее время единственным предприятием производящим продукт на основе иван-чая узколистного «Душевный чай» является ОАО «Диод». Сбор сырья производится с дикорастущих растений.

В ВГМХА им. Н.В. Верещагина проводятся работы по введению иван-чая в культуру с 1996 года и разрабатывается технология его возделывания. Исследования проводятся на факультете агрономии и лесного хозяйства в рамках программы «Совершенствование системы кормопроизводства в Северной части Нечерноземной зоны России».

Материалом для исследований служат посадки иван-чая на опытном поле академии и естественные стации (гари, пустоши, вырубки леса) в Вологодской и Архангельской областях.

Составной частью этой работы является:

Изучение особенностей развития и роста кипрея, разработка технологических приёмов, обеспечивающих возможность его возделывания в условиях культуры и приготовления кормов из его зелёной массы.

Изучить влияние удобрений на продуктивность кипрея узколистного при воз- делывании его в условиях культуры и выявить их дозы обеспечивающие возможность получения высокого урожая зеленой массы и сбора питательных веществ с одного гектара.

Выявление и изучение основных видов вредителей иван-чая в условиях севера Европейской части России и разработка мероприятий по защите данного растения от основных фитофагов.

Выявление и изучение основных видов сорных растений на посадках иван-чая в условиях севера Европейской части России и разработка мероприятий по защите данного растения.

Результаты проведённых исследований показали:

наиболее приемлемым является вегетативный способ размножения с использованием корневых отпрысков. Оптимальная длина которых для посадки составляет 15-20 см. Наилучшей глубиной заделки черенков в почву следует считать – 5-10 см. Норма расхода корневых отпрысков для посадки – 1600 кг на 1 га, расстояние между высаживаемыми черенками - 15 см. Оптимальным сроком посадки является осенний при среднесуточной температуре воздуха не выше +5 0С [12, 13].

Урожайность 35,0 т/га иван-чай узколистный дает на третий год после высадки черенков. Обладает низкой отавностью и формирует второй укос с урожайностью 5,54 т/га зеленой массы в условиях хорошего увлажнения во вторую половину лета. Продуктивность иван-чая узколистного при возделывании его в составе травосмесей с козлятником восточным, люцерной изменчивой на 10-20 % выше, чем в одновидовых посевах. Однако в виду слабой конкурентной способности кипрея происходит постепенное вытеснение его из состава травосмеси [11].

Силос из иван-чая имел приятный слабо-кислый запах, хорошо сохранившуюся структуру и зеленый с коричневым оттенком цвет с показателем обменной энергии 10,9 МДж/кг сухого вещества.

Анализ силоса из иван-чая, бобовых трав и их смеси показал, что наиболее высококачественный силос получен из одновидовой массы иван-чая узколистного, в котором из всех видов кислот количество молочной кислоты составило 1,28 %, а содержание масляной кислоты всего 0,04 % от суммы кислот.

Химический состав и питательность силоса из иван-чая в расчёте на 1 кг при натуральной влажности были следующими: 0,33 к.ед. в 1 кг массы., сухого вещества 167,89 г, сырого протеина 31,68 г, переваримого протеина 19,01 г, сырого жира 11,31 г, сырой клетчатки 29,58 г, крахмала 3,32 мг, сахара 11,38 г, витамина Е 10,61 мг, каротина 27,19 г, золы 23,65 г, Са 2,0 г, P 0,68 г, Mg 0,36 г, Cl 1.3 г. [10].

Наибольшая урожайность зеленой массы иван-чая узколистного получена в опытах с внесением органических удобрений (навоз, торф) в дозе 100 т/га и составила 422,5 ц/га и 423,3 ц/га соответственно.

В опыте с внесением минеральных удобрений существенная прибавка от внесения азота была получена при внесении дозы азота 80 кг/га и составила 162,6 ц/ га к контролю.

На формирование урожая повлияло и внесение известковых удобрений. Наибольшая урожайность за годы исследований в целом получена при внесении дозы извести 5 т/га. - 394,8 ц/га, что в 1,8 раза (172,2 ц/га) больше по отношению к контролю (табл. 1).

Таблица1. Влияние удобрений на урожайность зеленой массы иван-чая узколистного, (ц/га)

Вариант	Среднее за годы исследований	Прибавка к контролю
Навоз Контроль	241,9	-
20 т/га	360,6	118,7
60 т/га	381,5	139,6
100 т/га	422,5	180,6
150 т/га	428,2	186,3
200 т/га	442,6	200,7
Торф I контроль	209,2
20 т/га	344,0	134,8
60 т/га	369,4	160,2
100 т/га	423,3	214,1
150 т/га	401,2	192
200 т/га	385,7	176,5
Минеральные I контроль	244,9
Фон Р120 К120 кг/га	334,8	89,9
Фон Р120 К120 кг/га + N 40 кг/га	369,6	124,7/34,8
Фон Р120 К120 кг/га (контроль) + N 80 кг/га	407,5	162,6/72,7
Фон Р120 К120 кг/га (контроль) + N 120 кг/га	430,1	185,2/95,3
Фон Р120 К120 кг/га (контроль) + N 240 кг/га	440,0	195,1/105,2
Известковые I контроль (без удобрений)	222,6
1 т/га	298,8	76,2
2 т/га	340,1	117,5
3 т/га	388,1	165,5
5 т/га	394,8	172,2
7 т/га	296,0	73,4

Примечание: в числителе прибавка к контролю, в знаменателе к фону.

Химический состав иван-чая узколистного изменяется в зависимости от применяемых видов и доз удобрений.

В опыте с внесением органических удобрений (навоза) в дозах 60 и 100 т/ га отмечается увеличение содержания сырого протеина в 1,5 раза по сравнению с контролем и составляет 19,13 % и 17,05 % от сухого вещества соответственно. Содержание сырого жира в контрольном варианте – 3,4 %, сырой золы – 5,8 %, сахара – 7,95 % в то время как в вариантах с внесением навоза 60 и 100 т/га – 5,18 % и 5,29 %; 6,68 % и 7,26 %; 9,8 % и 12,15 % соответственно. Наибольшее содержание каротина в варианте с внесением дозы навоза 60 т/га и составляет 50,21 мг/кг., что в 1,5 раза больше чем в контроле, в этом же варианте содержится больше и Ca, P, Mg . Подобная ситуация наблюдается и в опыте с несением торфа в дозах 60 т/га и 100 т/га [14].

Изучение влияния минеральных удобрений на химический состав показал следующее. Наибольшее содержание протеина наблюдается в варианте Р120 К120 кг/ га (контроль) + N80 кг/га и составляет –16,35 %, что больше в 1,4 по отношению к контролю и в 1,2 раза к фону. В этом же варианте большее содержание сырого жира – 5,74 % и сырой золы – 7,28 % что в 1,2 – 1,6 раза превосходит контроль и

1,1 фон. Наивысший показатель содержания сахара –12,7 % при внесении Р120 К120, что в 1,4 раза больше чем в контрольном варианте. Дополнительные дозы N 80 и N 120 снижают содержание сахара в 1,2–1,4 раза. Каротина содержится больше в варианте с внесением дозы N80 и составляет 54,54 мг/кг., что в 1,6 раза больше чем в контрольном и фоновом вариантах. Содержание макроэлементов изменяется незначительно [15].

Внесение известковых удобрений также оказывает влияние на химический состав растений кипрея узколистного. Содержание протеина при внесении доз 3 т/га, 5 т/га и 7 т/га увеличивается в 1,3-1,4 раза по отношению к контрольному варианту и составляет 16,48 %, 16,36 % и 15,9 % соответственно. Величина содержания сырого жира и сырой золы при применении вышеукзанных доз выше в 1,2 раза. Уровень содержания сахара в 1,4 раза больше по отношению к контролю при внесении извести в дозе 7 т/га. Наивысшее содержание каротина в варианте с внесением дозы 5 т/га – 56,85 мг/кг, последующее увеличение извести снижает содержание каротина.

Фауна насекомых, обитающих на иван-чае, насчитывает 47 видов относящихся к 8 отрядам, в том числе 19 видов фитофагов, 17 видов энтомофагов и 11 видов опылителей. Среди выявленных фитофагов по численности и вредоносности доминируют 5 видов: кипрейная тля (Aphis praetrica Walk.), травяной клоп (Lygus rugulipennis Popp.), ложная капустная блошка (Haltica oleracea L.), листоед тысяче-листниковый (Galeruca tanaceti L.), слоник зеленушка (Chlorophanus viridis L) /16/.

Филлофаги наносят вред листьям верхнего и среднего ярусов иван-чая, где наиболее активно протекают процессы фотосинтеза и ассимиляции, они проделывают сквозные отверстия, скелетируют паренхиму (ложная капустная блошка и листоед тысячелистниковый), обгрызают лист с краев вплоть до центральной жилки и жилок первого и второго порядков (слоник зеленушка). Кипрейная тля, травяной клоп повреждают листья и соцветия. Филлофаги и травяной клоп в условиях региона развиваются в одном поколении, кипрейная тля – в 6 поколениях. При развитии на иван-чае максимальной численности вредители достигают в фазы: отрастания – слоник зеленушка, бутонизации – ложная капустная блошка, листоед тысячелистниковый и травяной клоп, цветения – кипрейная тля.

Снижение урожая зеленой массы иван-чая при выращивании на силос от комплекса фитофагов зависит от степени повреждения листьев. При слабой повреж-денности (1,5 балла) потери урожая составили 4,0 %, при повреждении по 2,1 баллу – 9,7 %, а по 3 баллу – 14,2 %.

Внесение удобрений в дозе N120 P120 K120 в почву перед посадкой иван-чая повышает урожай зеленой массы на 75 % и снижает потери урожая от комплекса филлофагов на 3,9 %. [17]

В борьбе с комплексом вредителей иван-чая в период его отрастания высокую биологическую эффективность на протяжении 20 суток после обработки обеспечивали микробиологический препарат Битоксибацилин, П (БА-1500 ЕА/мг) в норме расхода 4 кг/га (38,2 % – 82,9 %) и пиретроид Инта-вир, ТАБ (37,5г/кг циперметрина) в норме расхода 0,32 кг/га (82,3 %–75,4 %). В фазу бутонизации в борьбе с кипрейной тлей высокую биологическую эффективность показали комбинированный пиретроид Искра, ТАБ (21г/кг циперметрина + 9г/кг перметрина) в норме расхода 0,4 кг/га и фосфорорганический инсектицид Карбофос, СП (100г/кг малатиона) в норме расхода 2,4кг/га снижающих численность вредителя на 67,8– 92,0 % [18].

На посадках иван-чая при возделывании на силос применение Битоксибаци-лина (4 кг/га) и Инта-вира (0,32 кг/га) обеспечило прибавку урожая зеленой массы на 28,3 ц/га и 36,1 ц/га соответственно. [18]

Особи иван-чая активно формируют крупные латеральные корни, захватывают большие пространства и образуют чистые заросли. По отношению к растениям других видов, а также молодым растениям своего вида иван-чай проявляет определённые черты виолента. При этом растения иван-чая, достигающие генеративного возрастного состояния, каждый вегетационный сезон продуцируют огромные количества семян, т.е. имеют черты эксплерента [5, 6].

Отрицательное влияние на иван-чай узколистный оказывают вейники надземный и тростниковидный, щучка дернистая, ситник развесистый и др., вызывающие задернение почвы, в результате чего побегопроизводительная способность корней иван-чая снижается, и проективное покрытие заросли уменьшается [5, 6].

Проективное покрытие (число стеблей на м2) условно можно разделить на три степени:

• 1    степень – плотное (число стеблей от 40 шт/ м²и более).

• 2    степень – среднее (число стеблей от 20 до 40 шт/ м²).

• 3    степень – редкое (число стеблей менее 20 шт/ м²).

Группы сорных растений, встречающиеся на посадках иван-чая, также связаны с плотностью покрытия иван-чая узколистного. Так при плотном покрытии в основном преобладают сорные растения из группы многолетних корневищных – Elutridium repens; при среднем покрытии – группа многолетних корневищные и стержнекорневые – Taraxacum officinalis; при редком покрытии – кроме вышеуказанных представителей групп многолетних сорняков имеют место малолетние яровые – Spergulla arvensis и Erigeron canadensis L.

Разработка мероприятий по защите иван-чая узколистного от этих групп и видов сорных растений в условиях севера Европейской части России в настоящее время продолжается.