Сортоизучение топинамбура в условиях подтаежной зоны Западной Сибири

Топинамбур, или земляная груша (Helianthus tuberosus Z.), – растение семейства астровых из Северной Америки. В Европу оно было завезено в XVII в., в Россию – в конце XVIII в., до появления картофеля. В настоящее время топинамбур благодаря уникальному составу все шире включается в биотехнологическую переработку – на пищевые, кормовые, технические, лекарственные и экологические цели [1–3].

Топинамбур по строению надземных органов (стебель, листья, соцветия) имеет большое сходство с подсолнечником. Но, в отличие от него, топинамбур – клубненосное растение. В компактном клубневом гнезде на столонах формирует до 30 и более клубней массой от 20 до 50 г. Урожайность зеленой массы в лесостепи Западной Сибири составляет 25– 47 т/га, клубней – 9,7–25,6 т/га. На корм используют как зеленую массу, так и клубни. По кормовой ценности зеленая масса топинамбура не уступает массе кукурузы. Содержит 22,5 кормовой единицы (в 100 кг зеленой массы), до 15% сахара, 4% перевариваемого протеина (в абсолютно сухом веществе), а клубни – до 22% сахара и 2,5% перевариваемого протеина. Надземная масса топинамбура используется на зеленый корм, сенаж, силос, витаминную травяную муку. Она хорошо силосуется как в чистом виде, так и в смеси с другими культурами. Клубни охотно поедаются всеми видами скота и птицы в свежем и переработанном виде [2].

Клубни идут в пищу человеку, из них можно приготовить более 100 блюд: салаты, оладьи, котлеты, вареники и др. Их отваривают, жарят, тушат, сушат, квасят как капусту. Готовят сиропы, компоты, напитки, мармелад и даже муку для диетического хлебопечения.

Особая ценность клубней топинамбура заключается в том, что они содержат инулин (8–12%), который используется для лечения больных сахарным диабетом. По содержанию железа топинамбур превосходит картофель, морковь и свеклу [1].

Топинамбур – растение биологически однолетнее, по хозяйственному использованию – многолетнее. Продолжительность хозяйственного использования посевов до 10–15, а иногда до 25–30 лет.

Посредством выращивания топинамбура можно решать фитосанитарные проблемы поглощения выделяющихся газов, создавать экологически замкнутые производства, проводить

рекультивацию техногенно-нарушенных территорий и одновременно получать биологически чистую продукцию. Топинамбур ценен в экологическом плане. Он не нуждается в обработке пестицидами, поскольку устойчив ко многим болезням и вредителям, в том числе к колорадскому жуку, дает здоровую растительную продукцию.

В ближайшие годы начнут реализовываться достаточно крупные проекты по комплексной биотехнологии топинамбура. Наиболее привлекателен проект получения биоэтанола для двигателей внутреннего сгорания, где расчеты специалистов показывают наиболее экономическую и экологическую целесообразность использования топинамбура – и клубней, и зеленой массы. Все больше привлекает возможность получения пектина и пектиносодержащего сырья из клубней топинамбура.

В Западной Сибири топинамбур пока не получил широкого распространения, хотя исследования по разработке приемов возделывания этой культуры проводились. Для того чтобы распространять плантации топинамбура в регионе, необходимо подобрать адаптированные к конкретным условиям сорта. Изучение и отбор наиболее перспективных для возделывания в Омской области сортов и образцов топинамбура российской и зарубежной селекции актуальны.

Объекты и методы

Изучение коллекции сортов и сортообразцов топинамбура проводили на территории Карбызинского сельского поселения Муромцевского района, относящейся к подтаежной зоне Омской области. Почва участка – дерново-подзолистая.

Коллекция топинамбура состояла из сортов, включенных в Государственный реестр Российской Федерации, сортов мировой коллекции ВИР и сортов и отборных форм В.И. По-добедова.

Согласно методике исследований были проведены следующие учеты и наблюдения:

• 1.    Фенологические фазы: всходы (отрастание), стеблевание, бутонизация, цветение, плодоношение. Начало каждой фазы отмечается при вступлении в нее 10–15% растений, полная фаза – при 75%.

• 2.    Высота травостоя перед уборкой урожая и в основные фазы развития.

• 3.    Густота травостоя. Число побегов подсчитывали осенью, весной и перед уборкой.

• 4.    Глазомерная оценка зимостойкости. После отрастания трав по пятибалльной шкале: 1 балл – осталось в живых 15–20% растений; 2 – погибло больше половины растений; 3 – погибло 40–50%; 4 – погибла незначительная часть растений (20–30%); 5 – заметной гибели растений нет.

• 5.    Учеты засоренности посевов.

• 6.    Динамика цветения. Для учета продолжительности цветения отдельных соцветий в травостое выделяли 20–25 соцветий. После созревания растения срезали и проводили учет.

• 7.    Определение массы растений, побегов и облиственности проводили перед каждым скашиванием травостоя.

• 8.    Учет урожая проводили путем уборки травостоя и клубней со всей делянки и взвешиванием. При учете урожая брали пробы для определения выхода абсолютно сухого вещества и на полный химический анализ зеленой массы.

• 9.    Влажность почвы определяли на выделенных делянках в одном из повторений опыта перед посевом и уборкой.

Результаты исследований

Вегетационный период 2013 г. отличался дождливой погодой (осадков на 21% выше нормы) и недобором эффективных температур. Погодные условия оказали влияние на рост и развитие растений топинамбура. Прохладная весна и дождливое лето привели к тому, что фазы развития топинамбура были несколько растянуты, особенно у растений посадки текущего года. Несмотря на то, что динамика роста надземной массы была удовлетворительная, к третьей декаде августа фаза цветения наступила лишь у единичных растений.

Максимальная высота растений отмечалась у сортов Сиреники-2, Омский белый и Скороспелка – 226–243 см, а также у отборной формы № 10 – 256 см. Число продуктивных стеблей изменялось в пределах от 3,2 (у отборной формы № 10) до 3,9 шт. (Скороспелка). Единично цвели сорта Омский красный, Скороспелка и отборная форма № 10.

Впервые за годы наблюдений некоторые сорта поражались склеротиниозом. Белая гниль, или склеротиниоз (Sclerotinias clerotiorum), является наиболее вредоносным и распространенным заболеванием. В годы эпифитотий белая гниль поражает до 70–80% посевной площади и в среднем 30% растений и более. Эта болезнь может проявиться в виде корневой гнили на всходах растений. Несколько позже, но наиболее интенсивно она поражает растения с фазы цветения до уборки. На взрослых растениях заболевание проявляется в прикорневой, стеблевой и корзиночной формах. Поражение прикорневой части до начала цветения вызывает полную гибель растения.

Большое значение имеет использование в производстве устойчивых к заболеваниям сортов. Необходимо учитывать длительность вегетационного периода. При использовании позднеспелых сортов выявляется сильное поражение белой и серой гнилями. Для снижения потерь урожая от этих болезней рекомендуется в хозяйствах иметь раннеспелые и среднеспелые сорта (гибриды) в соотношении 1:1.

Сравнительная оценка различных методов защиты от болезней показывает, что их эффективность существенно повышается при комплексном применении. В настоящее время для борьбы с белой гнилью рекомендуются следующие препараты: Клад, КС (норма 0,6 л/т посадочного материала), винцит (2 л/т), танос 50% (0,6 кг/га, по вегетирующим растениям).

В наших исследованиях наибольшее поражение белой гнилью отмечалось у сорта Омский белый (6 растений на делянке). Склеротиниоз наблюдался и у сортов Сиреники-2, Скороспелка, Интерес 21 и формы № 10. Развитие болезни объясняется прежде всего прохладной дождливой погодой в период вегетации. Все вышеперечисленное повлияло на урожайность клубней топинамбура. Необходимо отметить, что развитие клубней топинамбура в условиях вегетационного периода 2013 г. продолжалось до середины октября.

По результатам наблюдений были выделены сорта и формы, перспективные для дальнейших исследований и внедрения в производство в условиях Омской области, и в частности в северной лесостепи региона (табл. 1).

Таблица 1

Список сортов топинамбура, перспективных для возделывания в условиях подтаежной зоны Западной Сибири (по данным В.И. Подобедова, 2013 г.)

№ п/п	Название сорта	Масса клубней в 1 гнезде, кг	Количество клубней в 1 гнезде, шт.	Средняя масса клубня, г	Урожайность в пересчете на 1 га, ц/га
Реестр Российской Федерации
1	Выльгортский	0,7	58	12	252
2	Скороспелка	0,66	17	39	238
3	Находка	0,78	13	60	281
Сорта и отборные формы В.И. Подобедова
4	Омский белый	1,20	23	52	432
5	Омский красный	0,88	50	18	317
6	Десертный	0,54	12	45	194
7	Сиреники 2	1,02	57	18	367
8	Киевский белый	0,80	49	16	288
9	Киевский красный	1,24	74	17	446
10	Гигант	1,80	22	81	648
Сорта из мировой коллекции ВИР
11	Blanc precoce	1,034	12	86	372
12	Ellijay	0,54	23	23	194
13	Dagnqytral	0,48	13	37	173
14	Интерес 21	0,84	39	22	302
15	Гибрид Н. Пасько 12/31	1,20	14	86	432

Так, из сортов, включенных в Государственный реестр Российской Федерации, наибольший интерес представляют Находка, Выльгортский и Скороспелка с урожайностью клубней 238–281 ц/га; из сортов мировой коллекции ВИР – Гибрид Н. Пасько 12/31, Blanc precoce (372–432 ц/га); из сортов и отборных форм В.И. Подобедова – Гигант, Киевский красный, Омский белый, Сиреники 2 (367–648 ц/га).

Одним из показателей ценности сорта является его химический состав. У топинамбура особый интерес вызывает содержание в зеленой массе и клубнях сахара и инулина (табл. 2).

Таблица 2

Химический состав зеленой массы топинамбура при натуральной влажности (по данным ФГБУ «Центр агрохимической службы «Омский»)

Сорт	Сырой протеин, %	Сахар, %	Инулин, %	Влага, %
Отборная форма № 10/2001	1,70	6,89	6,20	77,0
Выльгортский	1,53	2,85	2,57	75,2
Диетический	1,35	2,06	1,86	85,4
Трансваль	1,32	3,78	3,40	84,6
Новость ВИРа	1,71	4,79	4,31	80,6
Омский белый	1,62	8,84	7,95	70,6
Сиреники 2	1,69	3,00	2,70	81,3
Гигант	1,53	4,50	4,10	74,5
Скороспелка	1,92	8,50	7,70	69,5
Находка	1,66	4,30	3,90	76,2
Омский красный	2,67	3,20	2,90	68,6
Киевский красный	1,53	4,94	4,45	69,8

Анализ табл. 2 показал, что содержание сырого протеина в зеленой массе топинамбура практически не зависит от сорта, а по содержанию сахара и инулина значительно выделяются три сорта: Отборная форма № 10/2001, Омский белый, Скороспелка – 6,89–8,84% сахара и 6,20–7,95% инулина.

Наименее ценными по содержанию инулина и сахара в погодных условиях данного года оказались сорта Диетический, Выльгортский, Омский красный – 1,86–2,90 и 2,06–3,20% соответственно.

Заключение

Таким образом, почвенно-климатические условия северо-восточной части Омской области подходят для возделывания большинства изучаемых сортов и образцов топинамбура и позволяют получать урожаи зеленой массы и клубней, но для более полного изучения биологического потенциала сортов организацию стабильного семеноводства, закладку производственных плантаций, в первую очередь для получения максимального урожая клубней, целесообразно проводить в районах с более благоприятными почвенно-климатическими условиями.