Текст научной статьи по специальности "Сельское хозяйство, лесное хозяйство, рыбное хозяйство"

В последние годы по мере активного изучения свойств топинамбура к нему проявляют большой интерес экологи, аграрии, ученые и потребители во всем мире. В России активно проводятся агротехнические опыты, запускаются государственные проекты по возделыванию топинамбура, разработке новой техники и технологий переработки. Важнейшей культурой будущего считал топинамбур Н.И.Вавилов, который назвал его "растением будущего» и "второй картошкой [1]. Однако, еще в 1911 году В.И. Козловский считал, что "это идеальное, самой судьбой посланное нам славянам растение» [2]. Изучением культуры топинамбура занимались в разные годы многочисленные ученые [3-9]. В настоящее время в мире насчитывается около 500 селекционных сортов топинамбура. ВИР обладает крупнейшей коллекцией этой культуры, насчитывающей 390 образцов, включая 330 сортов. Кроме того имеются 64 гибрида топинамбура с подсолнечником (тописолнечник). До последнего времени все эти образцы в жизнеспособном состоянии находилась на Майкопской опытной станции ВИР. Эта специализированная коллекция была создана по инициативе Н.И.Вавилова. Она постоянно пополнялась на протяжении 80 лет благодаря многочисленным, в том числе и зарубежным, экспедициям. Образцы также пополнялись за счет обмена с отечественными и зарубежными селекционерами. До сих пор коллекция не имеет аналогов по своему разнообразию. В ней содержатся сортообразцы из 24 стран Америки, Европы и Азии.

Для обеспечения реализации Программы Союзного государства "Инновационное развитие производства картофеля и топинамбура» в 2014-2016 г.г. дубликат коллекции был перенесен на опытные поля Меньковской опытной станции АФИ и поля Крестьянского (Ф)Х Анушкевич Н.Ю. На данный момент, благодаря активной работе ученых АФИ и Анушкевич Н.Ю., коллекция была значительно увеличена по средствам обмена между другими странами, такими как Белоруссия, Вьетнам, Китай. Однако на текущий момент самая большая в мире коллекция топинамбура поддерживается в жизнеспособном состоянии за счет собственных средств ученых и производственников. В июле 2019 г. Министерство Сельского Хозяйства РФ наградили Дипломом К(Ф)Х Анушкевич Н.Ю за поддержание и районирование самой большой в мире коллекции топинамбура в Ленинградской области.

Цель исследований - адаптация сортообразцов топинамбура к условиям Северо-Западного региона России (Ленинградской области): выбор наиболее перспективных для клубневого сбора и для кормопроизводства. Объекты и методы исследований: сорта и гибриды топинамбура. По классификации топинамбур распределяется на селекционные, дикие формы и примитивные. Все сорта топинамбура делят на клубневые (овощные) и кормовые. Кормовые дают больший урожай зеленой массы, но меньше клубней. Поэтому важно выделить из разнообразия сортообразцов наиболее пригодные для разных хозяйственных нужд. Важное значение имеет селекция топинамбура. Сорта и гибриды, как и других с.-х. культур создаются под определенное направление использования: а) на пищевые цели; б) на кормовые цели; в) на переработку; г) на технологическую переработку. Большое значение имеют такие особенности культуры, как форма клубней и компактность расположения клубней в кусте, которое облегчает более полную их выкопку. Кроме того важными показателями являются: скороспелость; биопродуктивность (подразумевается интегральный показатель урожайности и содержания в них целевого продукта – инулина).

Наиболее распространены на территории РФ такие раннеспелые сорта, как: Вадим, Диетический, Находка, Ленинградский, Скороспелка и др., а позднеспелые: Интерес, Интерес 21.

Исследования проводили согласно методическим рекомендациям по сортоиспытанию и адаптации новых сортов [10] на опытных полях Меньковской опытной станции АФИ с 2012 по 2018 гг. На рис.1 изображен фрагмент поля с размещением коллекции разных сортов и гибридов топинамбура.

Рис.1 Коллекция топинамбура на Меньковской опытной станции АФИ

Результаты исследований. На основании 5- летних исследований были выявлены наиболее перспективные сорта топинамбура. В настоящее время в условиях Ленинградской области адаптированы следующие сорта: НОВОСТЬ ВИРА (ТОПИСОЛНЕЧНИК) – получен в результате межвидовой гибридизации топинамбура и подсолнечника. Во многом подобен топинамбуру, но имеет некоторые особенности. Клубни тописолнечника более выровнены по величине и они компактно расположены в гнезде (рис2). Сорт позднеспелый, селекции Н.М. Пасько. Районирован с 1986 г. в Краснодарском крае, Волгоградской области, в Татарии, Башкирии, на Украине (в Закарпатской обл.). Урожайность в условиях Центрального региона высокая - до зеленой массы 400...900 и дополнительно клубней 250...480 ц/га.

Рис.2. Сорт топинамбура "Новость ВИРА», фото клубни

ИНТЕРЕС - выведен на Майкопской опытной станции ВНИИР. Имеет белые клубни с гладкой кожурой. Отличительные признаки: позднеспелый, вегетационный период 165 дней. Средняя урожайность клубней - до 43,4 т/га, зеленой массы – 26,5 т/га.

Рис.3. Сорт топинамбура "Интерес», фото

ИНТЕРЕС 21 - клубни светло-коричневые, грушевидно-округлые, поверхность клубня ровная с единичными детками, наплывов нет. Вегетационный период 181 день. Среднеспелый сорт, ранее проходивший сортоиспытание. Перспективен для различных районов земледелия в России. Данный сорт представляет собой мутант (по состоянию на 2001 г. – М26). Автор сорта Н.М. Пасько. Сорт выведен путем воздействия (в 1975 г. в Ин-те цитол. и генет. СОАН СССР, г. Новосибирск) на клубни сорта Интерес гамма облучением в дозе 2500 рентген.

Рис.4. Сорт топинамбура "Интерес», фото клубни

ЛЕНИНГРАДСКИЙ - выведен в Северо-Западном НИИСХ. Растение кустовое с сильным ветвлением. Стебель зеленый со слабой антоциановой окраской и сильным опушением. Лист удлиненно-яйцевидный, темно-зеленый с редкозубчатым краем. Клубни белые, удлиненные, средней величины. Вегетационный период от всходов до уборки на зеленую массу 133-138 дней. Клубни убираются весной. Урожайность клубней в Ленинградской области 500ц/га, а зеленой массы 425 ц/га. Зимостойкость 77-99%. Рекомендован для возделывания в Северо-Западном регионе.

Рис.5 Сорт топинамбура "Ленинградский», фото клубни

ДИЕТИЧЕСКИЙ - выведен на Майкопской опытной станции ВНИИР. Особенность окраски клубней - бордового цвета, при этом мякоть белая, а форма клубней не округлая, а грушевидная. Удлиненная. Сорт позднеспелый с вегатационным периодом 165 дней. Средняя урожайность клубней 280 ц/га. НАХОДКА – выведен на Майкопской опытной станции ВНИИР. Клубни некрупные, белые, грушевидной формы с розовым окаймлением вокруг глазков. В почве располагается компактно. Период вегетации 165-193 дня. Средняя урожайность клубней - 350 ц/га. Может быть использован в механизированной уборке.

Рис.6. Сорт топинамбура Находка, фото

СКОРОСПЕЛКА - выведен в Московской с.-х. академии им. К.А. Тимирязева совместно с Тульским НИИСХ. Имеет округлые клубни с белой и гладкой кожицей. Период вегетации от 100 до 120 дней. Средняя урожайность клубней составляет 216 ц/га, а зеленой массы - 256 ц/га. В отдельные годы достигает урожайности 400 ц/га. Сорт имеет удовлетворительную зимостойкость и слабо реагирует на сокращение светового дня. Может быть использован в механизированной уборке (рис.7-8).

Рис.7. Сорт Скороспелка, фото клубни

Рис.8. Сорт топинамбура Скороспелка, зеленая масса​

Рис.9. Сорт топинамбура Калужский, фото клубни​

КАЛУЖСКИЙ - среднеcпелый, содержание сахаров 16%. Пригоден как для кормовых целей, обеспечивая урожайность от 200 до 300 ц/га зеленой массы. BLANC PRECOCE (Бланк Прекос) – (Франция), скороспелый, содержание сахаров 15-16%. Используется преимущественно для получения зеленой массы на кормовые цели. Средняя урожайность 200-280 ц/га.

Рис.10. Сорт топинамбура Бланк прекос, зеленая масса

СЕЯНЕЦ 53 - (Украина), cреднеспелый, содержание сахаров 18-20%. Имеет продолжительность вегетации от 120 до 200 дней. Урожайность зеленой массы 300-350 ц/га, урожайность клубней 250-350 ц/га. Сорт универсального назначения, пригоден как для получения зеленой массы (для кормопроизводства), так и массы клубней (для переработки). Отличается окраской клубней – слабо фиолетового цвета.

Рис.11. Сорт топинамбура Сеянец 53, фото клубни

Таблица 1. Урожайность коллекционного питомника сортообразцов Топинамбура

№ п/п	Сортообразец	Урожай зелёной массы, ц/га	Урожай Клубней, ц/га	Соотно-шение, Масса/ клубни	Средний вес клубней 1 растения, гр.	Средний вес одного клубня, гр.
1	Новость ВИРа	180	100	1,8	400	29
2	Интерес	195	200	0,97	800	45
3	Интерес 21	187	175	1,07	700	38
4	Находка	237	187,5	1,26	750	32
5	Бланк Прекос	235	75	3,13	300	24
6	Диетический	300	375	0,8	1500	50
7	Скороспелка	250	625	0,4	2500	65
8	Сеянец 53	320	325	0,98	1300	43
9	Ленинградский	360	87,5	4,11	350	25
10	Калужский	243	64,4	3,77	257	45

На основании оценки урожайности адаптированных сортов можно выделить наиболее перспективные сортообразцы, причем по разным направлениям использования. Так, по урожайности зеленой массы наиболее перспективными оказались следующие образцы: Ленинградский – 360 ц/га, Сеянец 53 – 320 ц/га и Диетический – 300 ц/га. Остальные сортообразцы накапливали биомассу растений по-разному и их продуктивность располагалась в ряду: Скороспелка – 250 ц/га, Калужский – 243 ц/га, Находка – 237 ц/га, Бланк Прекос – 235 ц/га, Интерес – 195 ц/га, Интерес 21- 187 ц/га. Наименьшую урожайность зеленой массы обеспечил сортообразец Новость ВИРа – 180 ц/га.

По урожайности клубней наиболее значимыми оказались следующие сортообразцы: Скороспелка – 625 ц/га, Диетический – 375 ц/га и Сеянец 53 – 325 ц/га. Значительно меньшую урожайность клубней показали образцы: Интерес – 200 ц/га, Находка – 187,5 ц/га, Интерес 21 – 175 ц/га. Совсем незначительную урожайность клубней продемонстрировали следующие образцы: Новость ВИРа – 100 ц/га, Ленинградский – 87,5 ц/га, Бланк Прекос – 75 ц/га, Калужский – 64,4 ц/га.

Оценив отношение урожайности накопления зеленой массы растений к массе клубней можно выделить сортообразцы по разной хозяйственной пригодности. Так, образцы наиболее пригодные для кормопроизводства, т.е. те, которые дают большую биомассу зеленых растений, а не клубней вполне четко распределяются в соотношениях больше 1 и меньше 1 (для получения клубней). В этом ряду наиболее значимыми были образцы Ленинградский – 4,11, Калужский – 3,77, Бланк Прекос 3,13. Несколько меньше : Новость ВИРа – 1,8, Находка – 1,26, Интерес 21 – 1,07. Для получения массы клубней наиболее значимыми оказались образцы Скороспелка – 0,4, значительно меньше Диетический – 0,8 и Сеянец 53 – 0,98.

Совокупный анализ всех показателей позволяет сделать следующее заключение: для получения клубней наиболее ценными оказался сорт Скороспелка, почти вдвое превосходящий как по урожайности, так и по распределению потоков биогенных элементов сорта Диетический и Сеянец 53.

Для целей кормопроизводства на основании совокупного анализа

выделяются лучший образец Ленинградский, имеющий наибольшую урожайность зеленой массы и соотношение зеленой массы к клубням – 4,11. Сделанные выводы подтверждают показатели массы клубней с одного растения, так и средней массы одного клубня (Табл.1.).

Заключение (перспективы возделывания топинамбура). На основании 5- летних исследований были выявлены наиболее перспективные сорта топинамбура, ими оказались образцы Скороспелка, Диетический и Сеянец 53, пригодные для получения клубней и для кормовых целей – Ленинградский и Калужский. Необходимо учитывать, что топинамбур – единственный полевой корнеплод, который содержит ценную клетчатку, 28 аминокислот и все 32 химических элемента, необходимых человеку для полноценной деятельности, крепкого здоровья и долголетия. Главная польза топинамбура – в необычайно высоком содержании инулина (до 18%). Инулин это полисахарид, который распадается в желудке на цепочки фруктозы и очень долго оказывает полезное, очищающее свойство на весь организм. Благодаря инулину происходит – очищение крови, кишечника, усиление перистальтики. Топинамбур выводит из организма шлаки, токсины, которые накопились за все время. Снижает уровень холестерина и сахара в крови, повышает содержание гемоглобина. Улучшает все показатели крови.

Поскольку клубни топинамбура имеют уникальный биохимический состав, он является ценным сырьем для пищевой, фармацевтической и медицинской промышленности. Из топинамбура производятся продукты функционального питания, которые улучшают здоровья человека: джемы, цукаты, сироп, лечебный порошок, чай.

Ученые считают [1-9], что ни из одного существующего в мире растения не вырабатывается так много полезных и нужных продуктов, как из топинамбура. Результатом глубокой переработки топинамбура является инулин, фруктозный сахар, пектин, спирт, биотопливо, продукция для парфюмерии, глицерин, корм для животных и птиц, а так же многое другое.

Топинамбур является культурой универсального, многоцелевого использования.

Технология возделывания топинамбура почти аналогична возделыванию картофеля, однако топинамбур существенно отличается от картофеля:

Во-первых, главное отличие топинамбура от картофеля это биохимический состав. Содержание витаминов C, B1, B2, жизненно важных элементов железа, кремния и цинка в топинамбуре выше, чем у картофеля, свеклы и моркови в три раза. В клубнях топинамбура содержится много белка, что существенно отличает его от других овощей.

Во-вторых, в отличие от картофеля и других овощей, растения топинамбура не нуждаются в обработке пестицидами, так как устойчивы болезням и вредителям, вследствие чего дает полноценную экологически безопасную пищевую и кормовую продукцию.

Важно отметить, что топинамбур не накапливает нитраты, тяжёлые металлы и радионуклиды из почвы. За счет своего уникального химического состава, топинамбур преобразует нитраты в безопасные для человека соединения и использует для синтеза необходимых аминокислот. Поэтому топинамбур не вызывает аллергии и дает качественный продукт вне зависимости от состояния окружающей среды. Следовательно, производство топинамбура экологически абсолютно чистое.

Таким образом, адаптация и изучение особенностей культивирования топинамбура в условиях Ленинградской области, представленная в данной работе, отвечает задачам биологического земледелия, развитию кормовой базы животноводства, медицинским, пищевым и фармакологическим целям.

Литература

1. Электронный ресурс: https://www.topinambour.ru/popularinfo/150331134659.html.
2. Электронный ресурс: www.logoslovo.ru/forum/all_1554/topic_1092/
3. Зеленков В.Н., Романова Н.Г. Топинамбур: агробиологический портрет и перспективы инновационного применения. – М.: РГАУ - МСХА, 2012. –161 с.
4. Киру С.Д. Генетическое разнообразие картофеля и топинамбура в мировой коллекции ВИР, его назначение для питания и здоровья человека: маериалы конференции ВИР. – СПб., 2017. – С.6-18.
5. Старовойтов В.И. Картофель и топинамбур -продукты будущего. – М.: ФГНУ "Росинформагротех». 2007. – 292 с.
6. Жевора С.В., Старовойтов В.И. Проблемы и перспективы производства картофеля и топинамбура для продуктов оздоравливающего питания /Сб. науч. тр. Мичуринск, 2015. –С. 100-105.
7. Зеленков В.Н., Кочнев Н.К., Шелкова Т.В. Топинамбур (земляная груша) перспективная культура многоцелевого назначения. Новосибирск: НТФ "Арис», 1993. – С. 18-30.
8. Шаин С.С. Топинамбур: новый путь к здоровью и красоте. – М.: ЗАО "Фитон +», 2000. – 128 с.
9. Шапиро Д.К. Топинамбур лекарство //Сельское хозяйство Белоруссии. – 1988. – № 10. – С. 12.
10. Методика Государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур. Вып.4, – М.: Колос, 1975. – С.13 – 23.