Гречиха: биологические возможности и пути их реализации Текст научной статьи по специальности «Сельское хозяйство, лесное хозяйство, рыбное хозяйство»

УДК 633.12:631.12

Н.В. Парамш, ректор, академик РАСХН Ф ГОУ ВПО Орел ГАУ

ГРЕЧИХА: БИОЛОГИЧЕСКИЕ ВОЗМОЖНОСТИ И ПУТИ ИХ РЕАЛИЗАЦИИ

В статье приведен анализ производства гречихи в России и странах мира, рассмотрены её биологические и хозяйственные особенности и перспективыI использования. Ключевые слова: гречиха, урожайность, качество,

биологический потенциал, селекция.

Нынешний 11-й Международный симпозиум по гречихе проходит в России, славном городе Орле. Это обусловлено, прежде всего, блестящими достижениями ученых Всероссийского научноисследовательского института зернобобовых и крупяных культур, где многие годы жил и творил признанный лидер в мировой науке, профессор Николай Валерьянович есенко.

Его идеи и по сей день служат научной базой для новых открытий многих исследователей, работающих с гречихой, которая считается королевой полей. Уже 11-й раз ей посвящается международный симпозиум, на котором ученые разных стран мира обсуждают главные проблемы расширения ее производства.

Высокий интерес к возделыванию гречихи обусловлен тем, что она является одной из немногих культур, которая обладает комплексом уникально полезных качеств для жизни человека. Широко

The article gives the analysis of buckwheat production in Russia and the countries of the world, and examines its biological abilities and the ways of their realization.

Key words: buckwheat, grain productivity, selection, biological potential, quality.

За четыре тысячелетия ареал возделывания гречихи распространился с Юго-Восточной Азии до западных стран Европы и территорий Северной и Южной Америки, Африки [1, 2].

Посевная площадь гречихи сейчас составляет около 2,5 млн. га (таб. 1). Мировыми лидерами производства являются Россия, Китай, Украина. Из двух миллионов тонн ежегодно получаемого в мире зерна данной культуры около 70-80% приходится на эти страны. В Западной Европе, несомненно, лидирует Франция, где засевают гречихой относительно небольшие площади (31,9 тыс. га.), но получают самые высокие урожаи - 3,5 т/га (рис. 1).

используется для продовольственных нужд в виде крупы, которая по питательности и вкусовым качествам является одной из лучших (табл. 2).

Таблица 1 - Уборочные площади и валовой сбор зерна гречих за 2008 год (данные ФАО)

Страна Показатели~~~~~__^^ Российская Федерация Белоруссия Украина Китай Франция Польша Бразилия США

Валовой сбор, тыс. т 924,1 18,01 240,6 325,0 117,1 68,7 52,0 83,0

Площадь, тыс. га 1008,0 15,5 281,8 770,0 32,9 64,5 48,0 83,0

Рисунок 1 - Урожайность зерна гречихи в мире, 2008 г (данные Ф АО)

Таблица 2 - Химический состав и энергетическая ценность 100 г съедобной части основных пищевых продуктов [3]

Продукты / крупа Белок (г) Жир (г) Углеводы (г) Минеральные вещества (мг) Витамины (мг) Энергетическая ценность

№ К Са Mg Р Бе В1 В2 РР ккал кДж

Г речневая 12,6 2,6 68,0 - 167 70 98 298 8,0 0,53 0,20 4,19 326 1377

Манная 11,3 0,7 73,3 22 120 20 30 84 2,3 0,14 0,07 1,0 326 1364

Рисовая 7,0 0,6 77,3 26 54 24 21 97 1,8 0,08 0,04 1,60 323 1351

Пшенная 12,0 2,9 69,3 39 201 27 101 233 7,0 0,62 0,04 1,55 334 1397

Овсяная 11,9 5,8 65,4 45 292 64 116 361 3,9 0,49 0,11 1,10 345 1444

Перловая 9,3 1,1 73,7 - 172 38 94 323 3,3 0,12 0,06 2,0 324 1356

Кукурузная 8,3 1,2 75,0 55 147 20 36 109 2,7 0,13 0,07 1,10 325 1360

Молоко коровье 2,8 3,2 4,7 50 146 121 14 91 0,1 0,03 0,13 0,10 58 243

Яйца куриные 12,7 11,5 0,7 71 153 55 54 185 2,7 0,07 0,44 0,19 157 657

Биологическую ценность белков гречихи, усвояемость которых составляет 78%, определяют восемь незаменимых аминокислот. По содержанию лизина и метионина её белок превосходит все крупяные культуры. В гречихе в десять раз больше лизина, чем в просе. По содержанию валина она приближается к молоку, лейцина - к говядине, фенилаланина - к молоку и говядине. Всего в гречишном белке 18 аминокислот. Биологическая

полноценность белка гречихи приближается к белку куриного яйца (81,4-99,3%) и сухого молока (92,3%), как наиболее сбалансированных и ценных (табл. 3).

Аминокислотный скор белка гречневой муки составляет 100%. Гречневая каша с молоком представляет собой идеальный продукт по сбалансированности аминокислотного состава и усвояемости.

Таблица 3 - Содержание аминокислот в некоторых продуктах питания, г/100 г [3]

Незаменимая аминокислота Норма в дневном рационе Вид продукта

яйцо куриное молоко коровье крупа гречневая

Триптофан 1,0 0,2 0,05 0,18

Лейцин 4,0-6,0 1,1 0,34 0,68

Изолейцин 3,0-4,0 0,8 0,22 0,52

Валин 3,0-4,0 0,9 0,24 0,59

Треонин 2,0-3,0 0,6 0,16 0,50

Лизин 3,0-5,0 0,8 0,27 0,63

Метионин 2,0-4,0 0,4 0,09 0,26

Фенилаланин 2,0-4,0 0,7 0,17 0,54

Г истидин 1,5-2,0 0,3 0,09 0,30

С гречневой кашей в организм человека поступают и ценнейшие минералы - фосфор, кальций, железо, марганец, цинк, медь. Содержание цинка в гречихе в 2,6 раза выше, чем в других культурах. Наконец, по содержанию витаминов РР (никотиновой кислоты), В1 (тиамина), В2 (рибофлавина), Е

(токоферола) гречиха превосходит другие крупы. Всё это делает её крупу прекрасным диетическим продуктом и служит одним из аргументов того, почему многие учёные пытаются проводить селекцию гречихи на молекулярном уровне [4, 5].

В последнее время растёт интерес к гречихе и как к важному лекарственному растению. Благодаря высокому содержанию рутина её используют для сохранения функциональных способностей сосудистой системы (1 г рутина стоит 40 долларов). Гречиха оказывает благотворное действие при нарушениях кровообращения, венозной слабости, спазме сосудов и отеках. Она также используется для лечения и предупреждения атеросклероза.

Гречиха - одно из лучших медоносных растений. Один гектар гречишного поля дает от 30 до 100 кг меда. В Алтайском крае и Башкирии она обеспечивает получение свыше 50% товарного меда, производимого в России. Симбиоз гречишных полей и пасек ведёт к высоким экономическим выгодам: с одной стороны, резко увеличивается выход товарного мёда, с другой - повышается урожай гречихи на 3040%.

В совокупности, с 1 га посевов гречихи в основных производственных регионах России можно стабильно получать 2-3 тонны зерна, 40-60 кг меда, 13-17 ц крупы, 1,7-2,2 ц легкоусвояемого белка, 30 кг жира, 9,0-9,9 ц крахмала, 15-30 кг рутина.

Не менее ценна гречиха и с позиций агрономии. В условиях интенсификации зернового производства, она становится обязательным компонентом полевого севооборота. Благодаря сравнительно короткому периоду вегетации (64-68 суток), гречиха может успешно возделываться в занятых парах, рано освобождая поля под посев озимых культур.

Гречиха и средообразующая культура, в силу того, что корневые экссудаты её растений оказывают сильное влияние на её микробиологическую активность почвы, угнетая гнилостную микрофлору и улучшая тем самым фитосанитарное состояние пахотного слоя. Она оставляет после себя поле очищенным от вредителей, в т.ч. от проволочника, а также подавляет развитие сорняков, таких как овсюг, осот, пырей, молочай и др.

Активная корневая система извлекает из почвы и использует труднодоступные формы минеральных элементов, оставляя для последующей культуры благоприятный фосфорно-калийный режим питания и хорошо разрыхленный пахотный слой. Доказана способность гречихи своими корневыми экссудатами понижать токсичность алюминия на кислых почвах. При этом удельная её плотность гораздо ниже, чем после зерновых культур. И, наконец, мощная листовая система, укрывающая поверхность почвы до конца вегетации, защищает её от пересыхания.

Кроме того, гречиха может служить страховой культурой и использоваться в поукосных посевах в качестве дешевого сидерата, что особенно важно в засушливые годы. Она способна быстро наращивать вегетативную массу и образовывать в фазу плодообразования до 40 т органического вещества на гектаре. Вегетативная масса легко измельчается и

разлагается в почве, обеспечивая высокие урожаи озимых культур.

К сожалению, агротехническое значение гречихи как мощного биологического фактора, улучшающего фитосанитарное состояние почвы, её плодородие пока недооценивается земледельцами. В структуре зернового клина страны ей отводится менее 1,2% пахотных земель, в Орловской области - около 5,0%.

Между тем, возделывание гречихи позволяет повысить рентабельность растениеводства. Высокая хозяйственная ценность, малозатратная технология, постоянная ликвидность и высокие закупочные цены (10 рублей за 1 тонну) делают её высокорентабельной и привлекательной культурой даже для хозяйств с невысокой энергетической и ресурсной обеспеченностью.

Основными районами возделывания гречихи в России считаются: Поволжье, Центрально-

черноземный регион, Башкортостан, Татарстан, Западная и Восточная Сибирь. Алтайский край -традиционно крупнейший производитель гречневой крупы в России. В число крупных производителей входит также Воронежская область (рис. 2-3).

Перспективными и важными регионами производства гречихи являются Орловская, Оренбургская, Самарская, Саратовская области.

Г

42%

Рис 42%

Гречка 22%

Геркулес 8%

1 Манная 6%

Пшено 4%

Перловая 4%

■ Горох 4%

| Ячневая 3%

Пшеничная 3%

| Овсяная 2%

Кукурузная 2%

\_________________________________________________________у

Источник: ИКАР

Рисунок 2 - Доли круп в российском потреблении, %

,„3.1* 2,7%

г-4%

5,2%

22,2%

23,8%

25%

Краснодарский край 25%

Алтайский край 23,8%

Воронежская обл. 5,2%

Саратовская обл. 5,2%

Ростовская обл. 3,9%

Челябинская обл. 3,3%

Оренбургская обл. 3,2%

Ставропольский край 3,1% Тульская обл. 2,7%

Брянская обл. 2,4%

Другие 22,2%

Источник: Росстат

Рисунок 3 - Доли регионов - крупнейших производителей круп, %

Доминирующее положение в получении высоких и устойчивых урожаев культуры в последнее время приобретает сорт. Благодаря труду селекционеров, биотехнологов, физиологов создаются новые сорта, потенциал которых достигает 6-7 т зерна на га. Например, на Вознесенском ГСУ в 1990 году на поливе получена феноменально высокая урожайность у детерминантных сортов Дождик (ВНИИЗБК) - 6,5 т/га и Сумчанка (ВНИИЗБК) - 6,9 т/га. К сожалению, такой уровень урожайности больше не повторялся.

За последние 15 лет только во ВНИИЗБК под руководством доктора сельскохозяйственных наук Фесенко Н.В. и доктора биологических наук Фесенко А.Н. было создано 8 сортов гречихи, в Т атарском НИИСХ под руководством члена-корреспондента Татарстана Кадыровой Ф .З. - 4 сорта. Причем из 45 районированных в 2009 году в России сортов 30% из них принадлежат селекции ВНИИ ЗБК.

В Орловской области отдают предпочтение таким сортам гречихи, как Баллада, Девятка, Дикуль, Диалог (рис. 4).

□Дикуль

□Диалог

□Баллада

□Девятка

□Прочие

Рисунок 4 - Сортовая структура посевов гречихи в Орловской области, 2009 г.

У производственников других регионов России наибольшее признание имеют сорта Деметра, Дождик, Диалог, Девятка, Дикуль (ВНИИЗБК); Инзерская, Агидель (Башкирский НИИСХ); Казанская

3, Кама, Батыр, Саулык, Черемшанка (ТатНИИСХ).

В результате искусстренного отбора у культуры наблюдается улучшение большинства хозяйственных показателей: увеличение массы 1000 зерен на 2,6 г, выравненности крупы на 4,1%, выхода ядрицы - на 4,5%, крупности крупы - на 17,3%, снижение плёнчатости на 1,5%.

И всё-таки, несмотря на большие потенциальные возможности современных сортов, валовые сборы гречихи в последние годы снизились до 0,8-1 млн. т, что равно годовому объему потребления.

По мнению ученых ВНИИЗБК, нынешние проблемы обусловлены замедленными темпами сортосмены и нерешенными вопросами технической модернизации процессов селекции и семеноводства крупяных культур. Вследствие чего резко сокращается производство семян. За последние 15 лет из федерального бюджета не выделялось целевых средств на приобретение специализированной малогабаритной посевной и уборочной селекционносеменоводческой техники; модернизацию

зерноочистительного, сортировального и сушильного комплексов для послеуборочной подработки и доработки семян этих культур до требуемых кондиций.

Таблица 4 - Производство и реализация семян высших репродукций зерновых культур научными учреждениями и ОПХ, тыс. т (по данным ВНИИ ЗБК)

Культуры 1986-1990 гг. 1991-1995 гг. 2001-2005 гг. 2006 г. 2007 г. 2008 г.

Зерновые 360 313 234 270 290 340

в том числе: крупяные 42,6 36,5 11,3 8,7 8,2 8,5

Из-за недостаточного объема производства оригинальных и элитных семян основные площади засеваются семенами низких репродукций. Доля посевов массовых репродукций гречихи составляет более 50%. По оценке специалистов, в целом по России, недобор зерна крупяных культур, по этим причинам составляет около 150 тыс. тонн в год.

Важным вопросом на сегодняшний день остаётся повышение семяобразующей способности гречихи.

По мнению большинства исследователей, низкая семенная продуктивность гречихи

обусловлена рядом её биологических особенностей: неограниченным ростом и параллелизмом в росте вегетативных и генеративных органов,

недостаточной листообеспеченностью цветков, слабым гомеостазом плодообразования и низкой аттрагирующей способностью плодов [6, 7].

Сельскохозяйственная и биологическая наука достигла больших результатов в повышении продуктивности посевов гречихи. Но именно это показывает, как много предстоит ещё сделать.

На наш взгляд, основные направления в селекции гречихи будут сосредоточены на

создании:

- высокоурожайных крупнозерных сортов, позволивших значительно удешевить процесс переработки зерна и повысить на 2-4% выход крупы; скороспелых сортов, устойчивых к полеганию и осыпанию, низким температурам и засухе; сортов с высокой нектаропродуктивностью; сортов с высоким содержанием сахаров в цветках и высокой пыльцеобразующей способностью;

- получение антоциановых форм, т.е. проявление антоциановой окраски вегетативной массы (стебли, ветки, листья) и цветков.

Интеграция усилий ученых мировой науки, использование современных методов исследования позволят достичь этих и других результатов и выйти на новый уровень решения практических задач.

Литература

1. Ohnichi, O. Discovery of the wild ancestorof common buckwheat [Text]/ O. Ohnichi // Ibid. 1991. -№11. - P.5-10.

2. Каминский, В. Повышение эффективности переработки зерна гречихи в крупу [Текст]/

В. Каминский // Хлебопродукты, 1999. - N 4. - С. 19-20.

3. Химический состав пищевых продуктов [Текст]/Под ред. М. Ф. Нестерина и И.М. Скурихина. - М.: Пищ. пром-сть, 1979. - с. 3147.

4. Kreft, I. Breeding of determinate buckwheat [Text]/ I. Kreft // Fagopirum. - 1989. - №9. - P57-59.

5. Javornic, B. Random ampliefied polymorphic DNA (RAPD) markers in buckwheat [Text]/B. Javornic, B. Cump // Fagopirum. - 1993. - №13. -P.35-39.

6. Fesenko, N. V. Buckwheat [Text]/ N.V. Fesenko, N.N. Fesenko, O.I. Romanova, E.S. Alekseeva, G.N. Suvorova; Edited by Dragavtsev V.A. - St. Petersburg: VIR, 2006. 196 P.

7. Паушева, 3. П. Результаты изучения

отмирания завязей у гречихи с помощью меченых атомов [Текст]/ 3.П. Паушева // Доклады ТСХА. -М., 1957. Вып. 27. - С. 123-126.

Вестник Орел Г Ay

август

№4(25)

2010

Теоретический и научно-практический журнал. О снован в 2005 году

Учредитель и издатель: Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Орловский государственный аграрный Университет»_____________________________________________

Редакционный совет: Парахин Н.В. (председатель) Амелин А.В. (зам. председателя) Ас тахов С.М.

Белкин Б.Л.

Блажнов А.А.

Брыкля О.А.

Буяров В.С.

Гуляева Т.И.

Гурин А.Г.

Гущина Т.В.

Дегтярев М.Г.

Зотиков В.И.

Иващук О.А.

Козлов А.С.

Кузнецов Ю.А.

Лобков В.Т.

Лыс енко Н.Н.

Ляшук Р.Н.

Мамаев А.В.

Ма алов В.Н.

Новикова Н.Е.

Павлове кая Н.Е.

Попова О.В.

Прока Н.И.

Савкин В.И.

Степанова Л.П.

Хромов В.Н.

Шендаков А.И. (ответств. секретарь) Ермакова Н.Л. (редактор)

Адрес редакции: 302019, г. Орел, ул. Генерала Родина, 69. Телефон: (4862)454037 акс: (4862)454064 E-mail: nichо[email protected] E-mail: [email protected]

Свидетельство о регистрации ПИ №ФС77-21514 от 11.07. 2005 г.

Технический редактор Мосина А.И. Сдано в набор 21.07.2010 Подписано в печать 28.07.2010 Формат 60х84/8. Бумага офсетная. Гарнитура Таймс.

Объём 11 усл. печ. л.

Тираж 300 экз. Издательство Орел ГАУ, 302028, г. Орел, бульвар Победы, 19. Лицензия ЛР№021325 от 23.02.1999 г.

Журнал рекомендован ВАК Минобрнауки России для публикаций научных работ, отражающих основное научное содержание кандидатских и докторских диссертаций

Содержание номера

Актуальные вопросы выращивания и переработки гречихи

Романенко Г.А. 30 лет Международной ассоциации исследователей гречихи

(IBRA) - вехи и тенденции...................................................... 2

Парахин Н.В. Гречиха: биологические возможности и пути их реализации........... 4

Инг Ванг, Дзя Чен, Ибаили Фенг. Состояние процесса производства и разработка

стратегий в отношении продуктов из гречихи в Китае............................. 9

Крефт Иван, Икеда Кийоказу, Икеда Саеко, Вомбергар Бланка. Разработка функционально новых продуктов питания на основе гречихи обыкновенной и

татарской.......................... ........................................... 15

Зотиков В.И., Наумкина Т.С., Сидоренко В.С. Современное состояние и

перспективы развития производства гречихи в России............................. 18

Брунори А., Бавиелло Г., Колонна М., Рис си М., Иззи Г., Тотх М., Вегвари Г. Современное понимание перспектив возделывания и использования гречихи в

Центральной и Южной Италии..................................................... 23

Пак Чеол Хо, Хонг Сун Кван, Лим Ионг Суп, Ли Мун Хеон, Британия Ксоксион. Применимость различных сортов гречихи в провинции Луангпрабанг

республики Лаос................................................................ 30

Новиков В.М., Глазова З.И. Оптимизация технологических адаптеров

возделывания гречихи........................................................... 34

Басов Ю.В., Басов А.Ю. Особенности аккумуляции тяжёлых металлов гречихой в

условиях техногенеза........................................................... 39

Степанова Л.П., Хрипкова Н.А., Степанова Е.И., Шамараева В.С.

Закономерности синергического взаимодействия ионизирующего излучения, гумата калия и цеолита на растениях гречихи..........................................43

Актуальные вопросы селекции гречихи

Фесенко Н.В., Фесенко А.Н., Романова О.И. Морфологическая структура популяций как основной элемент функциональной системы экологической

адаптации гречихи обыкновенной Fagopyrum esculentum moench.....................47

Ониши Оми. Детализированная картина географического распространения дикорастущих прототипов гречихи обыкновенной, Fagopurum esculentum ssp.

ancestral...................................................................... 53

Мартыненко Г.Е., Фес енко Н.В., Фес енко А.Н., Шипулин О.А. Биологические

принципы и методы селекции мутантных сортов гречихи............................ 57

Ли П., Лин Р., Ванг З. Выявление и анализ различного усеченного фрагмента

аллергического белка TBb в гречихе татарской...................................64

Лазарева Т.Н., Фесенко И.Н. Сравнительный анализ электрофоретических

спектров белков семян Fagopyrum cymosum meisn. и F. tataricum gaertn........... 67

Хрунгу Н.К., Деватас ан Набенита, Крефт Иван, Лисен Мария. Идентификация и молекулярная характеристика гранулированно-связанной синтазы крахмала,

извлечённой из гречихи......................................................... 70

Шипулин О.А., Фесенко А.Н., Мазалов В.И., Мартыгненко Г.Е. О результатах экологического сортоиспытания гречихи и признаках, характеризующих урожай

зерна.............................. ...........................................76

Фес енко И.Н., Фесенко Н.Н. Новая видовая форма гречихи - Fagopyrum hybridum 78 Гуринович И.А., Фес енко А.Н., Фесенко И.Н. Мутантная форма гречихи с

блокированным ветвлением: наследование и продукционные особенности............. 82

Мартыгненко Г.Е., Фесенко Н.В., Фесенко А.Н., Гуринович И.А. Создание холодостойкого детерминантного сорта гречихи Девятка......................... 85

© ФГОУ ВПО Орел ГАУ, 2010