CC BY
716
УДК 633:582.886
Проблема производства нетрадиционного растительного сырья
Старковский Борис Николаевич, кандидат сельскохозяйственных наук, доцент кафедры растениеводства
e-mail: [email protected]
ФГБОУ ВПО «Вологодская государственная молочнохозяйственная академия имени Н.В. Верещагина»
Аннотация
Введение в культуру нетрадиционных растений, обладающих целым рядом хозяйственно-полезных признаков является необходимым для расширения ассортимента возделываемых на пашне культур и сохранения устойчивости агроландшаф-тов. Именно поэтому изучение Иван-чая узколистного, как культуры многоцелевого назначения является на сегодняшний день весьма актуальной задачей. Разработка технологии возделывания иван-чая на пашне обуславливает решения целого ряда задач: выбор способа размножения (семенного, вегетативного), определения продуктивности зелёной массы при использовании удобрений в различных сочетаниях и дозах, составления прогноза развития болезней, вредителей и сорняков, а также способы борьбы с ними.
Ключевые слова: инновации; нетрадиционные культуры; иван-чай узколистный; технология возделывания; силос; филлофаги; виолент.
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.
Иван-чай узколистный - ^атепоп angustifolium Но1иЬ. - многолетнее корнеотпрысково-стержнекорневое растение. Листья содержат 10 % танина пи-рогалловой группы, около 0,14 % алкалоидов, витамин С, сахар, пектин, слизи. Иван-чай имеет высокое белковое число, являющееся коэффициентом противовоспалительного действия. Коэффициент противовоспалительного действия иван-чая равен 1:400, у медицинского танина этот показатель 1:500, таким образом, иван-чай по противовоспалительной активности стоит на втором месте вслед за медицинским танином, при этом препараты иван-чая ещё и малотоксичны. Иван-чай можно использовать при лечении язвенной болезни желудка, гастритах и колитах. В семенах содержится пищевое масло до 40-45 % от веса семян, в которых помимо дубильных веществ, содержатся масла, слизи, пептон, сахар. Иван-чай один из важнейших медоносов дикорастущих растений [4] В средней полосе сбор мёда с 1 га в различные годы колеблется от 350 до 600 кг [3, 7, 8, 9].
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, Р 0,68 г, Мд 0,36 г, С1 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 Са, Р, Мд . 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 67,892,0 % [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.
Список литературных источников:
1. Зеленков, В.Н. Методологические аспекты развития и реализации инноваций с новыми и нетрадиционными видами природных ресурсов / В. Н. Зеленков // Актуальные проблемы инноваций с нетрадиционными растительными ресурсами и создания функциональных продуктов. Материалы 1-й Российской научно-практической конференции. - М., 2001. - С. 5-7.
2. Солодовникова, Н. В. Проблема переработки нетрадиционного растительного сырья / Н. В. Солодовникова и др. // Актуальные проблемы инноваций с нетрадиционными растительными ресурсами и создания функциональных продуктов. Материалы 1-й Российской научно-практической конференции. - М., 2001. - С. 7-9.
3. Турова, А. Д. Лекарственные растения СССР и их применение / А. Д. Турова, Э. Н. Сапожникова. - М., 1982. - 249 с.
4. Астрагалова, Л. Е. Медоносное значение иван-чая в Архангельской обл. / Л. Е. Астрагалова // Растительные ресурсы. - Т. 14, Вып. 3. -1978. - 418420 с.
5. Астрагалова, Л. Е. Формирование кипрейных вырубок / Л. Е. Астрагалова// Экологические проблемы Севера : межвуз. сборник. - Архангельск, 2000. - №3. - С. 33.
6. Забелкин, Н. А. Иван-чай узколистный: Биологическая флора Московской области / Н. А. Забелкин, Н. Г. Уланова. — М. : Аргус, Вып. 2. - 1995. - С. 166-191.
7. Ибрагимов, А. К. Нектаропродуктивность иван-чая на лесных гарях / А. К. Ибрагимов, В. И. Родионов // Межвуз. сборник. - Горький, 1988. -45-46 с.
8. О кипрее, желтой акации и русянке // Пчеловодство. -1969. - №3.
9. Нектароносы - пчелам // Пчеловодство. - 1974. - №12.
10. Старковский, Б. Н. Изучение консервирующего действия зелёной массы кипрея / Б. Н. Старковский, Н. И. Капустин // Перспективные направления научных исследований молодых учёных Северо-Запада России. Юбил. сб. науч. трудов к 75-летию аспирантуры ВГМХА. - Вологда ; Молочное, 2003. - С. 114-118.
11. Старковский, Б. Н. Кипрей в составе травосмесей / Б. Н. Старковский, Н. И. Капустин // Вопросы совершенствования полевого кормопроизводства и технологий возделывания лесных культур. Юбил. сб. науч. статей к 60-летию факультета агрономии и лесного хозяйства. - Вологда ; Молочное, 2003. - С. 25-28.
12. Старковский, Б. Н. Иван-чай и его возделывание в культуре / Б. Н. Старковский, Н. И. Капустин // Вопросы совершенствования полевого кормопроизводства и технологий возделывания лесных культур. Юбил. сб. научн. статей к 60-летию факультета агрономии и лесного хозяйства. - Вологда- Молочное, 2003. - С. 34-37.
13. Пат. 2286047 Российская Федерация МПК. А0^1/00. Способ возделывания кипрея узколистного (иван-чай) на кормовые и лекарственные цели в условиях культуры / Н. И. Капустин, Б. Н. Старковский; заявитель и патентообладатель Н. И. Капустин, Б. Н. Старковский. - №2004123032/12, 27.07.2004 заявл. 20.02.2006 опубл. 20.02.2006, Бюл. №30.
14. Капустин, Н. И. Влияние удобрений на продуктивность кипрея узколистного в условиях культуры / Н. И Капустин, Л. П. Жукова // Сб. материалов международной научно-практич. конференции. - Вологда ; Молочное, 2010. - С. 29-33.
15. Жукова, Л. П. Влияние доз азотных удобрений на урожайность зелёной массы кипрея узколистного / Л. П. Жукова, Н. И Капустин // Наука агропромышленному комплексу. Сборник трудов ВГМХА по результатам работы научно-методической конференции, посвященной 98-летию академии. -Вологда-Молочное, Том 3: Биологические науки. - 2009. - С. 54-56.
16. Вредители иван-чая узколистного // Защита и карантин растений. - 2010. - №5.
17. Влияние основных вредителей на урожай зеленой массы и семян иван-чая узколистного на Севере Европейской части России // Кормопроизводство. - 2010. - №2.
18. Зорин, Д. П. Биоэнергетическая эффективность препаратов битоксиба-цилин и инта-вир на посадках иван-чая узколистного / Д. П. Зорин, Б. Н. Старковский // Наука и инновационные процессы в АПК. Сб. трудов ВГМХА по результатам работы научно-практической конференции, посвященной 100-летию академии. - Вологда-Молочное, Том 3: Биологические науки. -2011. - С. 9-12.
The problem of nontraditional vegetative material production
Starkovsky Boris Nikolaevich, Can. of Science (Agriculture), Associate Professor of Plant Growing Chair
e-mail: [email protected]
Federal State Budgetary Educational Institution Higher Professional Education the Vereshchagin Vologda State Dairy Farming Academy
Abstract. Nontraditional plants introduction into the crop possessing a number of agricultural-useful properties is necessary for expanding the cultivated-on-field crops assortment and keeping agro-landscapes resistance. That is why blooming sally studies as a crop of multi-purpose usage is very topical task. Technology development on the blooming sally cultivation is due to solving a number of tasks: selection of reproduction choice (seeding or vegetative), defining the reproductivity of green mass under manure application in different combinations and doses, prediction making on disease, insect pests and weeds development, as well as methods of killing them.
Keywords: innovations; nontraditional crops; blooming sally; cultivation technology; silage; phytophages; violent.
