CC BY
23УДК 635.757:631.5
РАЗРАБОТКА ОСНОВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА ВЫСОКОКАЧЕСТВЕННОГО СЫРЬЯ ФЕНХЕЛЯ
Горбунова Е. В., кандидат сельскохозяйственных наук; Горбунов Р. В., специалист; Академия биоресурсов и природопользования ФГАОУ ВО «КФУ имени В. И. Вернадского»
В данной статье подробно изучены технологии выращивания фенхеля обыкновенного сорта Мэрцишор в предгорной зоне Республики Крым в зависимости от метеорологических, природно-климатических условий и агротехники выращивания, которые позволят повысить урожай зеленой массы растений фенхеля и выход эфирного масла. Полученные данные позволят отрегулировать продолжительность основных фаз развития растений, обосновать динамику накопления эфирного масла, запланировать и проводить в оптимальные сроки уборку сырья фенхеля обыкновенного сорта Мэрцишор в зависимости от исследуемых условий и фаз вегетации.
Ключевые слова: фенхель, фаза вегетации, эфирное масло,экстракт, фон питания.
THE DEVELOPMENT OF MAIN ELEMENTS OF PRODUCTION
TECHNOLOGIES OF HIGH QUALITY RAW FENNEL
Gorbunova E. V. Candidate of Agricultural Science;
Gorbunov R. V. Specialist; Academy of Life and Environmental Sciences FSAEI HE «V. I. Vernadsky Crimean Federal University»
In this article, the technology of growing fennel of the common Martisor variety in the foothill zone of the Republic of Crimea has been studied in detail, depending on the meteorological, natural climatic conditions and agro-technology of cultivation, which will increase the yield of green mass of fennel plants and the yield of essential oil. The obtained data will allow to regulate the duration of the main phases of plant development, to justify the dynamics of the accumulation of essential oil, to plan and carry out at an optimal time the harvesting of fennel raw material of the ordinary Martisor variety, depending on the conditions under study and the phases of vegetation.
Keywords: fennel, vegetative phase, essential oil, extract, background of nutrition.
Введение. В Индии, в Аргентине, в Китае, в Японии, в Италии культивируется ценное пряно-ароматическое, лекарственное и эфиромасличное растение -фенхель обыкновенный (Foeniculum vulgare Mill.), содержащий до 6% эфирного масла, до 22% жирного масла, биологически активные вещества (дубильные, полисахариды, аминокислоты, белки, флавонойды) [1]. В настоящее время в Российской Федерации идет развитие различных отраслей промышленности, нара-
щиваются производственные мощности, в связи с этим возникает необходимость развивать эфиромасличное производство, повышать выход и качество эфирного масла, т. к. потребность и целесообразность в нем возрастает с каждым днем и требует совершенствования технологий производства высококачественного сырья.
Экстракты и эфирное масло фенхеля находят применение в ликероводочной, в пищевой, парфюмерно-косметической промышленности как ароматизатор колбасных, мясных изделий, ликероводочной продукции, как приправа к солениям, к чаю и конфетам. В медицине используют для ликвидации кишечных газов, симптомов метеоризма, при лечении конъюнктивита, как заживляющее, спазматическое, противовоспалительное и противомикробное средство и др. [2, 3]. В связи с этим при повышенном спросе фенхеля обыкновенного появляется необходимость обратить особое внимание на технологию производства высококачественного сырья, которая позволит повысить урожайность зеленой массы, улучшить показатели качества сырья и изучить фенологические свойства, зависящие от метеорологических условий, агротехники выращивания в предгорной зоне Республики Крым.
Цель исследований - разработать основные элементы технологии производства высококачественного сырья фенхеля, выращенного в предгорной зоне Республики Крым.
Материал и методы исследований. В 2011 году в Республике Крым были заложены полевые опыты выращивания фенхеля обыкновенного на экспериментальном участке в Академии биоресурсов и природопользования. Экспериментальный участок расположен в Нижнем предгорном агроклиматическом районе и характеризуется достаточно мягкой зимой и жарким продолжительным летом. Климат экспериментального участка умеренно-континентальный, почва - чернозем южный мицелярно-карбонатный.
В течение 2013 года изучали влияние срока посева, фона питания и ширину междурядий на урожайность зеленной массы. Схема исследований включала следующие факторы и их варианты: Фактор А - фон питания: без удобрений; К60; Н90; Фактор В - срок посева: ранний (27 марта); средний (14 апреля); поздний (24 апреля); Фактор С - ширина междурядья, см: 15; 30; 45; 60. Опыт был заложен методом расщепления делянок с трехкратной повторностью. Агротехника выращивания общепринятая за исключением факторов и вариантов, которые изучались.
В зависимости от агроклиматических условий проводили исследования по определению фенологических фаз и рассчитывали продолжительность межфазных и вегетационных периодов. Изучали содержание массовой доли эфирного масла методами Гинзберга и Клевенджера, его качество методом газожидкостной хроматографии на хроматографе «Кристалл 2000 М».
Результаты и обсуждение. Полученные данные доказывают, что фон питания, время посева семян и ширина междурядий играют очень большую роль в регулировании урожая зеленной массы фенхеля, соответственно и количеством эфирного масла. Урожайность фенхеля менялась от 17,86 до 29,59 ц/га от исследуемых условий. Наименее благоприятные условия наблюдались при
позднем посеве на участке без удобрений и шириной междурядий 60 см, максимальные при раннем посеве с фоном питания и с шириной междурядий 45 см и составила 29,59 и 29,31 ц/га, соответственно (табл. 1).
Таблица 1. Урожайность зеленной массы фенхеля обыкновенного, ц/га
Удобрение, фактор А Срок посева, фактор В ширина междурядья, см, фактор С Среднее по факторам
15 30 45 60 А В
Без удобрений ранний 22,45 24,38 25,59 23,17 21,13 26,52
средний 19,32 21,24 22,69 20,04 23,74
поздний 17,98 18,83 20,04 17,86 20,50
N30 ранний 25,11 26,52 28,45 26,07 22,90
средний 21,97 23,66 25,83 22,45
поздний 17,87 18,83 20,04 17,96
N60 ранний 26,04 27,93 29,59 27,24 25,02
средний 23,66 25,59 26,76 24,38
поздний 20,52 22,69 24,38 21,48
N90 ранний 26,76 27,66 29,31 27,97 25,30
средний 23,90 26,07 27,49 24,86
поздний 20,32 22,93 24,86 21,48
Среднее по фактору С 19,98 22,16 23,86 25,42 22,91
НСР05 по факторам А - 1,07 В - 2,46; С - 1,22
Исследуемые данные доказали, что азотные удобрения положительно влияют на формирование урожая зеленной массы фенхеля обыкновенного в условиях предгорной зоны Крыма. Среднее по факторам показали, что на участке без удобрений урожайность составила 21,13 ц/га, при внесении азотных удобрений 30 кг д.в./га сырьё увеличилось на 1,77 ц/га (8,4%), при фоне питания К60 выросло на 3,89 ц/га (18,4%), а при внесении азотных удобрений возросла на 4,17 ц/га (19,7%).
Следовательно, при фоне питания N по сравнению с N прирост урожайности зеленной массы фенхеля составил всего 1,1%, поэтому рекомендуем применять азотные удобрения в количестве 60 кг д.в./га. Таким образом, в Республике Крым можно получить высококачественное сырье растений фенхеля для его дальнейшей переработки в течение одного вегетационного года.
Как показали исследования, в первый год фенхель зацвел в июле, плоды начали созревать в конце августа независимо от срока посева. В течение всего вегетационного периода и наблюдали следующие фазы развития растений фенхеля [4].
Всходы - при появлении над поверхностью почвы семядольных листочков. Начало фазы считается при появлении всходов не менее 10% растений, полное - не менее 75% от числа посеянных лунок.
Стеблеобразование - это время, когда стебель имеет от 2 до 3 см. Начало фазы - не менее 10% растений, полное - не менее 75% растений.
Рисунок 1. Фенхель в фазу стеблеобразования
Цветение - цветущим считаются растения фенхеля, у которых на центральном зонтике цветки раскрыты, начало фазы фиксируется у 10% растений, полное - не менее 75% растений, конец цветения - не больше 10% растений с цветущими зонтиками любого порядка.
Рисунок 2. Фенхель в фазу цветения
Плодообразование у фенхеля определяется увеличением размера плодов. Одновременно с ростом плодов в них наблюдается накопление биологически активных соединений.
Созревание плодов фенхеля считается, когда плоды становятся слегка буроватого цвета. Начало — не меньше 10% растений фенхеля имеют зрелые плоды на центральном зонтике, полное — при наличии зрелых плодов не менее чем у 75% растений.
В таблице 2 представлены результаты наблюдений фенологических фаз фенхеля обыкновенного, посеянного в разные сроки.
Рисунок 3. Фенхель в фазу молочно-восковой зрелости плодов Таблица 2. Календарные сроки наступления фенологических фаз развития растений фенхеля за 2011 г.
Фазы вегетации Календарные сроки
Ранний посев Средний посев Поздний посев
Всходы:
Начало 10 мая 19 мая 21 мая
Полное 17 мая 25 мая 28 мая
Стеблеоб разование:
Начало 2 июня 7 июня 12 июня
Полное 28 июня 4 июля 8 июля
Цветение:
Начало 13 июля 18 июля 26 июля
Полное 18 июля 24 июля 31 июля
Конец 30 июля 31 июля 3 августа
Плодообразование:
Начало 5 августа 5 августа 9 августа
Полное 16 августа 17 августа 21 августа
Созревание:
Начало 25 августа 26 августа 28 августа
Полное 3 сентября 4 сентября 6 сентября
Общая продолжительность вегетации (дни) ~ 116 ~ 108 ~ 108
Главными задачами являются изучение влияния фазы вегетации на качество зеленной массы фенхеля, определение количества эфирного масла в растениях для определения сроков уборки и извлечения наибольшего количества высококачественного эфирного масла. Исследования по определению эфирного масла фенхеля из зеленной массы в течение всего периода роста растений (табл. 3).
Таблица 3. Содержание эфирного масла фенхеля в разные фазы развития растения
Фаза 2011 г. 2012 г. 2013 г. Среднее
Бутонизация 0,8 0,9 1,1 0,9
Цветение (начало) 1 1,2 1,3 1,2
Цветение (полное) 2,3 2,7 2,8 2,6
Плодообразование 2,1 2,8 2,9 2,6
Молочная зрелость 3,2 3,5 3,7 3,5
Молочно-восковая зрелость 3,5 3,9 4,0 3,8
Восковая зрелость 2,8 3,2 3,2 3,1
Полня зрелость 2,1 2,9 2,9 2,6
НСР05 - 1,02
Полученные результаты показывают, что наибольшее количество эфирного масла наблюдается в фазу молочно-восковой зрелости (4,0 %) в 2013 г., а наименьшее в фазу бутонизации (0,8%) в 2011 г. Следовательно, время уборки сырья для извлечения эфирного масла - это фаза молочно-восковой зрелости плодов, но необходимо проверить качество эфирного масла и его компонентный состав. В таблице 4 представлены исследования качества эфирного масла.
Таблица 4. Качество эфирного масла в различные фазы вегетации
Компонент Эфирное масло, % на абсолютно сухую массу
Фазы развития
Бутонизация Цветение Молочная зрелость Молочно-восковая зрелость Полная зрелость
у-терпинен 0,4 1 1,5 0 0,1
Камфен 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1
Пара-цимен 0,1 0,1 0,3 0,1 0,2
Линалоол 0,1 0,1 0,1 0,1 1,4
Анисовая кислота 0,4 0,1 0,1 0,1 0
Анисовый альдегид 1,3 0,3 0,1 0,1 0,1
Лимонен 0,2 1 0,7 0,5 0,4
Сабинен 0,2 0,4 0,4 0,6 0,2
Р-пинен 0,1 0,9 1 0,7 0,2
1,8-цинеол 1,2 1,3 1,1 0,9 1,4
Метилхавикол 2,5 2,4 2,4 2,8 2,7
Р-фелландрен 7,2 1,3 2,4 4,3 1
Фенхон 4,9 2,8 3 4,9 10,1
а-пинен 3,2 9,2 8,2 7,4 6,4
Анетол 67,3 68,1 68,5 69,6 63,9
Главным компонентом эфирного масла является анетол, его количество, согласно ГОСТ, не менее 60 %. В нашем случае всё эфирное масло фенхеля
подходит под Стандарт, но наибольшее его количество наблюдается в фазу молочно-восковой зрелости (69,6 %). Компоненты фенхон, придающий горьковатый вкус, и Р-фелландрен, со специфическим запахом и жгучим вкусом дикого фенхеля, не должны превышать 5 % [5]. Исходя из вышесказанного, следует, что наивысшее содержание эфирного масла и высокое качество его наблюдается в фазу молочно-восковой зрелости плодов на центральном зонтике, т. е. можно считать это оптимальной фазой уборки.
Выводы. Таким образом, для получения высококачественного сырья фенхеля обыкновенного в предгорной зоне Крыма необходимо сеять фенхель рано в III декаде марта с шириной междурядий 45 см, вносить азотные удобрений Уборку зеленной массы рекомендуем осуществлять в фазу молочно-восковой зрелости плодов с наибольшим содержанием эфирного масла (3,8%) с накоплением главных компонентов анетола (69,6%), фенхона (4,9%) и Р-фелландрена (4,3%).
Список использованных источников:
1. Горбунова Е. В. Обоснование основных элементов технологии комплексной переработки сырья фенхеля обыкновенного (Foeniculum vulgare Mill.) Дис...канд. с.-х. наук. - Симферополь, 2015. - 248 с.
2. Гончарова Т. А. Энциклопедия лекарственных растений. - М.: Дом МСП, 1997. - 824 с.
3. Войткевич С. А. Эфирные масла для парфюмерии и ароматерапии / С. А. Войткевич. - М.: Пищевая промышленность, 1999. - 282 с.
4. Горбунова Е. В. Обоснование использования Foeniculum vulgare Mill. для получения целевых продуктов / Горбунова Е. В. // Научные труды ЮФ НУБиП Украины «КАТУ» (технические науки). - Симферополь, 2011. - Вып. 138. - С. 128-134.
5. Горбунова Е. В. Технологические особенности комплексной переработки целых растений фенхеля обыкновенного / Горбунова Е. В. // Журнал «Техника и технология пищевых производств» - г. Кемерово, 2013. - № 3. - С. 9-15.
References:
1. Gorbunova E. V. Study of the basic elements of technology of complex processing of raw fennel (foeniculum vulgare mill.) Dis...kand. of agricultural Sciences. - Simferopol, 2015. - 248 p.
2. Goncharova T. A. Encyclopedia of medicinal plants. - M.: House of SMEs, 1997. - 824 p.
3. Voitkevich S. A. Essential oils for perfumery and aromatherapy / S. A. Voitkevich. - M.: Food industry, 1999. - 282 C.
4. Gorbunova E. V. Justification of the use of foeniculum vulgare mill. to obtain the target products // Gorbunova E. V. / proceedings of the LF Nulesu «CATU» (technical Sciences). - Simferopol, 2011. - Vol. 138. -P. 128-134.
5. Gorbunova E. V. Technological features of integrated processing of whole plants of fennel / Gorbunova E. V.
// Journal «Equipment and technology of food industry», Kemerovo, 2013. -№. 3. - P. 9-15.
Сведения об авторах:
Горбунова Елена Викторовна -кандидат сельскохозяйственных наук, Академия биоресурсов и природопользования ФГАОУ ВО «КФУ имени В. И. Вернадского», e-mail: alenaroma12 @mail.ru, 295492, Республика Крым, г. Симферополь, п. Аграрное.
Горбунов Роман Витальевич -специалист, Академия биоресурсов и природопользования ФГАОУ ВО «КФУ имени В.И. Вернадского», e-mail: alenaroma21@mail.ru, 295492, Республика Крым, г. Симферополь, п. Аграрное.
Information about the authors:
Gorbunova Elena Viktorovna -Candidate of Agricultural Science, Academy of Life and Environmental Science for scientific work of Academy of Life and Environmental Sciences FSAEI HE «V. I. Vernadsky Crimean Federal University», e-mail: alenaroma12@ mail.ru, 295492, Republic of Crimea, Simferopol, Agrarnoe.
Gorbunov Roman Vitalyevich - Specialist, Academy of Life and Environmental Sciences FSAEI HE «V. I. Ver-nadsky Crimean Federal University», e-mail: alenaroma21@mail.ru, 295492, Republic of Crimea, Simferopol, Agrarnoe.
