CC BY
2248
Зладимгрскш Зешедкеад
РЕКОМЕНДАЦИИ
МЕЖРЕГИОНАЛЬНОЙ НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКОЙ КОНФЕРЕНЦИИ
«ТОПИНАМБУР - БИОЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ КУЛЬТУРА XXI ВЕКА.
ПРОИЗВОДСТВО, ПЕРЕРАБОТКА И ИСПОЛЬЗОВАНИЕ»
Посвящена памяти русского ботаника, растениевода, генетика, географа, организатора науки, академика ВАСХНИЛ Н.И. Вавилова. Нижний Новгород, 2009 г.
Родина топинамбура - Северная Америка. Человеком это растение использовалось за две тысячи лет до нашей эры. В Европу растение завезли французские моряки из экспедиции Лескарбо в 1605 году. Название «топинамбур» этот овощ получил от названия индейского племени «тупинамба». В Россию топинамбур проник через Архангельск и Балканы. Наиболее распространенное название овоща в России благодаря сходству клубней с грушей - земляная груша.
Биологическая характеристика. Топинамбур, или земляная груша (Helianthus tuberosus L), относится к семейству астровых, однолетнее растение. Многолетним его считают потому, что обычно выращивают на одном месте, без ежегодной посадки, несколько лет. По строению надземных органов он очень сходен с подсолнечником. Стебель прямой, хорошо облиственный. В зависимости от сорта и условий произрастания стебли бывают высотой от 1 до 5 м. Количество ветвей на главном стебле у разных сортов топинамбура различно - от 14 до 30. Ранние и среднеспелые сорта отличаются большим количеством соцветий на растении, чем позднеспелые. Преобладающая форма клубня - грушевидная, но может быть продолговато-овальная и веретеновидная. Средний вес, в зависимости от сорта и района выращивания колеблется от 10 до 90 г. При высоком агрофоне возможно получение клубней до 500 г.
Отношение к теплу. Топинамбур обладает исключительно высокой холодостойкостью и морозостойкостью. Весной всходы переносят заморозки до -4 - 5° С, а осенью растения вегетируют до заморозков -7 - 8° С и могут выдержать кратковременное похолодание до -15° С. Под снегом клубни не погибают и в суровые зимы с морозами -40° С и ниже.
Отношение к почве и условиям питания. Топинамбур успешно произрастает на всех типах почв, за исключением солонцов и солончаков. Наилучшими для него являются легкие по механическому составу суглинистые и супесчаные почвы с глубоким и окультуренным пахотным слоем и хорошим увлажнением. Кислые почвы топинамбур плохо переносит.
Растения в 1,5-2 раза увеличивают свою продуктивность при внесении удобрений. Органические удобрения и минеральные не только увеличивают
урожайность зеленой массы и клубней, но и оказывают положительное влияние на содержание сахаров и протеина в растениях. Растения особенно много выносят из почвы калия. Поэтому дозы калийных удобрений должны быть повышенными.
Сорта. В настоящее время в России имеется много районированных сортов. Наибольший интерес представляют скороспелые и позднеспелые сорта. По ряду причин Государственным реестром селекционных достижений, допущенных к использованию, дающим право размножать, вводить и реализовывать семена и посадочный материал, включено всего 4 сорта топинамбура: Выльгортский (оригинатор - институт биологии Коми научного центра Уральского отделения РАН), Интерес (оригинаторы - Майкопская станция ВНИИР, ООО КФК «Топинамбур», ООО «Родник здоровья» ИКСИ»), Находка (оригинатор - Майкопская станция ВНИИР) и Скороспелка (ори-гинатор - ООО «Родник здоровья» ИКСИ» и ООО КФК «Топинамбур»).
Наибольший интерес для Нижегородской области представляет скороспелый сорт Скороспелка. Этот сорт относят к крупноплодным. Его используют не только на кормовые цели животным, но и для промышленной переработки.
Агротехника топинамбура. Получение высоких урожаев клубней и зеленой массы невозможно (особенно в первые годы вегетации) без внесения 100-200 т/га органических удобрений или компостов. Минеральные удобрения рекомендуется вносить в пределах 60-100 кг действующего вещества на гектар, при этом учитывается соотношение азота, фосфора и калия в зависимости от их направленности: больше зеленой массы или качество клубней.
Подготовка почвы начинается с осенней вспашки плугом с предплуж-
ником, а затем почву выравнивают. Весной необходимо провести дискование, затем культиватором окучником (КОН 2,8) нарезают гребни на расстоянии 70 см, в ранневесенний период, по мере оттаивания почвы и возможности использования сельхо-зорудий. Посадку клубней проводят в самые ранние сроки - конец апреля - начало мая картофелесажалкой СН-4Б. Для технологического процесса с топинамбуром используется набор орудий и приспособлений для гребневой технологии картофеля. Высадку производят в гребни с расстоянием между клубнями 35-40 см, которое реализуется с помощью комплекта звездочек или рекомендуется на вычерпывающем диске снять 6 ложечек, то есть через одну.
Для обеспечения необходимой густоты стояния используют клубни весом 10-50 г., при этом норма высадки составит 1,0-1,5 т/га. Глубина посадки в пределах 8-10 см.
В зависимости от засоренности участка проводят довсходовое боронование и по всходам, одну или две междурядные обработки культиватором (КОН-2,8, КОН-4,2). При достижении растениями высоты 30-40 см необходимо доокучивание.
При использовании зеленой массы в качестве подкормки животным или для силосования уборку начинают в момент массового цветения топинамбура, при этом заготавливается корм с повышенными кормовыми качествами и максимальным содержанием каротина, а также можно успешно и рентабельно готовить витаминно-травяную муку (лучше в гранулированном виде) для последующего использования в птицеводстве и свиноводстве.
До настоящего времени в большинстве регионов России на посадках топинамбура не отмечено вредителей и болезней растений, что позволяет полностью исключить применение ядохимикатов.
Для получения посадочного материала (клубней) хорошего качества зеленую массу рекомендуется оставить на зиму (или убирать на максимальной высоте среза) и не выкапывать клубни из почвы. При подмерзании зеленой массы происходит отток питательных веществ в клубни, что увеличивает их средний вес и улучшает качество. В этом случае клубни убирают весной и сразу используют для посадки. В промышленных объемах хорошо
ВлаЭишрсШ ЗемлеШецг
49
зарекомендовал себя осенний срок посадок топинамбура, до начала замерзания почвы.
При использовании посева данного года с целью получения силоса и клубней на корм, уборку зеленой массы проводят во второй половине сентября с использованием традиционной силосоуборочной техники.
При намерении использовать клубни осенней копки для промышленной переработки, необходимо подобрать такой набор техники для среза и вывоза зеленой массы, который обеспечил бы максимальное сохранение гребней. Уборку зеленой массы проводят на высоком срезе. Перед наступлением устойчивых холодов до начала замерзания почвы клубни убирают посредством использования картофелекопалок (МТЗ-80 + КСТ-1,4) или картофелеуборочных комбайнов (ККУ-2, КПК-2).
При использовании топинамбура только в виде зеленой массы скашивание производят по мере надобности. Клубни в данном случае не выкапывают. Осенью или рано весной перепахивают участок с последующим дискованием.
После появления зеленой поросли от оставшихся в почве клубней проводят боронование, при высоте растений 10-15 см выполняют букетировку пропашным культиватором со стрельчатыми лапами и одновременной подкормкой минеральными удобрениями.
На второй и последующий год при условии перезимования клубней в почве вначале производят их уборку. Часть мелких клубней просыпается через уборочные органы сельхозмашин и остается на поверхности почвы. Затем обязательно проводят перепашку участка плугом с отвалом на глубину 20-25 см, безотвальную перепашку или дискование, после чего формируют гребни культиватором окучником (КОН-2,8) с одновременной подкормкой N60Р60К90. Дальнейший уход заключается в бороновании, культивировании и окучивании.
Зеленую массу второго и последующих лет используют в качестве зеленой подкормки животным, для получения травяной муки, гранул и на силос.
Наибольший экономический эффект возделывания топинамбура достигается в среднем за пятилетний цикл. В год ликвидации (после уборки клубней, перепашки, дискования) проводят подсев овса, вики, гороха, которые с появившейся порослью от оставшихся в почве клубней образуют укосную массу, богатую белком. Целесообразно на этом поле посеять озимую рожь с подсевом многолетних трав на зеленый корм. Для очистки поля от поросли можно применить
гербициды-2,4Д, прометрин, трефлан, парокват.
В большинстве регионов европейской части России гарантированный урожай зеленой массы топинамбура составляет 400-600 ц/га и 200-300 ц/ га клубней.
Хранение топинамбура. Свойство клубней перезимовать в почве позволяет обходиться без особых хранилищ, так как они сохраняются в земле невы-копанными лучше, чем в подвалах или буртах. Слабую лежкость на открытом воздухе объясняют за счет тонкого пробкового слоя клубней и высоким содержанием сахаров, вследствие чего они быстро вянут и подвержены воздействию микроорганизмов, для которых являются прекрасным питательным субстратом.
Клубни, выкопанные осенью с целью сохранения для переработки и для скармливания животным, могут храниться не в специальных хранилищах. Для этого возможно закладывание отсортированных от земли и посторонних примесей клубней топинамбура в любую тару (контейнеры, ящики, мешки) с последующим хранением в необогреваемом легком хранилище. Клубни можно хранить в наземных буртах: длиной 2-3 м, шириной 1,5-1,8 м, высотой до 1,0 м. После наступления устойчивой морозной погоды (минус 5-10° С) и подмерзания клубней бурт укрывают соломой, землей, торфом. С целью предотвращения попадания талых вод весной требуется обеспечить водосточными бороздами.
Необходимо отметить, что слабой лежкостью будут обладать травмированные (механически) клубни после копки из увлажненного участка или поздней уборки (подмерзание и оттаивание в почве после осенних резких холодов).
Перед закладкой на зимнее хранение клубни топинамбура не должны иметь в своей массе более 10% земли, тем более сырой. Нельзя закладывать мокрые клубни или клубни, находившиеся до этого более 7-10 дней в буртах вне хранилищ и если температура воздуха в этот период была более +15° С. В промышленных условиях предполагается осуществлять закладку сырья в контейнеры, вместимостью 250-500 кг с полиэтиленовыми вкладышами.
В пищу и для переработки можно использовать и замороженные клубни, которые перед употреблением помещают в холодную воду для медленного оттаивания.
Химический состав. Топинамбур содержит достаточно большое количество (до 20%) сухих веществ, среди которых 80% содержится полимерного гомолога фруктозы — инулина. Инулин является полисахаридом, гидролиз которого приводит к получению безвредного для диабетиков сахара
— фруктозы. Топинамбур содержит клетчатку и богатый набор минеральных элементов, в том числе (мг% на сухое вещество): железа — 10,1; марганца — 44,0; кальция — 78,8; магния
— 31,7; калия — 1382,5, натрия —17,2 (таблица).
Богатый состав биологически активных веществ топинамбура делает это растение очень перспективным в кормопроизводстве, в диетическом питании и пищевой промышленности и как исходное сырье для создания высокоэффективных лекарственных средств.
Использование топинамбура в производстве. Благодаря высокому содержанию сухих веществ, хорошей углеводной и витаминной обеспеченности, а также малому количеству клетчатки, зеленая масса топинамбура обладает значительными кормовыми достоинствами.
Надземная часть растения и клубни дают 200-300 ц/га кормовых единиц и 12-16 ц/га перевариваемого протеина. Топинамбур превышает по выходу кормовых единиц кукурузу, однолетние и многолетние травы, картофель в 3-8 раз, а по перевариваемому протеину
— в 1,5-6 раз. По питательной ценности топинамбур превосходит также цветущий клевер и кукурузу. Зеленую массу можно скармливать скоту и в свежем виде. Высокая кормовая ценность топинамбура позволяет использовать его в виде силоса как хороший корм для всех сельскохозяйственных животных. Наличие в стеблях растений большого количества сахаров (до 2530% к сухому веществу) обусловливает легкую их силосуемость. Влажность силоса из топинамбура находится в пределах 60-75%.
Зеленую массу на силос убирают в 1-й декаде сентября (в зависимости от погодных условий) до наступления заморозков. Целесообразно применять силосоуборочный комбайн КС-1,8 «Вихрь» и КПП с кукурузной жаткой. Силосование проводят в траншеях. Выбор типа траншеи определяется местными условиями, но емкость ее должна быть не менее 500 т (ширина 8-9 м). Технология закладки как у кукурузы. Хороший эффект дает добав-
Химический состав топинамбура, в % к абсолютно сухому веществу
Объект анализа Сухое вещество Протеин Жир Клетчатка БЭВ Зола
Зеленая масса 18,0 10,0 1,8 18,1 55,0 14,3
Клубни 19,2 11,4 1,0 4,2 78,0 5,8
50
BfiaöuMipckiu ЗешеЗЬлецТ]
ление в закладываемую массу соломы зерновых (до 50%).
Как правило, силос отличается высоким качеством, в нем накапливается до 1,5% молочной кислоты, составляющей не менее 50% от общего количества кислот. В процессе силосования рН снижается до 3,9-4,2. Из-за высокого (25-30%) содержания сухих веществ силос из топинамбура в отличие от кукурузы достигает 30-50 мг в 1 кг корма.
Силос из зеленой массы топинамбура хорошо хранится, и его охотно поедают животные после небольшого периода приучения. В 100 кг силоса содержится 18-25 корм. ед. и до 2 кг перевариваемого протеина, а энергетическая емкость 1 кг силоса достигает 820 ккал.
Зеленая масса может служить хорошим сырьем для заготовки травяной муки. При правильной технологии в травяной муке обеспечивается лучшая сохранность питательных веществ. На приготовление 1 ц травяной муки расходуется в среднем 4-5 ц зеленой массы с влажностью 75%. Питательность 1 кг муки из топинамбура составляет около 0,7-0,9 корм. ед., содержание протеина — 16-25%, клетчатки — не более 20%, каротина — 60-130 мг/кг.
Промышленная переработка топинамбура. Переработка клубней и
надземной частей имеет достаточно широкий спектр. В последнее десятилетие наиболее востребованным оказался способ получения сухого порошка (порошок, мука, концентрат) из клубней топинамбура.
Для промышленных объемов на существующих технологических линиях наиболее изученным и отработанным является процесс получения этилового спирта из топинамбура. Для выгонки спирта могут быть использованы не только клубни, но также богатая редуцирующими углеводами надземная масса топинамбура, которая дает выход спирта 3-4 т/га, т. е. 1 га посевов топинамбура обеспечит получение 10 т спирта.
Кроме этого из клубней топинамбура получают фруктозо-глюкозные сиропы, т. к. примерно 60-70% сухого вещества состоит из фруктозы. Общий выход сахаров клубней топинамбура значительно превышает выход сахара из сахарной свеклы, сахарного тростника и сахарного сорго. Так, из 100 кг сырых клубней топинамбура можно извлечь 8-10 кг сахаров, в то время как из сахарной свеклы — 4-6 кг.
Топинамбур служит важным сырьем для получения истинного инулина — ценного продукта медицинского, фармацевтического и пищевого назначения. Инулин — единственный
природный полисахарид, состоящий на 95% из фруктозы. Благодаря этому продукту можно вылечить заболевания желудочно-кишечного тракта, сахарный диабет, ожирение, сердечнососудистые системы, туберкулез, патологию почек и т.д.
Использование топинамбура в пищевой промышленности. Продукты из топинамбура такие, как порошок, сироп, пюре и паста, идут для увеличения биологической ценности мучных и кондитерских изделий. Известны технологии получения топинамбур-ного пюре, паст, муки, концентратов, сиропов, порошков, которые добавляют в хлеб, печенье, кексы, булочки, макароны, лапшу.
Клубни топинамбура используют для получения низкокалорийной (1,24 кал/г) с пониженным содержанием жира (менее 1%) муки в хлебобулочных изделиях. Налажено производство консервов из клубней: икра из топинамбура с томатной заливкой, повидло, пюре.
Научно-исследовательский институт молочной промышленности разработал новые продукты с добавлением топинамбура и продолжает поиски способов получения продуктов здорового питания с использованием этой культуры.
ПИЩА ОСНОВНАЯ И ПИЩА ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ
К.А. Потехин - к. ф.-м. н., Владимирский государственный гуманитарный университет
E-mail: konstantin-potekhin@yandex.ru
Сточки зрения современного естествознания человек - это открытая термодинамическая система, т. е. для того чтобы нормально функционировать (жить), он вынужден обмениваться с окружающей средой веществом, энергией и информацией. Характерной особенностью открытых термодинамических систем является наличие трех процессов: самоорганизации, самоуправления и саморегуляции. Эти три процесса тесно связаны с количеством и качеством продуктов питания, которые человек употребляет в течение жизни. Именно анализу влияния количества и качества продуктов питания (пищи) на процессы самоорганизации, самоуправления и саморегуляции и, как следствие, на жизнеспособность (здоровье) человека посвящается данное сообщение.
В процессе саморегуляции из отдельных «кирпичиков» («строительный материал») по заданной программе организм сам создает свои молекулы, клетки, ткани и органы. Этот
процесс протекает в нашем организме постоянно, но, как отмечает А.А. Алексеев (доктор медицинских наук, профессор Московского института скорой помощи им. Н.В. Склифосовского): «Многие врачи и пациенты, к сожалению, не знают, что человеческая жизнь протекает семилетними фазами жизненного цикла. Каждые семь лет тело человека обновляется на 99%, остаются живыми лишь несколько десятков грамм нервных клеток, причем из года в год их количество неумолимо уменьшается на 1-2%. Самое тяжелое время жизни - периоды, когда завершается реструктуризация «нового) тела, ведь самообновление редко бывает полностью гармоничным» [1]. Получается, что каждый из нас семь лет тому назад имел другое тело, другие органы, другие ткани, другие клетки и другие молекулы. «Человеческий организм в течение дня теряет около килограмма тканевой массы - она «убывает» из разных органов, в том числе и мозга» [1]. А на месте того, что
«убыло», организм сам создает новые клетки, новые ткани. Необходимо отметить, что этот процесс регенерации тканей возможен только тогда, когда нужные ингредиенты («строительный материал») имеются в необходимом количестве в нужном месте и в нужное время. Где же наш организм берет «строительный материал» т. е. «кирпичики», из которых в процессе самоорганизации он создает свои новые клетки?
Основной поставщик «строительного материала» - это пища. Как отмечает В.Ю. Клермон-Вильямс [2] «... человек состоит из того, что он ест». Ранее предполагали, что «строительный материал» - это белки, жиры и углеводы. Позднее обнаружили, что эта троица необходима, но не достаточна для процесса самоорганизации («строительства»). Теперь уже все хорошо знакомы с четвертым компонентом - витаминами. Они, как правило, играют роль коферментов, т. е. переводят ферменты в активное
