CC BY
199
DOI: 10.24411/0235-2451-2019-10215 УДК634.11: 631.563:631.524.7
Высокоточные технологии хранения плодов яблони -основа обеспечения их качества (достижения, задачи на перспективу)
В. А. ГУДКОВСКИЙ1, доктор сельскохозяйственных наук, академик РАН, зав. отделом (e-mail: microlab-05@mail.ru)
Л. В. КОЖИНА1, кандидат сельскохозяйственных наук, ведущий научный сотрудник Ю. Б. НАЗАРОВ1, кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник А. Е. БАЛАКИРЕВ1, кандидат сельскохозяйственных наук, научный сотрудник Р. Б. ГУЧЕВА2, технолог
Федеральный научный центр им. И. В. Мичурина, ул. Мичурина, 30, Мичуринск, Тамбовская обл., 393774, Российская Федерация
2ООО «Сады Баксана», ул. Евгажукова, 121, с. Исламей, Баксанский р-н, Кабардино-Балкарская Республика, 361520, Российская Федерация
Резюме. Качество плодов - интегральный показатель их конкурентоспособности в рыночных условиях. Цель исследований - создание высокоточных сортовьк технологий управления качеством плодов в период хранения и доведения до потребителя, обеспечивающих продление сроков хранения при максимальном сохранении качества. Исследования выполнены в 1987-2018гг. на базе Федерального научного центра им. И.В. Мичурина (Тамбовская область), ЗАО «15 лет Октября», ОАО «Агроном-Сад» (Липецкая область), ООО «Сад Гигант» (Краснодарский край), ООО «Сады Баксана» (Кабардино-Балкария). Использовали плоды основных районированных и перспективных сортов яблони южной и средней зоны садоводства (43 сорта). Часть плодов обрабатывали препаратом «Фитомаг». Продукцию закладывали на хранение при четырех температурных режимах, в условиях обычной атмосферы (ОА) и регулируемой атмосферы (РА) с различным содержанием О2 и СО,, Определяли содержание этилена, a-фарнезена и продуктов его окисления (КТ2В1), твердость плодов, потери от заболеваний при хранении и доведении до потребителя. Восприимчивость плодов ко многим физиологическим заболеваниям определяет генотип сорта, условия выращивания и хранения. Высокоточные технологии управления качеством плодов в послеуборочный период, на основе дифференциации факторов хранения (Т, СО^ О2) и условий обработки препаратом Фитомаг применительно к сорту, обеспечиваютустойчивость либо минимизацию потерь, вызванных «стрессовыми» факторами хранения. Использование технологий ОА (контроль) обечпечивает максимальное сохранение качества в течение 1...4 месяцев, ОА+Фитомаг-4...7месяцев, РА (контроль) -4...7 месяцев для 35 % изученных сортов и не рекомендуется для 65 % сортов (ввиду высоких рисков поражения плодов загаром), РА+Фитомаг - 6.9 месяцев. Показатели, определяющие потенциал лежкоспособности плодов при съеме (концентрация этилена, индекс ЙКП, твердость, содержание и соотношение минеральных элементов и др.) илихранении (концентрация этилена и продуктов окисления a-фарнезена - КТ2В1, твердость, восприимчивость к заболеваниям и др.) можно эффективно использовать при выборе технологий и сроковхранения либо для корректировки параметров хранения и планов реализации продукции соответственно. Ключевые слова: плоды яблони, сорта, хранение в обычной и регулируемой атмосфере, качество, физиологические заболевания, режимы и продолжительность хранения.
Для цитирования: Высокоточные технологии хранения плодов яблони - основа обеспечения их качества (достижения, задачи на перспективу) / В. А. Гудковский, Л. В. Кожина, Ю. Б. Назаров и др. //Достижениянауки и техникиАПК. 2019. Т. 33. № 2. С. 61-67. DOI: 10.24411/0235-2451-2019-10215.
Значимость плодов яблони как источника полезных соединений для функционирования биологических систем
человека (в том числе сдерживания старения и развития многих заболеваний) [1, 2], определила необходимость разработки программы государственной поддержки садоводства России, предусматривающей, наряду с увеличением производства продукции, создание современной материально-технической базы и разработку инновационных технологий хранения, обеспечивающих снижение потерь от заболеваний и круглогодичное снабжение населения свежими высококачественными плодами.
Качество и лежкоспособность партий плодов, формируются под воздействием комплекса предуборочных (экологических, биологических, агротехнических) факторов [1, 2, 3], которые могут выступать как источниками и активаторами роста и развития плодов, так и (при стрессовых для яблок уровнях) триггерами развития физиологических заболеваний и повреждений, либо способствовать усилению степени проявления расстройств (загар, подкожная пятнистость, побурение мякоти и сердцевины, стекловид-ность, солнечный ожог, некрозы кожицы в области плодоножки, оржавленность и др.). Заболевания и повреждения «приобретенные» плодами в предуборочный период чаще всего усиливаются при хранении (особенно при неблагоприятных для сорта/партии режимах), служат «воротами» для проникновения вторичной инфекцией, в результате чего потери могут достигать 30 % и более.
Ключевые факторы, определяющие жизнедеятельность плодов в период после съема - температура (Т оС), а также содержание кислорода (О2) и углекислого газа (СО2) в атмосфере хранения. Используемые сегодня способы хранения плодов яблони при пониженной температуре (0...4 оС) обладают неодинаковым арсеналом средств влияния на физиологическое состояние продукции. При этом хранение осуществляется в условиях обычной атмосферы - ОА (О2 =21 %, СО2= 0,03 %) или регулируемой атмосферы - РА и ее модификаций (различаются содержанием основных газов О2 = 0,8.3 %, СО2 = 0,8.3 %) [1, 4, 5]. Однако несоответствие параметров хранения (по одному либо нескольким показателям одновременно) сортовым особенностям и физиологическому состоянию продукции может спровоцировать стресс у плодов, вызывать глубокие нарушения обменных процессов, и, как следствие, инициировать возникновение либо усилить проявление функциональных заболеваний (загар, подкожная пятнистость), а также характерных заболеваний плодов, вызванных «стрессовыми» условиями хранения (Т, СО2, О2). Потери от послеуборочных заболеваний могут достигать в отдельных случаях 100 %, что наносит ущерб предприятию и обусловливает необходимость разработки высокоточных сортовых технологий хранения плодов яблони.
Нужно отметить, что снижение качества плодов (в том числе потеря твердости, появление разложения и др.) в ОА и РА вызвано также и естественными процессами, связанными с созреванием - старением, сопровождающимися высоким уровнем синтеза и накопления эндогенного и экзогенного этилена соответственно [5, 6, 7]. Установлено, что проявление загара (основного заболевания плодов яблони) инициируют пониженные температуры хранения (0.4 оС), что неотвратимо при современных технологиях, а
Вариант опыта
Температура хранения
Атмосфера, способ обработки
0,5.1,0 оС
1,0.1,5 оС
1,5.2,0 оС
3,0.3,5 оС
ОА (02=21 %, С02=0,03 %) контроль
РА (02=1,2-1,5 %, С02=1,2-1,5 %) _контроль_
РА (02=0,8...1,0 %, С02=0,8...1,0 %) контроль
0А (02=21 %, С02=0,03 %) + Фитомаг
РА (02=1,2.1,5%, С02=1,2...1,5%) + Фитомаг
РА (02=0,8.1,0 %, С02=0,8...1,0 %) + Фитомаг
Рис. 1. Схема опыта по хранению плодов яблони.
повышение концентрации этилена активирует синтез в кутикуле кожицы плодов а-фарнезена и накопление продуктов его окисления (КТ281), вызывающих развитие заболевания плодов многих сортов яблони [3, 5, 7].
Один из дополнительных приемов, способствующих снижению потерь от многих физиологических заболеваний (в том числе загара, разложения от старения, мокрого ожога) и сохранению качества продукции (твердость, сочность, свежесть), - послеуборочная обработка плодов ингибитором биосинтеза этилена 1-метилциклопропеном (препарат «Бта1^гес11», США; Фитомаг, Россия). Применение ингибитора биосинтеза этилена в сочетании с широко используемыми способами хранения (ОА, РА и ее модификации) во всех зонах мирового промышленного садоводства обеспечили экономически значимое повышение эффективности хранения плодов яблони [2, 5, 8]. Однако, было установлено, что у некоторых сортов/партий плодов, чаще раннего срока съема, обработка 1-МЦП усиливает проявления внешних СО2-повреждений, побурение кожицы в области плодоножки, бронзоватость покровных тканей, подкожной пятнистости, а у партий позднего срока съема - снижает эффективность защиты плодов от загара, мокрого ожога, разложения от старения, а также гарантии сохранения товарных качеств, что требует высокоточной дифференциации факторов хранения и условий обработки ингибитором этилена применительно к объекту.
Цель исследования - создание высокоточных сортовых технологий управления качеством плодов яблони при хранении и доведении до потребителя, обеспечивающих продление сроков хранения при максимальном сохранении исходного качества продукции.
Условия, материалы и методы. Исследования выполнены в 1987-2018 гг. на базе ФГБНУ «ФНЦ им. И.В. Мичурина» (Тамбовская обл.), ЗАО «15 лет Октября», ОАО «Агроном-Сад» (Липецкая обл.), ООО «Сад Гигант» (Краснодарский край), ООО
«Сады Баксана» (Кабардино-Балкария) и др. Использовали плоды основных районированных и перспективных сортов яблони южной зоны садоводства (ЮФО, СКФО) и ЦФО - 26 и 17 сортов соответственно. Плоды снимали в оптимальные сроки, ориентируясь на следующие величины показателей, отражающих физиологическое состояние плодов: этилен - 0,1...1,0 ррт, индекс ЙКП - 2...4 балла (по 8-балльной шкале) [1, 2]. Через сутки после съема часть плодов обрабатывали препаратом «Фитомаг». Продукцию закладывали на хранение при четырех температурных режимах, в условия ОА и РА с различным содержанием О2 и СО2, всего 24 варианта (рис. 1).
Содержание эндогенного этилена определяли га-зохроматографически [9], а-фарнезена и продуктов его окисления (КТ281) в кутикуле кожицы плодов - спектрофо-тометрически [10], твердость мякоти плодов измеряли пенетрометром FT-327 с плунжером для яблок.
Использовали комплексный подход к изучению качества плодов по общепринятым методам проведения эксперимента [11].
Результаты и обсуждение. Генотипические особенности сорта - один из основных факторов, определяющий восприимчивость плодов изученных сортов к присущему только им набору заболеваний и повреждений, вызванных неблагоприятными условиями предуборочного и послеуборочного периода [1]. В результате многолетних исследований и широкой производственной проверки при разных условиях хранения выявлены основные заболевания и повреждения, обусловливающие экономически значимое снижение качества плодов яблони сортов ЮФО, СКФО и ЦФО, занимающих ведущие места в структуре производства садоводческих предприятий (табл. 1). Из 43 изученных сортов и клонов 65 % поражались загаром, 60 % подкожной пятнистостью, ухудшение качества плодов большинства изученных сортов также связано с их интенсивным созреванием и снижением твердости при хранении и, особенно, в процессе доведения до потребителя.
Механизмы поражения плодов основными видами физиологических заболеваний различны, однако есть и общие закономерности: восприимчивость к каждому из них в различной степени зависит от минерального, гормональ-
Содержание
Соотношение
N>50.60
Са=5...7
Мд=3...5
К=90...120
Р=9...12
в=2..5
2п=0,2...1,8
Си=0,4...3,4
Мп=0,3...0,5
N
Са
<25
К+Мд
Са
<10
Са Мд
>1
Fe=0,5...3,5
В=1,0...5,0
Рис. 2. Значения показателей, определяющих оптимальную степень зрелости и высокий потенциал лежкоспособности плодов при хранении.
мг/100г с.м.
мг/кг с.м.
Таблица 1. Основные заболевания и другие причины потери качества плодов яблони при хранении в условиях ОА и РА*
Сорт
| Заболевания и другие причины потери качества плодов
Айдаред
Бреберн Гала
Голден Делишес Гренни Смит
Джонаголд Корей
Моргендуфт
Моди ПинкЛеди Пинова
Ред Делишес и его клоны*
Ренет Симиренко
Старкрымсон
Топаз
Флорина
Фуджи
Чемпион Эльстар
Антоновка обыкновенная
Богатырь
Беркутовское Ветеран
Жигулевское
Куликовское Лобо
Лигол
Мартовское
Мекинтош
Память Мичурина
Ренет курский зол
Россошанское
пол.
Северный синап Синап орловский Спартан Хани Крисп
Сортимент ЮФО, СКФО
СО2-повреждения кожицы, подкожная пятнистость, разложение от старения, загар, низкотемпературное побурение мякоти Внутреннее СО2-побурение, подкожная пятнистость, загар Подкожная пятнистость, разложение от старения, побурение сердцевины, потеря твердости, увядание Увядание, подкожная пятнистость, «бронзоватость кожицы» побурение кожицы от старения, СО2-повреждения кожицы, загар, потеря твердости, антракноз
Загар, подкожная пятнистость, внутренние и внешние СО2-повреждения, солнечный ожог, стекловидность, потеря цвета, маслянистость кожицы
Загар, подкожная пятнистость, разложение от старения, гниль сердечка, потеря твердости, маслянистость кожицы СО2-ожог кожицы, подкожная пятнистость, загар, «бронзова-тос2ть кожицы»
Загар, подкожная пятнистость, разложение от старения, СО2-ожог кожицы 2
Гниль сердечка, загар, маслянистость кожицы, альтернариоз Загар, подкожная пятнистость
Маслянистость кожицы, увядание, загар, СО2-ожог кожицы, стекловидность 2
Загар, подкожная пятнистость, разложение от старения, сте-кловидность, СО2-ожог кожицы, гниль сердечка, солнечный ожог, потеря твер2дости
Загар, подкожная пятнистость, разложение от старения, СО2-ожог кожицы, антракноз 2
Загар, подкожная пятнистость, разложение от старения, СО2-ожог кожицы 2
Некроз у плодоножки, разложение от старения, потеря твердости разложение от старения, подкожная пятнистость, гниль сердечка стекловидность, побурение мякоти от старения, подкожная пятнистость, загар, гниль сердечка, солнечный ожог, внутренние и внешние СО2-повреждения, потеря твердости Потеря твердости, некроз у плодоножки, подкожная пятнистость, разложение от старения
потеря твердости, разложение от старения, подкожная пятнистость
Сортимент ЦФО Загар, мокрый ожог, низкотемпературное разложение, побуре-ние сердцевины от старения, разложение от старения, потеря твердости
Загар, гниль, СО2-ожог кожицы, подкожная пятнистость, мокрый ожог, разложение от старения Загар, СО2-ожог кожицы
Загар, раз2ложение от старения, потеря твердости, маслянистость кожицы
Разложение от старения, побурение сердцевины от старения, СО2-ожог кожицы, стекловидность, амбарная парша Загар, разложение от старения, потеря твердости Потеря твердости, мокрый ожог, СО2-ожог кожицы, побурение сердцевины от старения, увядание 2 Подкожная пятнистость, СО2- ожог кожицы, загар Загар, мокрый ожог, низкотемпературное разложение, побурение сердцевины, маслянистость кожицы, потеря твердости Загар, СО2-повреждения, разложение от старения, побурение сердцевины, потеря твердости
Загар, подкожная пятнистость, СО2-повреждения, побурение сердцевины, разложение от старения Загар, увядание
амбарная парша, загар, подкожная пятнистость, разложение от старения, СО2-повреждения, побурение сердцевины, Загар, подкожная пятнистость Загар, подкожная пятнистость, СО2-повреждения Побурение сердцевины от старения, разложение от старения подкожная пятнистость, мокрый ожог, низкотемпературное разложение, низкотемпературное побурение сердцевины и мякоти, внутренние и внешние СО2- повреждения, подкожная пятнистость._
*клоны сорта Ред Делишес - Ред Чиф, Суперчиф Сандидж, Эрован, Джеромин, Ред Кап, Ред Велокс.
ного и биохимического (антиоксидантного) баланса, а также физиологического состояния плода [1, 2, 3].
На основе обобщения результатов собственных многолетних исследований и анализа литературных источников выявлены физиолого-биохимические (рис.
2), производственные и биологические (рис. 3) показатели, а также их параметры, определяющие возможность съема плодов в оптимальные сроки, при которых они имеют высокие товарные качества, высокую устойчивость к заболеваниям и повреждениям при хранении [2].
Существенные отклонения (5 % и более) от указанных параметров значительно увеличивают вероятность возникновения расстройств в послеуборочный период.
Комплексное использование показателей, отражающих потенциаллежкоспособности и степень зрелости яблок, дает возможность объективно распределить выращенный урожай плодов на партии разного срока хранения (длительный, средний, краткий), для каждой из них определить максимально эффективную технологию, принимать обоснованные решения о целесообразности их послеуборочной обработки препаратом Фитомаг. При этом необходимое условие эффективного хранения плодовой продукции - обеспечение однородности партий плодов по степени зрелости и товарным качествам.
Экзогенные факторы (Т, СО2, О2) могут значительно снизить интенсивность дыхания и созревания плодов (выделения этилена), что обеспечит сохранение(замедленное снижение) качества, устойчивость (низкий уровень потерь) кнекоторым физиологическим заболеваниям,увеличение продолжительности хранения продукции. Но они также могут спровоцировать появление характерных низкотемпературных (низкотемпературное разложение, мокрый ожог, побурение мякоти и сердцевины) и низкокислородных (низкокислородное разложение, побурение мякоти и сердцевины) заболеваний, поверхностных (ожог) и внутренних СО2-повреждений (каверны, побурение мякоти и сердцевины), усилить проявления расстройств, вызванных предуборочными факторами [2].
Доказано, что в условиях ОА пониженная температура хранения на ограниченном временном промежутке (в зависимости от сорта и др.) сдерживает процессы старения (разложение, побурение мякоти и сердцевины), обеспе-
Показатели, соответствующие плодам высокого товарного качества, с высокой устойчивостью к заболеваниям и повреждениям при хранении
оптимальная ежегодная урожайность (50...70 т/га - для насаждений южной, 30...40 т/га - для средней зоны садоводства)
сдержанный рост побегов (20.30 см)
размер, окраска, форма плодов - типичные для сорта
сбалансированное содержание (Са=5...7, Мg=3...5, К=90...120 мг%) и оптимальное соотношение макро- и микроэлементов в составе плодов (К+1У^/Са<10, Са/1У^>1)
достаточный уровень содержания антиокислительных соединений в кожице (не менее 700 мг/100 г с. м.), интенсивная покровная _окраска кожицы - для окрашенных сортов_
плодов препаратом Фитомаг в условиях средней зоны до 2.3 суток, в южной - до 3.5 суток соответственно [2].
Следует отметить, что мониторинг качества плодов в послеуборочный период - важный элемент оптимизации сроков и параметров хранения плодов, который приобретает исключительное значение в крупных агрохолдингах, в которых объем хранения достигает 25.50 тыс. т и более (150 камер и более, с набором сортов 10 и более), имеющих различный исходный потенциал лежкоспособности и, соответственно, разные эффективные сроки хранения.
В результате многолетних исследований выявлены критериальные показатели и их уровни, соответствующие высокомукачеству плодов при хранении и обеспечивающие сохранение качества (в том числе устойчивость к заболеваниям) при доведении до потребителя (рис. 4) [2].
Рис. 3. Показатели и их параметры, соответствующие плодам высокого товарного качества, с высокой устойчивостью к заболеваниям и повреждениям при хранении.
чивает сохранение твердости, но провоцирует появление загара [5, 8, 12], что сужает возможности эффективного использования этого способа хранения.
В условиях РА низкий уровень кислорода и повышенный - углекислого газа ингибируют созревание (биосинтез этилена), обеспечивают сохранение качества (твердости), способствуют снижению потерь от подкожной пятнистости, влияют на развитие загара. Установлено, что эффективные для ингибирования заболевания уровни СО2 и О2 могут провоцировать низкокислородные и СО2-повреждения. Кроме того, низкая температура и замкнутая (герметичная) атмосфера хранения могут инициировать и усиливать проявления загара, мокрого ожога и других повреждений кожицы, по сравнению с ОА. Полученные в последние годы данные, указывают на возможное влияние на развитие заболеваний летучих соединений в атмосфере хранения (этилен, а-фарнезен и продукты его окисления и др.) [3], что подтверждает целесообразность контроля при разработке инновационных технологий хранения продукции и этих показателей.
Эффективность хранения может быть повышена при квалифицированном использовании послеуборочной обработки плодов ингибитором биосинтеза этилена. 1-МЦП сглаживает отрицательные проявления различных способов хранения (ОА, РА) и умножает вероятность сохранения высокого рыночного качества плодов, что обеспечивают следующие свойства ингибитора: он связывает рецепторы этилена в растительной ткани, увеличивает период хранения яблок благодаря подавлению синтеза гормона, ингибирует накопление а-фарнезена и коньюги-рованных триенов, обеспечивает снижение потерь от загара, низкотемпературных повреждений и заболеваний, связанных со старением [2, 8, 13], повышает индукцию пектин-метил-эстеразы, способствуя сохранению твердости плодов, но снижая общий уровень накопления анти-оксидантов [5, 14], что может усилить развитие внешних СО2-повреждений и других повреждений кожицы. Тем не менее, плоды сортов с высокой восприимчивостью к загару могут поражаться заболеванием.
Эффективность обработки плодов «Фитомагом» зависит от сорта, степени зрелости, комплекса предуборочных факторов, сроков загрузки и обработки, условий и продолжительности хранения [3, 5, 12].
Установлено, что большинство сортов средней зоны садоводства, по сравнению с сортами южных регионов, отличаются высокой интенсивностью накопления этилена (созревания), что сокращает эффективные сроки обработки
Показатели, соответствующие высокому качеству плодов _при хранении и доведении до потребителя_
экзогенное содержание этилена в камерах - не более 5 ррт
эндогенное содержание этилена в плодах сортов южной и средней зоны садоводства < 5 ррт и < 10 ррт соответственно
твердость плодов - 6.10 кг/см2
содержание конъюгированных триенов КТ281 (для загарных сортов) - 7.10 нмоль/см2
отсутствие загара и других заболеваний и повреждений плодов (подкожная пятнистость, разложение)
Рис. 4. Критериальные показатели соответствующие высокому качеству плодов при хранении.
Отклонение от установленных уровней, появление заболеваний указывает на ухудшение качества, либо на повышение рисков его снижения, что требует корректировки параметров хранения и планов реализации плодов.
Дополнительные, но очень важные маркеры оценки качества - органолептические характеристики плода (внешний вид, консистенция и сочность мякоти, вкус, аромат и др.), которые влияют на обоснование сроков хранения и цены реализации продукции.
Продемонстрируем на примере сортов Ред Чиф и Синап Орловский возможности использования критериальных показателей для обоснования сроков хранения плодов по разным технологиям.
Сведения о содержании эндогенного этилена, КТ281, твердости, потерях от загара при доведении до потребителя объективно отражают физиологический статус плодов в послеуборочный период (4, 6, 8 месяцев хранения), что служит основанием выбора (ограничения) сроков хранения продукции (табл. 2). При использовании технологий ОА (контроль, Т =0,5.1 оС), ОА+Фитомаг (Т=0,5.1 оС), РА (контроль, Т=0,5.1 оС, СО2 и О2=1,2.1,5 %), РА+Фитомаг (Т=0,5.1 оС, СО2 и О2=1,2.1,5 %) для плодов сорта Ред Чиф они составляют до 3,5; 6; 0 (не рекомендуется) и 8 месяцев хранения соответственно, для плодов сорта Синап Орловский - до 3; 6; 0 (не рекомендуется) и 8 месяцев хранения. Аналогичный алгоритм использовали при определении эффективных сроков хранения 43 изучаемых сортов в разных условиях.
Как было отмечено, плоды большинства изученных сортов проявляют восприимчивость к присущему только им набору заболеваний и повреждений, что усложняет подбор оптимальных параметров. При этом высокоточные технологии хранения предполагают использование
Таблица 2. Влияние технологий и сроков хранения на содержание критериальных показателей плодов сортов Ред Чиф и Синап Орловский (2015-2017 гг.)
Ред Чиф Синап Орловский
Технология Срок этилен, КТ281, твердость, загар+ этилен, КТ281, твердость, загар+
ppm нмоль/см2 кг/см2 7 дней*, % ppm нмоль/см2 кг/см2 7 дней, %
ОА 4 86,2 14,7 4,9 10,6 173,6 14,2 5,0 30,3
(контроль) 6 8 122,3 19,2 4,0 20,2 120,4 21,6 4,3 40,8
ОА+ 4 2,7 4,2 6,4 0,3 7,6 6,2 6,2 0,3
1-МЦП 6 8 4,2 6,2 5,9 1,0 9,8 10,3 5,1 2,5
РА 4 52,6 16,2 6,5 20,8 107,6 18,2 6,4 40,2
(контроль) 6 8 104,2 28,4 6,0 40,3 140 28,4 5,3 80,6
РА+ 4 0,7 3,2 7,4 0,1 3,2 3,6 6,4 0,3
1-МЦП 6 4,2 3,9 7,2 1,0 6,4 4,2 6,4 2,0
8 9,6 5,3 6,6 1,5 8,6 9,0 6,2 4,6
нср05 4 — 2,4 0,9 — — 2,2 0,6 —
6 — 2,7 0,7 — — 2,5 0,4 —
* - потери от загара после хранения + 7 дней хранения в условиях доведения до потребителя при Т=18...20 оС («жизнь на полке»).
активных факторов воздействия на плод в максимально выверенном и физиологически обоснованном для сорта диапазоне. Их задача - максимальное ингибирование интенсивности дыхания без нарушения обмена веществ и развития характерных заболеваний.
В результате многолетних исследований (при 4 температурных режимах в сочетании с различным составом атмосферы) и производственной проверки для 26 сортов в ЮФО и СКФО, а также 17 сортов в ЦФО выявлены оптимальные температурные режимы, уровни содержания
О2 и СО2!
эффективная продолжительность хранения плодов, обеспечивающие устойчивость либо минимизацию потерь от низкотемпературных, низкокислородных заболеваний, внешних и внутренних СО2-повреждений плодов, максимальное сохранение качества при хранении и доведении до потребителя (табл. 3).
Показано, что эффективное хранение (без рисков появления расстройств) плодов сортов Антоновка обыкновенная, Мартовское, Мекинтош, Хани Крисп обеспечивается при более высоких температурах (2,0.3,5 оС), для
Таблица 3. Рекомендуемые условия и сроки хранения плодов яблони при использовании различных технологий хранения
Сорт
Условия хранения
Т, oC
О,, %
СО,, %
ОА (контроль)
Технологии и сроки хранения, мес.
ОА+ 1-МЦП
РА
(контроль)
РА+ 1-МЦП
Айдаред 2,0
Бреберн 1,0...1,5
Гала 1,0...1,5
Голден Делишес 0,5...1,0
Гренни Смит 0,5...1,0
Джонаголд 0,5...1,0
Корей 0,0...1,0
Моргендуфт 1,0...1,5
Моди 1,5...2,0
Пинк Леди 0,5...1,0
Пинова 1,0...2,0 Ред Делишес и его клоны** 0,5...1,0
Ренет Симиренко 1,0...1,5
Старкрымсон 1,0...1,5
Топаз 1,0...1,5
Флорина 1,0...1,5
Фуджи 1,5...2,0
Чемпион 1,5...2,0
Эльстар 1,2...1,5
Антоновка обыкновенная 3,0...3,5
Богатырь 1,5...2,0
Беркутовское 0,5...1,0
Ветеран 0,5...1,0
Жигулевское 0,5...1,0
Куликовское 0,5...1,0
Лобо 1,5...2,0
Лигол 1,0...1,5
Мартовское 3,0...3,5
Мекинтош 2,0...2,5
Память Мичурина 0,5...1,0
Ренет курский золотой 0,5...1,0
Россошанское полосатое 0,5...1,0
Северный синап 0,5...1,0
Синап Орловский 0,5...1,0
Спартан 1,0...1,5
Хани Крисп_2,5...3,5
Сортимент ЮФО, СКФО
1,2...1,5 1,2..
1,2...1,5 1,2...1,5 0,8...1,2 1,2...1,5 1,2...1,5 1,2...1,5 1,2...1,5 1,2...1,5 1,2...1,5 1,2...1,5 1,2...1,5 1,2...1,5 1,2...1,5 2,0...2,5 1,5...2,0 1,2...1,5 1,2...1,5
1,2.. 1,2.. 0,8.. 1,2.. 1,2.. 2,0.. 1,0.. 1,2.. 1,2.. 1,2.. 1,2.. 1,2.. 1,2.. 0,8.. 1,2.. 1,2.. 2,0..
1,2...1,5 1,2...1,5 1,2...1,5 1,2...1,5 1,2...1,5 1,5...2,0 2,0...2,5 1,2...1,5 1,2...1,5 1,2...1,5 1,2...1,5 1,2...1,5 1,2...1,5 1,2...1,5 1,2...1,5 1,2...1,5 не рек.
Сортимент ЦФО
1,2.. 1,2.. 1,2.. 1,2.. 0,8.. 2,0.. 1,2.. 1,2.. 1,2.. 1,2.. 1,2.. 1,2.. 1,2.. 1,2.. 1,2.. 1,2..
1,5
1,5 1,5 1,0 1,5 1,5 2,5 1,2 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,2 1,5 1,5 3,0
3,0...4,0 3,0...4,0 2,0...3,0 2,5...3,5 1,5...2,5 2,5...3,5 3,0...4,0 2,0...3,0 3,0...4,0 3,0...4,0 3,0...4,0 2,5...3,5 2,5...3,5 3,0...3,5 2,0...3,0 2,0...3,0 2,5...3,0 2,0...3,0 2,0...3,0
1,5 1,5 1,5 1,5 1,0 2,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5
не рек.
до 1,0 до 3,5 2,5...3,0 3,0...3,5 2,5...3,0 2,5...3,0 3,0...3,5 3,5...4,0 до 1,5 3,0...3,5 до 3,0 3,0...3,5 3,0...3,5 3,0...3,5 2,0...3,0 3,0...4,0 4,0...5,0
5,0...6,0 6,0...7,0 4,0...5,0 5,0...6,0 5,0...6,5 4,0...5,0 5,0...6,0 4,0...5,0 4,0...5,0 5,0...6,0 4,5...5,5 5,0...6,0 5,0...6,0 4,0...5,0 4,0...5,0 4,0...5,0 5,0...6,0 4,0...5,0 4,0...5,0
2,5...3,0 6,0...7,0 5,0...6,0 5,0...5,5 4,5...5,5 4,0...5,5 5,0...6,0 5,0...5,5 5,0...6,0 4,5...5,5 4,0...5,0 5,0...6,0 5,0...6,0 6,0...7,0 5,0...6,0 5,0...6,0 7,0...8,0
5... 6 не рек.* 4... 5 6... 7 не рек. не рек.
5... 6 не рек.
5... 6 не рек.
5... 6 не рек. не рек. не рек. 4... 5 4... 5 не рек. не рек. 4... 5
не рек.
6... 7 не рек. не рек.
5... 6 не рек. 5... 6 5... 6 не рек.
5... 6 не рек. не рек. не рек. не рек. не рек.
5... 6 не рек.
7,0...8,0 не рек. 6,0...7,0 8,0...9,0 8,0...9,0 7,0...8,0 6,0...8,0 6,0...7,0 7,0...8,0 8,0...9,0 7,0...8,0 7,0...9,0 7,0...9,0 7,0...8,0 5,0...6,0 7,0...8,0 7,0...9,0 5,0...6,0 5,0...6,0
2,5...3,5 8,0...9,0 7,0...8,0 6,0...7,0 7,0...8,0 7,0...8,0 7,0...8,0 7,0...8,0 7,0...8,0 7,0...8,0 6,0...7,0 7,0...8,0 6,0...7,0 8,0...9,0 7,0...8,0 7,0...8,0 не рек.
*не рек. - не рекомендуется;
**клоны сорта Ред Делишес - Ред Чиф, Суперчиф Сандидж, Эрован, Джеромин, Ред Кап, Ред Велокс. Достижения науки и техники АПК. 2019. Т 33. № 2 _
порядок осуществления технологического процесса
для закладки на хранение используются насаждения с оптимальным _ежегодным урожаем и высоким качеством плодов_
не рекомендуется использовать плоды, снятые с малоурожайных, _сильнорастущих молодых насаждений_
плоды снимают в оптимальной степени зрелости
загрузка в камеры - не позднее, чем через 5 часов после уборки
в каждую камеру закладываются плоды одного помологического сорта, однородные по качеству и степени зрелости
сроки загрузки одной камеры не должны превышать 3.5 суток
загрузка камер несколькими сортами, как исключение, допускается при условии что плоды снимаются в одни сроки, обладают одинаковой интенсивностью _выделения этилена, совместимы по условиям и срокам хранения_
после загрузки камеры и температуре (плодов) не выше 12 оС _проводится их обработка препаратом «Фитомаг»;_
концентрация активного компонента (1-МЦП) в атмосфере - 0,5.1,0 ррт (в зависимости от сорта)
эффективные сроки обработки плодов сортов средней и южной зоны садоводства 1.3 и 3.5 суток после съема, соответственно
длительность обработки - 24 ч
охлаждение плодов до температуры, рекомендуемой для сорта
доведение состава атмосферы до рекомендованного для сорта уровня
поддержание содержания СО2 в камерах на протяжении 1.1,5 месяцев в пределах _0,8.1 %, в последующий период - на рекомендованном для сорта уровне
мониторинг качества плодов при хранении, определение сроков _реализации продукции_
Рис. 5. Порядок осуществления технологического процесса,
сортов Флорина, Фуджи, Лобо необходимо более высокое содержание кислорода (2,0.2,5 %), для сортов Гренни Смит, Флорина, Жигулевское - более низкое содержание углекислого газа (0,8.1,2 %), у сортов Бреберн, Хани Крисп возрастают риски внутреннего побурения тканей даже при минимальных (используемых в опыте) концентрациях СО2, по сравнению с другими изученными сортами.
Доказано, что сроки эффективного хранения зависят от сортовых особенностей и составляют для контрольных партий плодов в условиях ОА 1,0.4,0 месяца, наибольшей продолжительностью отличаются сорта Айдаред, Бреберн, Корей, Моргендуфт, Моди, Пинк Леди, Пинова, Лигол, Спартан; в условиях РА - 4,0.7,0 месяцев с наибольшей продолжительностью для сортов Голден Делишес и Богатырь, хранение в РА контрольных партий плодов сортов, восприимчивых к загару (65 % изученных сортов), не рекомендуется из-за высоких рисков развития заболевания.
Таким образом, даже использование высокоточных сортовых технологий хранения плодов яблони не обеспечивает их защиту от загара, кроме того, резкое снижение качества (твердости) при доведении продукции до потребителя отмечается у всех сортов.
Обработка препаратом Фитомаг обеспечивает увеличение сроков эффективного хранения плодов всех изучаемых сортов, по сравнению с контрольными партиями, только при использовании дифференцированных высокоточных режимов (см. табл. 3): в условиях ОА - до 4,0.7,0 месяцев (на 1,5.3,0 месяца) с наибольшими значениями у сортов Бреберн, Гренни Смит, Богатырь, Северный Синап, в условиях РА - до 6,0.9,0 месяцев, включая восприимчивые к загару сорта, хранение контрольных партий которых в РА не рекомендуется. Самая высокая продолжительность эффективного хранения по технологии РА+1-МЦП отмечена у сортов Голден Делишес, Гренни Смит, Пинк Леди, Ред Чиф, Ренет Симиренко, Фуджи, Богатырь, Северный Синап. Конкурентные преимущества технологий с исполь-
зованием 1-МЦП проявлялись в сохранении качества (твердость, сочность, свежесть, устойчивость кзаболеваниям, замедление разрушения хлорофилла в кожице плодов) и в период «жизни на полке».
Итогом многолетних исследований стала разработка высокоточных технологий хранения плодов яблони ОА (контроль), ОА+Фитомаг, РА (контроль), РА+Фитомаг, которые определяют условия, методы, параметры и порядок реализации технологического процесса (рис. 5) [2, 12]. Соблюдение указанного регламента - обязательное условие эффективности высокоточных технологий хранения плодов в ОА и РА.
Исходя из результатов собственных многолетних исследований и литературных данных, мы сформулировали задачи дальнейших исследований, решение которых позволит повысить эффективность хранения плодов яблони:
совершенствование высокоточныхтехнологий хранения как для изученных, так и для новых перспективных сортов яблони, определение минимально допустимых уровней содержания кислорода, обеспечивающих длительное хранение в РА без появления характерных заболеваний;
продолжение исследований по изучению влияния динамичной регулируемой атмосферы (ДРА, О2=0,4.0,6 %, СО2=0,8.1,2 %) для повышения устойчивости к загару и подкожной пятнистости, продлению сроков хранения в РА плодов яблони сортимента ЦФО с высокой восприимчивостью к заболеваниям;
проведение исследований и разработка высокоточной технологии хранения, обеспечивающей исключение или низкий уровень содержания этилена, фарнезена и продуктов его окисления в атмосфере хранения продукции (используя физико-химические методы), что будет способствовать повышению устойчивости к загару, продлению сроков хранения в РА плодов яблони сортимента ЦФО с высокой восприимчивостью к заболеванию, отличающихся высокой интенсивностью биосинтеза этилена (даже при обработке ингибитором);
разработка новой высокоточной технологии хранения, основанной одновременно на минимальном содержании СО2 и ультранизкой концентрации кислорода (0,8.1,2 %) в атмосфере хранения продукции для повышения устойчивости плодов яблони к подкожной пятнистости и СО2-повреждениям (внутренним и внешним).
Выводы. Разработаны высокоточные технологии управления качеством плодов в период хранения и доведения до потребителя, обеспечивающие продление сроков хранения при максимальном сохранении исходного качества продукции для 26 сортов ЮФО, СКФО и 17 сортов ЦФО: ОА (контроль), ОА+Фитомаг, РА (контроль), РА+Фитомаг. Выявлены оптимальные температурные режимы, уровни содержания О2 и СО2, условия обработки препаратом Фитомаг, обеспечивающие устойчивость либо
минимизацию потерь, вызванных «стрессовыми» факторами хранения. Эффективная продолжительность хранения плодов, обеспечивающая максимальное сохранение качества при хранении и доведении до потребителя (имеются исключения) при использовании технологий ОА (контроль) составляет 1.4 месяца, ОА+Фитомаг - 4.7 месяцев, РА (контроль) - 4.7 месяцев для 35 % изученных сортов и не рекомендуется для 65 % сортов (ввиду высоких рисков поражения плодов загаром), РА+Фитомаг - 6.9 месяцев.
Показатели, определяющие потенциал лежкоспособ-ности плодов при съеме (концентрация этилена, индекс ЙКП, твердость, содержание и соотношение минеральных элементов и др.) или в период хранения (концентрация этилена и продуктов окисления а-фарнезена - КТ281, твердость, восприимчивость к заболеваниям и др.), можно эффективно использовать при выборе технологий и сроков хранения либо корректировки параметров хранения и планов реализации продукции соответственно.
Литература.
1. Гудковский В. А. Система сокращения потерь и сохранения качества плодов и винограда: методические рекомендации. Мичуринск: ТППО «Пролетарский светоч», 1990. 120 с.
2. Гудковский В. А., Кожина Л. В., Назаров Ю. Б. Современные знания - основа управления качеством плодов яблони в период хранения и доведения до потребителя // Научно-практические основы ускорения импортозамещения продукции садоводства: материалы научно-практической конференции (8-10 сентября 2016 г.). Мичуринск: ООО «Тамбовский полиграфический союз», 2017. С. 113-137.
3. Современные технологии хранения и их влияние на качество плодов яблони/ В. А. Гудковский, Л. В. Кожина, Ю. Б. Назаров и др. //Достижения науки и техники АПК. 2016. Т. 30. № 9. С. 105-108.
4. Schräder L. E. et al. Effects of High Temperature and High Solar Irradiance on Sunburn, Quality, and Skin Pigments of Apple Fruit// IX International Symposium on Integrating Canopy, Rootstock and Environmental Physiology in Orchard Systems 903. 2008. Рр. 1025-1039.
5. Zanella A. Control of apple superficial scald and ripening -a comparison between 1-methylcyclopropene and diphenylamine postharvest treatments, initial low oxygen stress and ultra-low oxygen storage // PostharVest Biol. Technol. 2003. Vol. 27. Pp. 69-78.
6. Target metabolite and gene transcription profiling during the development of superficial scald in apple (Malus x domestica Borkh) / N. Busatto, B. Farneti, A. Tadiello, etc. // BMC plant biology. 2014. Vol. 14. No. 1. Pp. 193.
7. Ethylene and a-farnesene metabolism in green and red skin of three apple cultivars in response to 1-methylcyclopropene (1-MCP) treatment / E. Tsantili, N. E. Gapper, J. M. Arquiza, etc. // Journal of agricultural and food chemistry. 2007. Vol. 55. No. 13. Pp. 5267-5276.
8. Effect of DPA [Diphenylamine] and 1-MCP [1-methylcyclopropene] on chemical compounds related to superficial scald of Granny Smith apples / C. Moggia, M. Moya-León, M. Pereira, etc. // Spanish Journal of Agricultural Research. 2010. Vol. 8. No. 1. Pp. 178-187.
9. Ракитин В. Ю., Ракитин Л. Ю. Определение газообмена и содержания этилена, двуокиси углерода и кислорода в тканях растений // Физиология растений. Т. 33. Вып. 2. 1986. С. 403-413.
10. Морозова Н. П., Салькова Е. Г. Спектрофотометрическое определение содержания фарнезена и продуктов его окисления в растительном материале // Биохимические методы. М.: Наука, 1980. С. 107-112.
11. Программа и методика сортоизучения плодовых, ягодных и орехоплодных культур / под общ. ред. Е. Н. Седова, Т. П. Огольцовой. Орел: ВНИИСПК, 1999. 608 с.
12. Влияние генотипа сорта, сроков съема, загрузки камер и обработки плодов ингибитором биосинтеза этилена на степень развития загара / В. А. Гудковский, Л. В. Кожина, А. Е. Балакирев и др. // Вестник Мичуринского государственного аграрного университета. 2012. № 3. С. 119-127.
13. Streif J., McCormick R., Neuwald D. Haltbarkeit und Fruchtgualitat durch Fortschritte in der Lagertechnik verbessern: CA/ULO pur DCA pur oder mit MCP? Teil 1. // Besseres Obst. 2008. No. 8. Рр. 9-11.
14. Short anaerobiosis period prior to cold storage alleviates bitter pit and superficial scald in Granny Smith apples / E. Pesis, S. E. Ebeler, S. T. de Freitas, etc. // Journal of the Science of Food and Agriculture. 2010. Vol. 90. No. 12. Pp. 2114-2123.
High-Precision Technologies of Storage of Apple Fruits Is the Basis for Ensuring Their Quality: Achievements, Challenges for the Future
V. A. Gudkovsky1, L. V. Kozhina1, Y. B. Nazarov1, A. E. Balakirev1, R. B. Gocheva2
1I. V. Michurin Federal Scientific Center, ul. Michurina, 30, Michurinsk, Tambovskaya obl., 393774, Russian Federation 2000 «Sady Baksana», ul. Evgazhukova, 121, s. Islamei, Baksanskii r-n, Kabardino-Balkarskaya Respublika, 361520, Russian Federation Abstract. Fruit quality is an integral indicator of their competitiveness under market conditions. The purpose of our research was to develop high-precision varietal technologies for managing the quality of fruits during storage and bringing to the consumer, ensuring the extension of shelf life while maintaining the original quality of the product as much as possible. The studies were performed at the premises of I.V. Michurin Federal Scientific Center (Tambov region), ZAO "15 Let Oktyabrya", OAO "Agronom-Sad" (Lipetsk region), OOO "Sad-Gigant" (Krasnodar region), OOO "Sady Baksana" (Kabardino-Balkaria) in 1987-2018. We used the fruits of the main zoned and promising apple varieties from the southern and the central horticultural zones (43 varieties). A part of the fruits was treated with Phytomag preparation. Production was stored at four temperature regimes, under common air conditions (CA) and regulated air conditions (RA) with different O2 and CO2 contents. The content of ethylene, alpha-farnesene and products of its oxidation, fruit firmness, losses from diseases during storage and bringing to the consumer were determined. Variety genotype, conditions of cultivation and storage determine fruit susceptibility to many physiological diseases. High-precision technologies for fruit quality managing in the post-harvest period based on differentiation of storage factors (temperature, the content of CO2 and O2) and treatment with Phytomag in relation to the variety provided an absence or minimization of losses caused by "stressful" storage factors and maximum quality preservation. For CA (control) technologies, the duration of the effect was 1-4 months, for CA + Phytomag - 4-7 months, for RA (control) - 4-7 months for 35% of the studied varieties, and it was not recommended for 65% of varieties due to high risks of gas injury, for RA + Phytomag - 6-9 months. Indicators that determine the potential of storability of fruits during harvesting (ethylene concentration, iodine-starch index, firmness, the content and the ratio of mineral elements, etc.) and storage (concentration of ethylene and alpha-farnesene oxidation products, firmness, susceptibility to diseases, etc.) can be effectively used for choice of technologies and duration of storage; for adjustment of storage parameters and sales plans, respectively. Keywords: apple fruits; varieties; storage in common and regulated atmosphere; quality; physiological diseases; regimes and duration of storage.
Author Details: V. A. Gudkovsky, D. Sc. (Agr.), member of the RAS, head of division (e-mail: microlab-05@mail.ru); L. V. Kozhina, Cand. Sc. (Agr.), leading research fellow; Y B. Nazarov, Cand. Sc. (Agr.), senior research fellow; A. E. Balakirev, Cand. Sc. (Agr.), research fellow; R. B. Gocheva, technologist.
For citation: Gudkovsky V. A., Kozhina L. V., Nazarov Y B., Balakirev A. E., Gocheva R. B. High-Precision Technologies of Storage of Apple Fruits Is the Basis for Ensuring Their Quality: Achievements, Challenges for the Future. Dostizheniya nauki i tekhniki APK. 2019. Vol. 33. No. 2. Pp. 61-67 (in Russ.). DOI: 10.24411/0235-2451-2019-10215.
