Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Разработка элементов сортовой технологии выращивания листовой массы амаранта для пищевой промышленности

ВАК РФ 06.01.05, Селекция и семеноводство

Автореферат диссертации по теме "Разработка элементов сортовой технологии выращивания листовой массы амаранта для пищевой промышленности"

На правок рукописи

РАХИМОВ ВАЛИХАН МАРАТОВИЧ

РАЗРАБОТКА ЭЛЕМЕНТОВ СОРТОВОЙ ТЕХНОЛОГИИ ВЫРАЩИВАНИЯ ЛИСТОВОЙ МАССЫ АМАРАНТА ДЛЯ ПИЩЕВОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

Специальность 06.01.05-селекция и семеноводство

06.01.06-овощеводство

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Москва 2006

Работа выполнена во Всероссийском научно-исследовательском институте селекции и семеноводства овощных культур РАСХН в лаборатории семеноведения и интродукции, отделе физиологии и биохимии растений в период с 2000 по 2005 гт.

Научные руководители:

доктор сельскохозяйственных наук, профессор,

Заслуженный деятель науки РФ,

лауреат Государственной премии РФ в области

науки и техники, П.Ф. Кононков

доктор биологических наук,

лауреат Государственной премии РФ в области

науки и техники, М.С. Гинс

Официальные оппоненты:

доктор сельскохозяйственных наук, профессор Е. В.Мамонов

кандидат сельскохозяйственных наук, ст.н.с. В. А. Харченко

Ведущая организация: Российский университет дружбы народов

Защита состоится «_»_ 2006 г. в_ час. на заседании

диссертационного совета Д 220.019.01 во ВНИИ селекции и семеноводства овощных культур (143080, Московская область, Одинцовский район, п/о Лесной городок, пос. ВНИИССОК). Факс: (095) 599-22-77; E-mail: vniissok@maiI.ru

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ВНИИ селекции и семеноводства овощных культур.

Автореферат разослан« »_2006 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета Д 220.019.01

доктор сельскохозяйственных наук, профессор Ц 'N Е.Г. Добруцкая

/006 А

ш

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. В последний период в России в процессе интро-

дукции и селекции создан целый ряд сортов амаранта, включенных в Государственный реестр селекционных достижений, допущенных к производству. На базе листовой массы этих сортов создано новое поколение пищевых про-дукюв, характеризующееся повышенным содержанием биологически активных веществ и антиоксидантов, такие как натуральный пищевой краситель Амфикра, пищевая добавка Амвита, чай байховый (черный и зеленый с листьями амаранта), биологически активная добавка к пище Амарантил и другие. Поэтому назрела необходимость в разработке элементов технологии возделывания листовой массы амаранта в качестве сырья для пищевой промышленности.

Цель и задачи исследований. Целью настоящей работы является разработка элементов сортовой технологии выращивания листовой массы амаранта и технологии ее переработки.

В соответствии с целью работы были поставлены следующие задачи:

1. изучить способы посева и сроки посева, обеспечивающие конвейерное поступление листовой массы амаранта для ее переработки;

2. исследовать влияние минеральных удобрений на урожайность листовой массы амаранта в условиях Подмосковья;

3 изучить динамику содержания амарантина в листьях сорта Валентина во всех ярусах с целью выявления более продуктивных ярусов по этому показателю в качестве критерия для сбора урожая листьев;

4 изучить выход воздушно-сухой массы листьев амаранта в течение всего периода их заготовки с целью создания исходных показателей при планировании производства сырья для пищевой промышленности.

Научная новизна исследования. Разработаны новые элементы сортовой технологии выращивания листовой массы амаранта с высоким содержанием биологически активных веществ и антиоксидантов в условиях Нечерноземной зоны. Выявлена динамика содержания амарантина и друшх биологически активных веществ в листьях сорта Валентина во всех ярусах. Изучена динамика выхода воздушно-сухой массы листьев амаранта в течение всего периода вегетации растений. Впервые использован электронный высевающий аппарат сеялки «Клен» для высева семян амаранта.

Практическая значимость работы. На основе проведенных исследований предложены принципиальные элементы сортовой технологии выращивания листовой массы амаранта в качестве сырья для пищевой промышленности

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы были представлены на IV Международной научно-практической конференции "Интродукция нетрадиционных и редких с/х растений" (Ульяновск, 2002 г); па V и VI Международных симпозиумах «Новые и нетрадиционные растения и перспектива их использования» (Пущино, 2003 и 2005

г.г.)

»»ОС НАЦИОН/ ,. Ч/ БНКлиптск

»*> f

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 8 работ, в том числе в журналах «Картофель и овощи», «Вестник Российского университета дружбы народов», в трудах ВНИИССОК и других изданиях.

Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, обзора лше-ратуры, методов исследования, результатов, заключения, выводов и списка литературы. Объем основного текста составляет 103 страницы, включает 21 таблицу, 9 рисунков. Список использованной литературы состоит из 79 работ отечественных и 33 зарубежных авторов и 3 приложений.

1. ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ.

Во введении обоснована актуальность темы диссертации, определены цель и задачи исследоватгия, показана научная и практическая значимость.

В обзоре литературы представлены основные сведения по истории введения в культуру, систематике и морфологии амаранта, росту, развитию и практической значимости этого растения. Проанализированы требования амаранта к условиям внешней среды (теплу, свету и влаге), а также к почвенным факторам и удобрениям. Дан обзор проблемы интродукции амаранта в России и изложены особенности приспособления амаранта к почвенно-климатическим факторам в новых регионах возделывания.

Рассмотрена проблема листовой биомассы амаранта как источника биологически активных веществ и обсуждены перспективы ее использования в создании нового поколения пищевых продуктов.

2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.

Объектом исследования являлись в основном сорта амаранта Кизлярец, Валентина, Крепыш, Дон Псдро и частично соортообразць: других видов амаранта из коллекции ВНИИССОК - 25 сортообразцов, относящихся к 7-ми ботаническим видам. Размер делянок и схемы посева осуществляли по ОСТ 4671-78 (делянки и схемы посева в селекции, сортоиспытании и первичном семеноводстве овощных культур.) Всхожесть семян определяли по национальному стандарту России (ГОСТ Р 52171-2003 ) Определение влажности ссмятг по ГОСТ 12041-82, массу 1000 семян по ГОСТ 12042-80. Определение влажности листьев амаранта по ГОСТ 13496-3-70.

Фенологические наблюдения и морфологические учеты и промеры проводились в соответствии с методическими указаниями по изучению зеленных культур, разработанных в ВИРе.

Изучение способов производственных посевов амаранта проводилось при посеве овощными сеялками семенами смешанными с песком и сеялками точного высева (с электронными высевающими аппаратами на сеялке «Клен»).

Определение содержания пигментов - амарантина, хлорофиллов а и Ь, каротипоидов в листьях амаранта проводили по общепринятым в биохимии методикам, для чего сушеные листья амаранта измельчили на кофемолке. Навеска листьев заливается 10 мл 96 % этанола в бюксс с притертой крышкой и оставляют до полной экстракции зеленых пигментов. Затем окрашенный раствор аккуратно сливают и измеряют коэффициент поглощения (А) при еле-

дующих значениях длины волны: 665 нм, 649 нм, 470 нм. Содержание пигментов рассчитывают по формулам: Хлорофилла а

С = 13,95 хАй65- 6,88 ХА649 (1)

Хлорофилла Ь

С = 24,96 х А649 - 7,32 х Л665 (2)

Каротиноидов

221000 х А470 - 2,05 х А 665-1 14,8 Ат

^ 245 К '

Оставшийся в бюксе красный осадок заливают 10 мл воды, экстрагируют и измеряю! на спектрофотометре оптическое поглощение при длине волны 537 нм. Количество амарантина определяют по формуле: А х У х М

° ЕхР ™

Где С - количество определенного пигмента

А - оптическое поглощение при указанной длине волны У - объем пробы, мл Р - масса образца

Е - коэффициент молярной эксткгнкции 5,66 х 10

Статистическую обработку данных проводили с использованием статистического паке!а ЯТА"ШТ1СА 6.0 для ПЭВМ

3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Первым этапом работы явилось исследование элементов технологии возделывания, в частности механизированных способов сева, обеспечивающих высокую урожайность листостебельной массы амаранта. Для чего испытание проводилось на двух сортах амаранта: Кизлярец - сорта семенного и силосного направления и Валентина - сорта овощного и техническою направления использования.

3.1. Испытания механизированных способов сева амаранта.

Экспериментальными исследованиями установлено, что в среднем оптимальная площадь питания одного растения амаранта составляет 0,21 м (70 см между рядами и 30 см между растениями в грядке). В этом случае густота стояния составляет округленно 50 тысяч растений на 1 га. При выращивании амаранта на урожайность листовой массы используется также площадь питания одного растения амаранта 0,13 м или около 72 тысяч растений на 1 га (при ширине междурядий 45 см и 30 см между растениями в рядке).

Масса 1000 семян амаранта колеблется в среднем в пределах от 0,48 до 0,56 граммов. Следовательно, при идеальных условиях на 1 га требовалось бы от 25 до 36 граммов семян при 100 процентной полевой всхожести Однако полевая всхожесть значительно огличаехея от лабораторной всхожести и колеблется у разных сельскохозяйственных культур в пределах от 30 до 70 процентов. Поэтому необходимо делать поправку на полевую всхожесть при определении нормы высева на 1 га.

Кроме того, для такой мелкосемянной культуры как амарант необходимо выявить способы посева исходя из имеющейся техники Поэтому при использовании овощных сеялок необходимо установленную норму высева ссмян, например, 1 ю семян амаранта смешать с 1 кг просеянного песка или просеянных древесных опилок При наличии сеялок точного высева, с -электронными высевающими аппаратами, рассчитывают количество необходимой густоты стояния растений с учетом междурядий и расстояний между растениями в рядке и исходя из этого определяют количество штук семян на 1 погонный метр рядка.

Исходя из изложенного, нами были проведены опыты по способам сева амаранта распространенными овощными сеялками и сеялками «Клен» с электронными высевающими аппаратами точного вьтсева. Результаты испытаний г гриведены в таблице 3.1.1.

Таблица 3.1.1.

Урожайность листостебельной массы амаранта при уборке на силос в зави-

симости от способов сева в производственных условиях

Место выращивания, сорт и год Фактическая норма высева в млн всхожих семян на 1 га Площадь посева, га Урожайность листостебельной массы, т/га

Деревня Ромашково Одинцовского района Посев овощной сеялкой, норма высева 1 кг семян (Посев в первой декаде июня 2000 I )

Сорт Кизлярец 2 млн семян на 1 га 2 70,5

Сорт Валентина 2 млн семян на 1 га 2 31,0

Чакры юе Акционерное общество Агрофирма «Подмосковное» Раменского района Московской области, Бояркинское отделение. Посев в первой декаде июня 2001 года сеялкой «Клен», ширина междурядий 70 см, норма высева 100 штук семян па 1 погонный метр (электронным высевающим аппаратом точного высева)

Сорт Кизлярец 1,4 млн семян на 1 I а 20 46,0

Сор! Валентина 1,4 млн семян на 1 га 5 34,5

Необходимо отметить, что земельный участок в деревне Ромашково Одинцовского района расположен вблизи молочно-товарной фермы и конюшен, поэтому систематически хорошо заправлялся навозом и перегноем. На этом участке выращивались кормовые корнеплоды и картофель. Предшественником амаранта был картофель. В связи с чем урожайность листос гсбель-ной массы по сорту Кизлярец составила 705 центнеров с 1 га, а по сорту Валентна - 310 центнеров с 1 га.

Что касается земельного участка Бояркинского отделения Агрофирмы «Подмосковное» Раменского района, то он расположен на расстоянии 30 км 01 источника навоза, то есть молочно-товарной фермы Поэтому на этом уча-С1ке под предшествующую культуру (картофель) применялись преимущественно минеральные удобрения. Под амарант никаких удобрений не вносилось, однако урожайность листостебельной массы оказалась достаточно высокой, по сорту Кизлярец 460 ц/га, а по сорту Валентина - 345 ц/га.

Производственные опыты показали перспективность использования сеялок точного высева при возделывании культуры амаранта.

Кроме того, нами замечена интересная особенность культуры амаранта, связанная с историей возникновения этого растения. Например, в процессе одомашнивания и селекции человеком были созданы столовая, кормовая и сахарная свекла. За счет увеличения площади питания и последующего отбора были созданы сорта с крупным корнеплодом. Однако, в настоящее время, при загущенном посеве и несвоевременном прореживании невозможно получение не только крупных, но и более или менее товарных корнеплодов, так как происходит «стскание» корнеплодов и вырастает только грубый корень, как у дикорастущих дальних родичей. И такое наблюдается у мно!ИХ сельскохозяйственных культур. Что же касается амаранта, то у него наблюдается иная картина. После появления всходов часть растений, первыми оказавшиеся на поверхности почвы, превращаются в лидерные растения и быстро наращивают свою массу. Всходы, появившиеся позднее, достигнув 5-10 см в высоту как бы замирают, законсервируются и в таком состоянии могут находиться месяц - два не нанося ущерба росту и развитию лидерных растений. Но стоит только убрать (скосить) лидерные рас1ения, то сразу же выжидавшие условий маленькие растения быстро включаются в рост и начинается наращивание их биомассы и переход к генеративной фазе своего развития.

Таким образом, регулируя нормой высева, особенно при посеве сеялками точного высева, можно гарантировать получение высокого урожая амаранта без ручного и механизированного прореживания растений.

Необходимо отметить, что использование измельченной листосхебель-ной массы непосредственно на корм животным (крупному рогатому скоту и свиньям), а также птицам (куры) ее можно использовать при силосовании и производстве сенажа в сочетании с кукурузой и бобовыми травами (козлятником, клевером, люцерной, пшеничной соломой) и другими компонентами.

Однако для пищевой и перерабатывающей промышленности пригодны только более молодые листья, которые следует заготавливать в момент начала выбрасывания соцветия. Заготовке подлежат только листья верхней части растений (30-40 см), после чет наблюдается отавное отрастание, листья которых могут использоваться во втором и третьем укосах.

3.2. Динамика роста и накопления биомассы растениями амаранга в период ве(етации в условиях Подмосковья.

Исследования по динамике роста и накоплению биомассы растениями амаранта проводили на 25 красноокрашенных сортообразцах амаранта, различающихся по происхождению и комплексу хозяйственно ценных количественных и качественных признаков.

За период вегетации в 4 срока был проведен отбор проб по каждому образцу и проведен их анализ по 10 количественным признакам. Резулыаш исследования позволили выделить из культивируемых в условиях Подмосковья краснолистных видов амаранта три образца харак1еризующихся более высокой продуктивностью.

Исследования показали также, что разность максимальных и минимальных вариант изучавшихся признаков дает информацию о размахе генотипи-чсскою варьирования этих признаков в модельных популяциях; по всем при-

знакам размах изменчивости оказался очень большим, что свидетельствует о высоком генотипическом разнообразии сортообразцов.

Наибольший размах изменчивости признаков отмечен по показателям биомассы растения, стебля, листьев, корней; наименьший (но достаточно высокий) - по длине корней и высоте растения.

Выявленные биологические особенности культуры амаранта должны непременно учитываться не только при организации селекционного процесса, но и, особенно, при разработке агротехнической системы выращивания сортов разного направления использования.

3.2.1. Биология развития овощных форм амаранта и продуктивность их листовой массы в условиях Нечерноземья России. Общеизвестно, что амарант является альтернативной культурой сое, так как ареал сои в России очень ограничен из-за почвенно-климатических условий, необходимых для возделывания этой культуры. В то же время ареал амаранта, особенно овощных форм практически неограничен. Однако для каждого региона необходим подбор более соответствующих сортообразцов и разработка эле-менюв технологии возделывания на семена и на зеленую массу.

В исследованиях, проведенных в 2000 - 2005 годах в условиях Нечерноземья изучались, в основном, овощные формы амаранта. Общая продолжительность вегетациоштого периода растений амаранта в зависимости от сортообразцов составила 75...95 суток

Особенностью развития амаранта является медленный рост начальной фазы (в первые три декады после всходов высота растений 15. .16 см), а затем интенсивность роста значительно возрастает. Так, на 30 сутки от всходов среднесуточный прирост составлял 01 0,5 до 0,9 см; на 40 сутки - от 1 до 1,5 см; на 50 сутки - от 3 до 3,3 и 60 сутки - от 3,0 до 3,1 Наибольший среднесу-ючный прирост 3,0 ..3,3 см отмечен в 5.. 6 декаде, а затем по мере формирования генеративных органов, этот показатель снижается. На 60 сутки после всходов высота растений составляла 95.. .99 см, но прирост остался на уровне 50 суток(3,0...3,1 см).

Учет урожайности биомассы и полученных семян показал, что все свыше 60 % испытуемых образцов способны, в зависимости от погодных условий года, формировать семена в условиях Нечерноземья

Урожайность биомассы одного растения колебалась от 542 до 2488 граммов, масса метеяют растения от 230 до 687 граммов, а масса семян с 1 растения колебалась от 5 до 84 граммов, а у сорта Крепыш от 50 до 160 граммов. Таким образом, семенная продуктивность амаранта в зависимости от соргообразца колебалась от 250 до 4200 кг, а по сорту Крепыш в благоприятные годы от 2500 до 8000 кг, в пересчета на 1 га. Следовательно, имеются большие перспективы для селекции скороспелых форм амаранта в условиях Нечерноземья.

Еще большие перспективы имеются по урожайности биомассы амаранта в Подмосковье.

Эти предварительные исследования показали, ч I о в условиях Подмосковья можно возделывать растения овощных форм амаранха на листовую массу

и в отдельные годы (раз в три года) на семена, а культура амаранта может иметь большее практическое значение в сельском хозяйстве.

В связи с созданием нового пищевого натурального красителя Амфикра на базе листовой массы красноокрашенных форм амаранта и использованием зеленоокрашенных овощных форм амаранта для использования их в кулинарии (для бульонов, котлет, и дру[ их блюд) возникла необходимость выявления сортообразцов и разработка элементов технологии для повышения продуктивности их листовой массы.

Результаты исследований показали, что по высоте растений овощные формы характеризовались показателями в среднем от 50 до 113 см. Для сравнения укажем, что высота растений сортообразцов зернового и кормового направлений в этих же условиях колебалась от 150 до 170 см.

Наиболее высокая урожайность массы листьев амаранта с 1 растения наблюдалась при выращивании на площади питания 70 х 40 и 70 х 50 см), но урожайность массы листьев с 1 м2 значительно снизилась.

Урожайность массы листьев красноокрашенных овощных форм амаранта несколько ниже, чем у зеленоокрашенных форм, что обьясняется конкуренцией вторичных метаболитов, которых больше в красноокрашенных формах Поэтому можно предположить, что лимитирование ростовых процессов у красноокрашенных разновидностей можег быть связано с большим оттоком фотосинтетических метаболитов на биосинтез амарантина.

Одной из основных задач наших исследований было изучение содержания амарантина и фотосинтешческих пигментов у амаранта разной фотосинтетической и биологической продуктивности, а также выявление взаимосвязи между продуктивностью и содержанием пигментов. Объектом служили листья растений, собранные в фазе начала бутонизации растений. Использовали коллекцию разновидностей овощного амаранта с красно-фиолетовой окраской листьев различной степени интенсивности. Растения выращивали в полевых условиях, схема посева однострочная, с междурядьями 70 см

Продуктивность амаранта (масса листьев в расчете на одно растение) разливались в 6... 10 раз между жученными образцами, тогда как изменение величины биологической продуктивности (стеблей и листьев) колебалась в пределах 1,1. 1,5 раза. Значительное варьирование по величине массы растения и массе листьев с одного растения у изученных видов свидетельствует о широком разнообразии генотипов А.1псо1ог и А.саЫаШз.

При исследовании овощных видов наблюдалось значительное разнообразие содержания амарантина в листьях Из десяти разновидностей А.Цтсо1ог значительным количеством красного пигмента отличались образцы из Китая, Германии и Вьетнама Более низким содержанием амарантина характеризовались разновидности А.саиёаШБ У изученных образцов в конце вегетации обнаружены и значительные межвидовые различия по уровню амарантина

Изучение коллекции амаранта в условиях Московской области показало, что высота растений на конец вегетации колебалась у сортообразцов в среднем от 56 до 180 см. У овощных форм амаранта пищевую ценность представляют свежие и сушеные листья амаранта.

Анализ результатов исследования интенсивности ростовых процессов краенолистных видов амаранта, культивируемых в условиях Подмосковья, позволил выделить три образца, отличающихся более высокой продуктивностью: К-23, A.tricolor и Дон Педро Исследования показали, что на первом этапе эксперимента, когда растения находились в возрасте 5 недель, биомасса наземных органов у сорта Валентина превышала в 2,1 раза биомассу образца Дон Педро.

Следует отметить, что у растений амаранта сорта Дон Педро, имевших исходно более низкую среди указанных трех соргообразцов биомассу, к концу онтогенеза обнаружили более высокую интенсивность ростовых процессов К концу вегетационного периода биомасса надземных органов (листьев и стебля) сорта Дон Педро значительно превосходила значения этого параметра остальных сортообразцов.

При изучении зависимости скорости ростовых процессов от возраста растений было обнаружено, что в большинстве случаев она была максимальной ко вшрому этапу эксперимента, т е. после появления всходов и укрепления их корневой системы. Прирост листовой массы относительно целого растения был максимальным в период вегетативной стадии развития амаранта.

На полях ВНИИССОК проводились исследования по различным способам уборки листьев амаранта (ручной и условно механизированный). В качестве объектов использовали два краснолистных сорта амаранта Валентина и Дон Педро. Семена высевали в поле 1 июня по схеме 50 х 30 см. Площадь учетом делянки составила 5 м2 в 4-х кратной повторности. Уборку листовой массы проводили двумя способами: а) сбор листьев вручную по мере их нарастания, б) условно механизированная срезка (на высоте 30-40 см считая от вершины стебля в период выбрасывания соцветия).

Первый сбор листовой массы проводили в фазу начала выброса метелки (размер соцветия 4...5 см). Второй, через 1,5 месяца, после отрастания отавы.

Полученные результаты по урожайности массы листьев амаранта сортов Валентина и Дон Педро при различных способах уборки представлетл в таблице 3 2.1.1. и 3 2.1.2.

Таблица 3.2.1 1. Урожайное 1ь массы листьев амаранта сорта Валентина при

различных способах срезки (среднее за 2001-2003 гг)_

Повтор ноегь Сырья масса листьев, кг/кв м

1 срезка 2 срезка общая

ручная механизи рованная ручная механизи рованная ручная механизи ровалная

1 0,250 0,320 0,140 0,100 0,390 0,420

2 0,365 0,396 0,400 0,510 0,765 0,906

3 0,530 0,362 0,320 0,420 0,850 0,782 0,713

4 0,466 Г 0,423 0,260 0,290 0,726

Среднее 0,403 0,375 0,280 0,330 0,683 0,705

НСРоо, 0,051 0,131 0,242

Таблица 3.2.1.2. Урожайность массы листьев амаранта сорта Дон Педро при

различных способах срезки (среднее за 2001-2003 гт)_

Повтор Hocib Сырья масса листьев, кг/кв м

1 срезка 2 срезка общая

ручная механизи рованная ручная механизи рованная ручная механизи рованная

1 0,510 0,440 0,450 0,440 0,960 0,880

2 0,510 0,250 0,260 0,250 ! 0,770 0,500

3 0,460 0,400 0,280 0,310 I 0,740 0,710

4 0,480 0,550 0,310 0,250 0,790 0,800

Среднее 0,490 0,410 0,325 0,313 0,815 0,723

НСРо.05 0,048 0,046 0,073

Как видно из приведенных данных урожайность листовой массы у изучаемых сортов колеблется в пределах от 68 ц/га до 82 ц/га при ручной сборке и от 71 до 72 ц/ia при механизированной.

Таким образом, приведенные исследования показывают, что овощные формы могут формировать от 68 до 82 ц/га свежих листьев амаранта, которые могут использоваться в пищу в свежем виде (в виде салатов и при приготовлении котлет), заютвливаться впрок в виде сушеных листьев (пищевой концентрат листьев). Измельченные сушеные листья краснолистных овощных форм амаранта являются сырьем для получения пищевого, натурального красителя Амфикра.

Для создания конвейера поступления листовой массы амаранта необходимо проводить посевы начиная с двадцатых чисел мая (по мере прогревания почвы) и заканчивать в середине июля, а уборку листьев проводить с августа по сентябрь (до первых осенних заморозков).

3.3. Влияние минерального питания на рост, развитие и продуктивность овощных форм амаранта.

Как известно, амарант относится к культурам, интенсивно использующим легкодоступные питательные вещества и которые характеризуются высоким уровнем их потребления. Из химических элементов амарант особенно интенсивно потребляет из почвы азот. При этом, независимо от формы азота, с увеличением их нормы внесения в растениях повышается содержание белка, лизина и золы. Прибавка зеленой массы амаранга более значительна на аммонийном фоне питания (Кононков ПФ. и др., 1998, Хайбуллина JTH., Бреус НП., Ожиганова Г.У., 1994).

Однако, при недостаточной обеспеченности почвы калием и фосфором амарант не может эффективно использовать высокую норму азотных удобрений. Варьирование соотношения NPK приводит к значительному изменению интенсивности и продуктов фотосинтеза и общей биомассы растений (Чернов И.А., 1992, Амелин A.A. и др., 1997), а также содержания пигментного состава (Гинс М С., 2002).

При использовании красноокрашенных видов амаранта в качестве сырья для пищевой промышленности: красители, пищевые добавки, чайные про-

дук гы и др. важны знания о соотношении листовой и стебельной массы и содержании пигментного состава в период срезки растения.

В связи с вышеизложенным, целью работы являлось исследование влияния минерального удобрения на морфофизиологические параметры и урожайность листьев амаранта и содержание в них амарантина.

В опьпах использовали растения амаранта Amaranthus tricolor L. сорта Валентина (селекции ВНИИССОК). Растения выращивали в открытом грунте Посев проводили 3 толя, т.с при позднем сроке посева, обеспечивающим получение урожая листьев. После появления первых листьев в почву вносили минеральное удобрение в виде нитрофоски из расчета 200 кг/га. Контролем служили растения амаранта, выращенные без внесения удобрений В таблице 3 4.1. представлены средние данные. Биологическая проба составляет 15 растений.

Важными показателями растений используемых в качестве промышленного сырья являю 1ся масса листьев, индекс облиственности и наличие боковых побегов. Как видно из таблицы 3.3.1. масса листьев растений амаранта сорта Валентина, выращиваемых при внесении минеральных удобрений превышает массу листьев контрольных растений в 1,4 раза, и индекс облиственности (отношение массы листьев к массе стебля) существенно выше у опытных растений. Следует отмегшь, что внесение в почву нитрофоски оказало значительное влияние на размеры и массу листовой пластины, тогда как количество листьев у контрольных и опытных растений сравнимы

Интересно отмети гь, что существенной особенностью амаранта сорта Валентина является быстрое отрастание боковых побегов после срезки у растений, выращенных на удобренных почвах При двухразовой срезке растений (40 см верхней части) усиливается рост верхних боковых побегов.

Данные, представленные в таблице 3 4.1, показывают, что внесение минеральных удобрений в почву, приводит к усилению ростовых процессов: существенно возрастает высота растения, а также увеличивается диаметр стебля и его масса Следует отметить, что хотя длина корня увеличивается незначительно, но отмечается значительное увеличение вторичных корешков

Таблица 3.4.1.

Влияние минеральных удобрений в виде нитрофоски на биометрические по_казатели амаранта сорта Валентина (в среднем на одно растение)

Биометрические показатели Контроль Опыт

Высота растения, см 59,9 66,8

Длина корня, см 22,5 26,7

Диамегр стебля, см 7,8 10,4

Масса стебля, г 46,7 55,7

Количество листьев, шт. 26 26

Масса листьев, г 28,9 (38% от общей массы 40,7 (42% от общей массы

листьев и стеблей) листьев и стеблей)

Количество боковых побе- 8 14

гов, шт.

Масса боковых побегов, г 2,9 3,6

Урожайность листьев амаранта в контроле составила 138 г с 1 ч2, а в опытном варианте (при внесении нитрофоски из расчета 200 кг на 1 га) - 194 гс 1 м2 или составили 140 % к контролю.

Листья растений красноокрашенного сорта Валентина содержит пигменты различной природы каротиноиды, хлорофиллы, флавоноиды, амарантин, которые являются биологически активными веществами.

Внесение нитрофоски в почву оказало существенное влияние на содержание алкалоида амарантина в листьях амаранта Более низкое содержание пигмента обнаружили в листьях амаранта, выращенного без внесения минеральных удобрений (5,1 мг/г сырой массы), фотосинтетическая продуктивность у этих растений отличалась меньшей величиной. У растений выращенных на удобренной почве, содержание амарантина составляло 7,8 мг/г сырой массы.

Фотосинтетическая продуктивность и содержание красящего пигмента амарантина у растений амаранта значительно возрастают при внесении в почву нитратного азота. Одной из причин подобного эффекта может являться возрастание количества глутаминовой аминокислоты, которая является донором N112 - группы для белка и аминокислот тирозина и фениланина. Последние служат предшественниками алкалоида амарантина и поставляют азот при синтезе ее молекулы. Через них амарантин непосредственно связан с азотным обменом в клетке Это указывает, что амарантин является определенной промежуточной формой в реакциях превращения азотистых соединений в растениях, поскольку в этой форме азотистые продукты обмена веществ обезвреживаются и сохраняются.

Таким образом, внесение в почву нитратного азота существенно увеличивает фотосинтетическую продуктивность амаранта и содержание алкалоида амарантина в листьях амаранта, служащих сырьем для получения пищевых добавок и новых продуктов чая

Наряду с оценкой влияния минерального питания на урожайность листовой массы амаранта метолом биологических проб по 15 растениям, были проведены полевые испытания от этого же срока посева.

Таким образом, посев семян амаранта сорта Валентина был проведен 3 июля 2001 года, всходы появились 9 шоля 2001 года, то есть на шестой день от посева. Площадь питания одного растения составила 0,7 м х 0,3 м или 0,21 м2, площадь учетной делянки равнялась 4,2 м2, повторность четырехкратная. 11осле появления первых настоящих листьев на опытном варианте была проведена подкормка минеральными удобрениями из расчета 200 кг нитрофоски на 1 га. Первый сбор листьев провели 23 августа 2001 года, то есть через 45 суток вегетации растений. Результаты по урожайности свежих листьев первого сбора и суммарный за два сбора приведены в таблице 3.4.2. и 3.4 3. Урожайность листьев при внесении минеральных удобрений составила в среднем 3538 кг с 1 га или 283 % в сравнении с контролем без удобрений, а за два сбора урожайность листьев на удобренном фоне сос твила в среднем 8470 К1 с 1 га или 261 % в сравнении с контролем.

Таблица 3.4.2.

Влияние минеральных удобрений на урожайность свежих листьев амаранта

сорта Валентина на первую срезку _(через 45 суток вегетации от посева 3 июля 2001 года)_

Варианты опыта и повтор-ность Повторностъ Урожайность свежих листьев, кг/га

Внесение нитрофоски из расчета 200 кг/га I 3700

II 3550

III 3450

IV 3450

Среднее 3538

Контроль ( без удобрений ) I 1250

II 1150

III 1325

IV 1230

Среднее 1240

НСРо.05 22

Таблица 3.4.3.

Влияние минеральных удобрений на урожайность свежих листьев амаранта сорта Валентина за две срезки (посев 3 июля 2001 года)

Варианты опыта и повтор-ность Повторность Урожайность свежих листьев, кг/га

Внесение нитрофоски из расчета 200 кг/га I 9000

II 8452

III 8214

IV 8214

Среднее 8470

Контроль(без удобрений) I 3290

II 3020

III 3486

IV 3160

Среднее 3240

НСРо.оз 40

3.4. Закономерности изменения содержания пигментов в листьях амаранта разных ярусов.

Для решения фундаментальных проблем биологии и прикладных проблем биоюхнологии во всем мире применяются красноокрашенные виды амаранта. На последних акшвно исследуют фотосинтетическую продуктивность, адаптацию к повышенной интенсивности освещения и УФ-облучению. Пигменты являются наиболее чувствительными элементами живой клетки, которые быстро реагируют на изменение световых условий вегетации растений Амарант, в отличие от других высших растений, содержит красный пигмент амарантин, который выполняет различные физиологические функции, в том числе и протекторную, по-видимому, за счет антиоксидантных свойств. Известно, что каротиноиды обладают также антиоксидантными свойствами и применяются вместе с амараншном в качестве красителей в пищевой промышленности.

Имеется взаимосвязь между накоплением амарантина и фогосинтетиче-ских пигментов в листьях амаранта сорта Валентина в фазу конца вегетации -начала бутонизации (Климов IO.IL, Гинс МС. и др ,2001 г) Сравнительное исследование динамики содержания пигментов листьев разного яруса выявило некоторые отличия в их содержании в четных и нечетных листьях одного яруса.

Максимальное содержание амарантина и каротиноидов в расчете на листовую пластину (мг/лист) наблюдали в 15...16-тых листьях. На основе этого можно сделать вывод о том, что содержание амарантина в ювенильном 25 листе у молодых растущих листовых пластин и закапчивающих рост превышало содержание каротиноидов. В то же время в стареющих и старых листьях 1-го ..8-го ярусов содержание пигментов было сравнимо, или содержание каротиноидов превышало содержание амарантина.

В листьях 17-го...25-го ярусов содержание амарантина превышало содержание хлорофилла, а в ювенильном лис!е наличие каротиноидов и хлорофилла было в 5...6 раз меньше, чем амарантина, что указывает на интенсификацию биосинтеза амарантина.

Исследования содержания пигментов по ярусам листьев (в мг/г сырой массы) показало некоторое увеличение их содержания в листьях 1-го... 13-го ярусов, тогда как содержание амарантина возросло на порядок. Исходя из высокого содержания пигмеггтов (амарантина и каротиноидов), а также хлорофилла, срезку амаранта в Подмосковье можгго проводить неоднократно, начиная с ссрсдиньг июля до первых осенних заморозков в сентябре на уровне листьев 8-го - 25-го ярусов, что позволяет получать сырье с наибольшим содержанием пигментов, а также использовать листья, формирующихся на боковых побегах растений (1.. .7).

3.5. Элементы технологии уборки, измельчения и сушки листовой массы амаранта.

С момента начала появления соцветий амаранта приступали к уборке листьев амаранта верхних ярусов как наиболее полноценных по содержанию амарантина и других биологически активных веществ Уборку листьев производили вручную, затаривали в полиэтиленовые ящики, которые доставляли к цеху по их переработке, то есть проводили отбор полноценных листьев и подвергали измельчению. Полученную массу раскладывали на противни с сетчатым дном и высушивали до воздушно-сухого состояния.

С целью изучения динамики сушки листовой массы амаранта сорта Валентина в 2004 году были проведены учеты массы свежих листьев начиггая с 28 августа 2004 г ода (от посева 23 июля 2004 года) по 7 октября 2004 года и определен процент выхода сухой массы - пищевого концентрата листьев амаранта. Как показали проведенные исследования, процент выхода сухой массы колебался от 12 до 20. Это зависело от погодных условий в период уборки листьев, а также сборов их уборки. Эти данные позволяют планировать размеры заготовок свежих листьев для получения определенного объема пищевого концентрата из листовой массы амаранта.

3.6. Использование листовой массы амаранта сорта Валентина для получения обогащенных продуктов.

В связи с высокими пищевыми качествами листовой массы красноокра-шспного амараша сорта Валентина и наличием в ней биологически активных веществ и антиоксидантов она представляет собой ценное сырье для получения нового поколения пищевых добавок и чая, обогащенного витаминами, флавоноидами, белками, пектином, амараншном и другими микронутриен-тами.

Необходимо отмстить, что культивируемое растение семейства амарантовые издревле широко используется в пищу как в виде листостебельной массы (листья, побеги), так и метелок с семенами и семян.

По вкусовым и питательным свойствам у амаранта нет конкурентов. Именно поэтому в настоящее время амарант входит в ежедневный рацион питания жителей стран Северной и Южной Америки, Африки, Юго-Восточной Азии, Карибского бассейна, Индии и Китая.

Нежные листья и стебли богаты витаминами (аскорбиновая кислота, каротин, рутин), микроэлементами, содержит от 18 до 30 % высококачественного белка, удачпо сбалансированного но аминокислотам.

В связи с всевозрастающим спросом на стеблелисювую массу амаранта в качестве сырья для получения новых продуктов питания и пищевых добавок возникла необходимость в разработке 1ехнологии выращивания и переработки вегетативной массы для получения исходного сырья — пищевого концентрата листьев в условиях Нечерноземья. Учитывая непродолжительность безморозного периода в этой зоне, необходимо было выявить оптимальные сроки ранневесеннего и летнего сроков посева амаранта, которые могли бы обеспечить более длительный период поступления листостебельной массы.

Исследованиями установлено, что для получения листовой массы амаранта необходимо производить посевы начиная с третьей декады мая до 15. .20 июля, что позволяет заготавливать за сезон необходимое количество пищевого концентрата из листьев амаранта.

Заготавливаемые листья амаранта измельчали на электрических мясорубках и измельченную массу подвергали сушке в сушилках типа «Феруза» с использованием инфракрасного излучения, выпускаемых в различных моди- •

фикациях как для населения, так и для перерабатываюхцих предприятий и фермерских хозяйств.

Известно, что черный и зеленый байховый чай содержит комплекс ве- »

ществ, положительно влияющих на человека. Важнейшим компонентом чая являются фенольные соединения. Они составляют наиболее ценную часть чайного листа и представлены в основном катехинами и их галловыми эфи-рами Фенольные соединения включают в себя свыше 30 близких по природе соединений и составляют до 25 % сухой массы чайного листа. На катехины приходится 60 - 70 % общей суммы фенольных соединений Фенольные соединения обладают высокой биологической активностью. Катехины снижают до нормальной проницаемость капилляров, возвращают им эластичность и

проницаемость их стенкам, помогают при капиллярных кровоизлияниях, ка-пилляротоксикозах, гипертонической болезни и многих других заболеваниях.

Принимая участие в окислителыю-восстановигельных процессах, протекающих при ферментации чайного листа, фенольные соединения тем самым влияют на создание вкуса, цвета настоя и частично аромата готового черного чая.

В соств фенольных соединений чайного лис 1а наряду с катехинами входят флавоноиды. Это группа веществ в чае представлена набором моно-, ди- и тригликозидов трех агликонов: кемпферола, кверцетина и мирицегина. Эти соединения содержатся в малых количествах, но, являясь растительными антиоксидантами, довольно устойчивы к окислительным превращениям, благодаря чему при переработке они сохранякнся до 80 % от флавоноидов, содержащихся в свежем чайном листе. Антиоксидантное действие флавоноид-ных соединений обуславливается их способностью связывать свободные радикалы и образовывать хелатные соединения с ионами металлов (железа, меди), лишая их хем самым каталитического действия в процессах окисления.

Наряду с антиоксидантной активностью флавоноиды проявляют аши-гистаминный эффект, уменьшая проницаемость капилляров, и используются как сосудорасширяющие средства.

Однако черный чай, полученный по классической 1ехнологии, содержи! мало катехинов. Это следствие окисления и осаждения катехилов чайного листа в процессе его завяливания, скручивания, ферментации и сушки. В зависимости от применяемых технологических режимов уменьшение суммарного содержания фенольных соединений составляет 25 - 40 %.

Учитывая, что не последняя роль в питании человека отводится чаю как напитку, весьма актуальной является проблема обогащения черного байхового чая флавоноидами других растений, содержащих их в большей концентрации, чем чай Одним из таких растений является амарант. В его листьях обнаружен большой набор природных антиоксидашов: амарантин, аскорбиновая кислота, селен, каротиноиды, метионин, рутин, микроэлементы, листья амаранта содержат также от 18 до 30 % высококачественного белка, хорошо сбалансированного по аминокислотам. Ценным качеством листьев амаранта, которое и послужило основным критерием использования их для обогащения состава черного байхового чая, является достаточно высокое содержание флавоноидных соединений (помимо большого количества белка, пектина и алкалоида амарантина).

В таблице 3.6.1. представлен состав флавоноидных соединений черного байхового чая, листьев амаранта и разработанной на их основе композиции чайного напитка «Черный байховый чай с листьями амаранта»

Как видно из данных таблицы З.6.1., сумма флавоноидов, содержащихся в листьях амаранта, более чем в два раза превышает сумму флавоноидов черного байхового чая. Добавление к черному байховому чаю листьев амараша обогащает новый чайный продукт флавоноидами более чем в 1,5 раза.

Таким образом, использование листьев амарант в качестве добавки к черному байховому чаю, позволят получать качественно новые чайные про-

Таблииа 3.6.1.

Флавоноидньте соединения черного байхового чая, листьев амаранта и чайного напитка на их основе ( % на абсолютно сухую массу )

Соединение Черный байховый чай 1 Листья амаранта (сорт Валентина) Черный байховый чай с листьями амаранта

Кверцетин - 0,31 0,15

Кверцетин - 3-0-глюкозид 0,29 0,85 0,56

Кверцетин - 3-0-галактозид - 0,42 0,21

Кверцетин - 3-0-рамнозид 0,24 0,54 0,39

Ругин 0,71 1,75 1,20

Кемпферол-3-0-1 люкозид 0,31 1 0,15

Кемпферол-3 -0-рамнозид 0,22 - 0,11

Кемпферол-З-О-рутинозид 0,10 - 0,05

Мирицетин-З-О-глкжозид 0,11 - 0,05

Апигенин-7-0-глюкозид - 0,34 0,17

Флавоноидов 1,98 __] 4,21 3,04

дукты с повышенным содержанием флавоноидов, обладающих высокой Р-витаминной и антиоксидантной активностью.

Как показали первые клинические испытания, использование чая с листьями амаранта снимает изжогу за счет нейтральной и слабощелочной реакции чая, обладает мочегонным действием, а самое \ лавное - улучшает функционирование желудочно-кишечного тракта, так как амарант является прекрасной питательной средой для роста и размножения бифидобактерий - полезной микрофлоры кишечника.

Использование нетрадиционного растительного сырья (листьев амаранта сорта Валентина) в сочетании с черным байховым чаем позволило обогатить чайный продукт соединениями, обладающими Р-витаминной активностью: флавоноидами на 3,1 %, при этом повысить содержание кверцетина и рутина в 3 раза. Помимо этого, за счет листьев амаранта новые виды чая характеризуются также высоким содержанием белка, пектина, аминокислот, в том числе незаменимых аминокислот, аскорбиновой кислоты, кальция, железа и органического кремния, что является принципиально новым по сравнению с традиционными чаями.

Научно-исследовательским институтом пищеконцентратной промышленности и специальной пищевой технологии (НИИ ПП и СП) и Всероссийским научно-исследовательским институтом селекции и семеноводства овощных культур разработана технология производства новых видов чайных продуктов путем комплексной переработки черного и зеленого чаев с листьями амаранга сорта Валентина, которая позволяет получать качественно новые чайные продукты общего и лсчсбно-профилактичсского направления, обогащенные белком, пектином, биологически активными веществами, анти-оксидантами и микронутриентами.

Разработаны также ТУ 9191-431-04605473-02 «Чай байховый с листьями амаранта» и рецептура его изготовления.

Выводы.

1. Установлено, что более перспективным способом ссва амаранта является высев сеялками точного выссва типа «Клен» с электронным высеивающим аппаратом, обеспечивающим уменьшение более чем в три раза норму высева семян и не требующими последующего прореживания посевов.

2. Для обеспечения более длительпого срока сбора листовой массы как сырья для получения сушеного пищевого концентрата листьев амарант необходимо проводить посев семян в несколько сроков, начиная с третьей декады мая до 15... 20 июля в условиях Нечерноземья.

3. Внесение подкормки посевов амаранта минеральными удобрениями -из расчета 200 кг нитрофоски на 1 га обеспечивав г повышение урожайности свежих листьев амаранта более чем в два раза в условиях Подмосковья.

4. Исследования первых (старых) и ювенильных листьев (до 25) по содержанию в них амарантина у сорта Валентина показало, что листья 18-25 ярусов содержат амарантина более чем в два раза в сравнении со старыми листьями (1-17 ярусов).

5. Заготовку свежих листьев амаранта сорта Валентина необходимо проводить начиная с момента появления бутонов соцветий с 18 по 25 ярусов листьев для получения сушеного пищевого концентрата листьев. За период вегетации целесообразно проводить два сбора в условиях Подмосковья.

6. В процессе исследований разработана технология переработки листьев (сбор, измельчение, сушка) для получения сырья для композиции чая байхового (зеленого и черного) с листьями амаранта.

Рекомендации производству.

Рекомендовать для загошвки сухого пищевого концентрата листьев амаранта использовать сорт Валентина.

Список опубликованных работ

1. Кононков П.Ф., Рахимов В.М., Гинс М.С. Перспективность использования амаранта в качестве высокопитательной кормовой добавки. IV Международная научно-практическая конференция «Интродукция нетрадиционных и редких сельскохозяйственных растений», г. Ульяновск, 202 г., том 1, стр.28-30.

2. Гинс М.С., Кононков П.Ф., Рахимов В.М. Закономерности аккумуляции амарантина в листьях амаранта в зависимости от условий выращивания, V Международный симпозиум «Новые и нетрадиционные растения и перспективы их использования». Москва - Нущино, 2003 г. том 1, стр.11-13.

3 Рахимов В.М., Гипс М.С , Кононков П Ф Перспективы выращивания листовой массы красноокрашенных сортов амаранта для получения пищевых добавок и обогащенных чайных продуктов. V Международный симпозиум «Новые и нетрадиционные растения и перспективы их использования», Москва - Пущино, 2003 г. том Г сто.73-75.

4. Рахимов В.М., Гинс М С., Кропова Ю.Г., Кононков П.Ф. Влияние минерального питания на биометрические показатели и листовую продуктивность амаранта. Сборник научных трудов ВНИИССОК, вып.38 «Селекция и семеноводство овощных культур», Москва, 2003 г. стр.106-106.

5. Кононков П Ф., Лонгвинчук Т.М., Гинс М.С., Рахимов В.М., Гинс В.К. Выращивание листовой массы красноокрашенных сортов амщэанта для получения пищевых добавок и обогащенных чайных продуктов. Международная научно-практическая конференция «Приоритетные направления в селекции и

семеноводстве сельскохо!яйственных растений в XXI веке», Москва, 2003 г. стр.394-398.

6. Кононков П.Ф., Гинс М.С., Рахимов В.М., Гинс В.К., Лонгвинчук Т.М. Листья амаранта - ценное сырье для получения пищевых добавок и обогащенных чайных продуктов. Журнал «Карюфель и овощи», 2004 г. № 1 стр. 29-30.

7 Гинс М.С., Рахимов В.М., Кононков Г1Ф., Гинс В.К. Селекция амаранта с повышенным содержанием биологически активных вещее I в антиокси-дантов. Журнал «Вестник Российского университета дружбы народов», серия сельскохозяйственные науки, Агрономия, № 11, 2004, стр. 35 - 43. 8. Рахимов В.М., Гусева В.А., Кононков П.Ф. Особенности выращивания листвой массы амаранта и се сушки. VI Международный симпозиум «Новые и нетрадиционные растения и перспективы их использования», Москва -Пущино, 2005 г. том 111, стр.419-420.

Подписано в печагь 22 02 2006 Формат 60x90/16 Бумага офсетная 1,0 п л Тираж 100 экз Заказ № 1517

== москит КОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ГОРНОГО УНИВЕРСИПЛА

Лицензия на издательскую деятельность ЛР № 062809 Код издательства 5X7(03)

От печатано в типографии Издательства Московского государственного горно1 о университета

Лицензия на полиграфическую деятельность ПЛД№ 53-305

119991 Москва, ГСП-], Ленинский проспект, 6; Издательство МГГУ; тел. (095) 236-97-80; факс (095) 956-90-40

1

1

ЛооаЛ

W99

р-4299

«

Содержание диссертации, кандидата сельскохозяйственных наук, Рахимов, Валихан Маратович

ВВЕДЕНИЕ.

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

Амарант - перспективная культура для интродукции в России.

1.1 .История введения в культуру.:.

1.2. Систематика и морфология амаранта.

1.3. Рост и развитие амаранта.

1.4. Практическая значимость амаранта.

1.5 Требования амаранта к условиям внешней среды.

1.5.1. Отношение к теплу.

1.5.2. Отношение к свету.

1.5.3. Отношение к влаге.

1.5.4. Почвенные факторы и удобрения.

1.6. Проблемы интродукции амаранта в России.

1.7. Особенности приспособления амаранта к почвенно-климатическим факторам в новых регионах возделывания.

1.8 Листовая биомасса амаранта как источник биологически активных веществ.

2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ.

2.1. Почвенно-климатические условия проведения исследований.

2.2. Объекты, методы и методики исследований.

3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЯ.

3.1. Испытания механизированных способов сева амаранта.

3.2. Динамика роста и накопления биомассы растениями амаранта в период вегетации в условиях Подмосковья.

3.2.1 .Биология развития овощных форм амаранта и продуктивность их листовой массы в условиях Нечерноземья России.

3.3. Перспективность возделывания овощных сортов амаранта.

3.4. Влияние минерального питания на рост, развитие и продуктивность овощных форм амаранта.

3.5. Закономерности изменения содержания пигментов в листьях амаранта разных ярусов.

3.5.1. Элементы технологии уборки, измельчения и сушки листовой массы амаранта.

3.6. Использование листовой массы амаранта сорта

Валентина для получения обогащенных чайных продуктов.

3.7. Перспективность селекции амаранта с повышенным содержанием биологически активных веществ и антиоксидантов.

ВЫВОДЫ.

Введение Диссертация по сельскому хозяйству, на тему "Разработка элементов сортовой технологии выращивания листовой массы амаранта для пищевой промышленности"

По заключению экспертов ФАО ООН амарант в 21 веке войдет в число основных сельскохозяйственных культур, которые обеспечат питанием население планеты Земля.

К настоящему времени в Государственном реестре селекционных достижений, допущенных к использованию в производстве в Российской Федерации включено 9 сортов амаранта. Среди них — один сорт Кизлярец селекции ВНИИССОК семенного и силосного использования, три сорта -овощного направления (сорта Валентина, Крепыш и Памяти Коваса -селекции ВНИИССОК), три сорта для использования на силос - Института цитологии и генетики Сибирского отделения РАН и ВНИИР им. Вавилова и два сорта декоративного направления (сорта Зеленая сосулька и Булава селекции ВНИИССОК).

Необходимо отметить, что в молодом возрасте листья всех этих сортов могут использоваться на овощ.

Однако впервые в 2005 году в числе нового поколения продуктов поступил в продажу чай байховый (черный и зеленый) с листьями амаранта, разработанный учеными ВНИИССОК, НИИ ПП и СПТ и произведенный Белгородским филиалом ЗАО «Опелин».

В связи с чем возникла необходимость в разработке элементов сортовой технологии возделывания листовой массы амаранта в качестве сырья для производства новых видов чайных продуктов обеспечивающих выращивание сырья для переработки в более продолжительный период и с высоким содержанием нутриентов.

Этим вопросам и посвящается представленная работа.

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ. АМАРАНТ - ПЕРСПЕКТИВНАЯ КУЛЬТУРА ДЛЯ ИНТРОДУКЦИИ В РОССИИ.

Заключение Диссертация по теме "Селекция и семеноводство", Рахимов, Валихан Маратович

Выводы.

1. Более перспективным способом сева амаранта является высев сеялками точного высева типа «Клен» с электронным высеивающим аппаратом, обеспечивающим уменьшение более чем в три раза норму высева семян и не требующими последующего прореживания посевов.

2. Для обеспечения более длительного срока сбора листовой массы как сырья для получения сушеного пищевого концентрата листьев амаранта необходимо проводить посев семян в несколько сроков, начиная с третьей декады мая до 15.20 июля в условиях Нечерноземья.

3. Внесение подкормки посевов амаранта минеральными удобрениями - из расчета 200 кг нитрофоски на 1 га обеспечивает повышение урожайности свежих листьев амаранта более, чем в два раза в условиях Подмосковья.

4. Исследования первых (старых) и ювенильных листьев (до 25) по содержанию в них амарантина у сорта Валентина показало, что листья 18-25 ярусов содержат амарантина более, чем в два раза в сравнении со старыми листьями (1-17 ярусов).

5. Заготовку свежих листьев амаранта сорта Валентина необходимо проводить начиная с момента появления бутонов соцветий с 18 по 25 ярусов листьев для получения сушеного пищевого концентрата листьев. За период вегетации целесообразно проводить два сбора в условиях Подмосковья.

6. В процессе исследований разработана технология переработки листьев (сбор, измельчение, сушка) для получения сырья для композиции чая байхового (зеленого и черного) с листьями амаранта.

Рекомендации производству.

1. Рекомендовать для заготовки сухого пищевого концентрата листьев амаранта использовать сорт Валентина.

Библиография Диссертация по сельскому хозяйству, кандидата сельскохозяйственных наук, Рахимов, Валихан Маратович, Москва

1. Амелин А.А., Амелина С.Е., Гинс В.К., Кононков П.Ф. Продуктивность и качество амаранта в условиях юга Московской области.// Мат-лы второго Межд. Симпозиума «Новые и нетрадиционные растения и перспективы их использования». Пущино. 1997. С. 68-70

2. Авдонин Н.С. Агрохимия. -М.: МГУ, 1982.

3. Архипова Н.С., Иващенко И.Ф., Бреус И.П., Калинкина Л.Г., Чернов И.А. Питательная ценность зеленой массы амаранта в условиях хлоридного засоления среды.// Сельскохозяйственная биология.- 1996.-N6.-С. 85-91.

4. Балнокин Ю.В., Мясоедов Н.А., Иващенко И.Ф., Архипова Н.С., Бреус И.П. Влияние NaCl на рост, содержание Na и N0 в тканях четырех видов амаранта.// Физиология и биохимия культурных растений (Украина) 1994. - N 4. - С. 374-380.

5. Беликов С.В., Гаевая Л.П., Подколзин А.И. Опыт выращивания амаранта на Ставрополье.// Матер. 1 Всес. науч. конфер. «Возделывание и использование амаранта в СССР». Казань: КГУ, 1991.-С. 37-45.

6. Бреус И.П., Полякова Л.Д., Садриева Г.Р., Чернов И.А. Потери питательных элементов при инфильтрации атмосферных осадков из основных типов почв Среднего Поволжья.// Агрохимия. -1995.-N 9.-С. 3-10

7. Бреус И.П., Чернов И.А., Газизова Н.И. Влияние азота, фосфора, калия и реакции почвенной среды на рост и продуктивность амаранта.// Агрохимия. 1992. -N 7. - С. 85-94.

8. Бреус И.П. Влияние возрастающих доз минеральных удобрений на урожайность и качество кормового амаранта (A. cruentus L.).// Агрохимия.

9. Бреус И.П., Садриева Г.Р., Игнатьев Ю.А. Лизиметрические исследования миграции тяжелых металлов в агроландшафтах с амарантом и кукурузой.// Тез. докл. 1-й Всеросс. конф. по ботанич. ресурсоведению. С-Петербург, 1996. С. 44-46.

10. Бреус И.П., Архипова Н.С., Иващенко И.Ф., Чернов И.А. Минеральное питание и продуктивность амаранта в условиях засоления.// Агрохимия. 1994. N 1.- С. 51-63.

11. Бреус И.П., Авдеева А.А., Мясоедов Н.А., Балнокин Ю.В., Архипова Н.С., Чернов И.А. Оценка солеустойчивости A. cruentus L. // Доклады РАСХН. 1994. - N 2. - С. 12-14.

12. Бикмурзина В.Г., Сычкова Л.А., Чернов И.А. и др. Сравнительная оценка развития корневой системы амаранта в почвах ТАССР.// Матер. 1 Всес. науч. конфер. «Возделывание и использование амаранта в СССР». Казань: КГУ, 1991. - С. 91-94.

13. Вайшвила Э., Бегус П., и др. Отзывчивость кукурузы, возделываемой на силос, на возрастающие дозы азотных, фосфорных и калийных удобрений.// Бюлл. ВИУА. М. -N 42. 1978.- С. 39-44.

14. Гинс М.С., Рахимов В.М., Кононков П.Ф., Гинс В.К. Селекция амаранта с повышенным содержанием биологически активных веществ и антиоксидантов. Вестник Российского университета дружбы народов, серия сельскохозяйственные науки. М. 2004, N 11/-С. 35-43.

15. Гинс В.К., Кононков П.Ф., Чернядьев И.И., Гинс М.С., Струкова Л.В. Фотосинтез и рост у зеленого и краснолистных видов амаранта на начальном этапе онтогенеза. "Прикладная биохимия и микробиология". 1997. том.ЗЗ. N 2. - С. 222-228.

16. Гинс В.К., Кононков П.Ф., Гинс М.С., Амин Р. Фотосинтетическая продуктивность и содержание амаранта в овощных формах амаранта. Аграрная наука. 1997, N 2. С. 27-28.

17. Гинс М.С., Коненков П.Ф., Гинс В.К., Лысенко Г.Г., Дэсалень Т.Л., Бравова Г.Б. Физико-химические свойства и биологическая активность амарантина из растений Amaranthus cruentus. «Прикладная биохимия и микробиология», 1998. Том 34, N4. С. 450-454.

18. Гинс М.С., Лозовская Е.Л., Гинс В.К., Кононков П.Ф., Ткачева Т.В. Биохимический состав и антиоксидантные свойства интродуцированных овощных растений. Доклады РАСХН, 2000. N 3.С. 14-15.

19. Гинс М.С., Гинс В.К., Кононков П.Ф. Изменение биологического состава листьев амаранта в результате селекции на повышенное содержание пигмента амарантина. Прикладная биохимия и микродиология, 2002. Том 38. N 5. С. 1-7.

20. Гинс В.К., Кононков П.Ф., Пивоваров В.Ф., Гинс М.С., Кононков Ф.П. Антиоксидант. Патент на изобретение № 2140432, М. 1999.

21. Гинс В.К., Кононков П.Ф., Гинс М.С. Селекция овощных культур на высокое содержание биологически активных веществ. Вестник Российской академии с/х наук, М., 2001. N 1. С. 27-29.

22. Гинс М.С. Биологически активные вещества амаранта. М.:РУДН. 2002. 182 с.

23. Глаголева Т.В., Кочарян Н.И., Кольчевский К.Г. и др. Адаптация галофитов к водному и солевому стрессу.// Тез. докл. 2 съезда Всес. общества физиол. раст. М., 1990. - С. 25.

24. Государственный реестр селекционных достижений, допущенных с использованию. Сорта растений (официальное издание) МСХ РФ, ФГУ "Государственная комиссия РФ по испытанию и охране селекционных достижений", Москва, 2004, С. 236.

25. Громов А.А. Амарант на Южном Урале.// Кормопроизводство. -1995.-N4.-С. 28-32.

26. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта. М.: Агропромиздат, 1985.-351 с.

27. Дэсалень Т.Д., Гинс В.К., Кононков П.Ф. Изучение влияния амарантина на работу изолированного сердца крыс. «Пища, экология и человек» РФ. Москва, 1995. С. 17.

28. Железнова Н.Б., Железнов А.В., Шумный В.К. и др. Перспективы возделывания амаранта на кормовые цели и семена.// Сибир.вестн.с-х науки. 1989. - N 4. - С. 49-52.

29. Жилин В.И., Сарапкина О.Н., Тильба А.П. и др. Интродукционные исследования амаранта на Кубани.//Матер. 1 Всес. науч. конфер. "Возделывание и использование амаранта в СССР". Казань: КГУ, 1991. - С. 46-55.

30. Жученко А.А. Адаптивный потенциал культурных растений (эколого-генетические основы). Кишинев, 1988.

31. Жученко А.А. Экологическая генетика культурных растений: теория и практика.// Сельскохозяйственная биология. 1995. - С. 4-31.

32. Жученко А. А. Мировые растительные ресурсы и их использование в сельском хозяйстве.// Аграрная наука. — 1994. — N6. С. 3-7.

33. Измайлов С.Ф. Азотный обмен в растениях. М., Наука, 1986.

34. Кононков П.Ф., Гинс В.К., Гинс М.С. Амарант перспективная культура XXI века. М.: РУДН. 1998. 196с.

35. Кононков П.Ф., Гинс В.К. Амарант выгодная культура. Журнал «Картофель и овощи», 1996, N 6, с. 24-25.

36. Кононков П.Ф., Пивоваров В.Ф., Гиренко М.М., Струкова J1.B., Гинс М.С. Изучение овощных форм амаранта по содержанию пигментов в листьях. Доклады РАСХН, 1995, N 5, с- 20-21.

37. Кононков П.Ф., Гинс М.С., Рахимов В.М., Гинс В.К., Лонгвинчук Т.М. Листья амаранта ценное сырье для получения пищевых добавок и обогащенных чайных продуктов. «Картофель и овощи», 2004, N 1, с. 29-30.

38. Кононков П.Ф. Перспективность интродукции в решении проблемы продовольствия. Журнал «Картофель и овощи», 1996, N1, с. 23-24.

39. Королева О.Я., Кольчевский К.Г. Влияние засоления почвы на пигментную систему и фотосинтез растений различных экологических групп.//Тез. докл. 2 съезда Всес. общества физиол. раст.-М., 1990.-С. 46.

40. Кудеяров В.Н., Соколов О.А., Шабаев В.П. Использование различными культурами азота почвы и удобрений, внесенного в возрастающих дозах.// Агрохимия. 1980. -N 2. - С. 9-18.

41. Кузютина Л.И. Агроэкологические особенности выращивания амаранта в условиях Пензенской области.// Проблемы экологии в сел. хоз. Пенза, - 1993. - Т. 2. - С. 54-56.

42. Лазаньи Я., Капочи И., Бене Ш. И др. Оценка продукции биомассы и семян щирицы в засушливых районах Большой Венгерской низменности.// Междун. Сельскохоз. Журн. 1988. -N5.-С. 60-64.

43. Магомедов И.М. Фотосинтез и органические кислоты. Л.: ЛГУ, 1988.

44. Магомедов И.М. Белковый потенциал растений с С4 -фотосинтезом.// Тез. докл. 2 съезда Всес. общества физиол. раст. -М., 1990.-С. 46.

45. Морозова B.I., Борух Г.Ю., Хадчук А.С. Амарант цшна високоврожайна кормова культура.// Матер. Всеукраш. Конфер. По проблем! вирощування, переробки i виростання на кормов1 i mini цш1. Вшниця, 1995. - С. 25.

46. Паламарчук И.В. Особенности возделывания амаранта в Европейской части России. // Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата с.-х. наук. Москва. ВНИИССОК, 2000г. 22с.

47. Прокофьев А.Б., Кадощникова И.Г., Чернов И.А. Биоморфологические особенности разных видов амаранта,интродуцированных в Ботаническом саду при КГУ.//Матер. 1 Всес. науч. конфер. «Возделывание и использование амаранта в СССР». Казань: КГУ, 1991. С. 8-15.

48. Пьянков В.И. Особенности продукционного процесса у растений с Сз- и С4- типами фотосинтеза. // Фотосинтез и продукционный процесс. Свердловск.: Урал. Ун-т, 1988. С. 76-94.

49. Пивоваров В.Ф., Кононков П.Ф., Гинс В.К., Гинс М.С. Овощи: и витамины, и антиоксиданты. Журнал «Наука в России» М., РАН, 2004, N6, С. 42-51.

50. Справочник агронома по сельскохозяйственной метеорологии Нечерноземной зоны Европейской части СССР (под редакцией И.Г. Грингофа). Л. Гидрометеоиздат, 1986.

51. Строгонов Б.П. Физиологические основы солеустойчивости растений. -М: Изд-во АН СССР, 1962.

52. Тихвинский С.Ф., Тючкалов JI.B. Перспективные кормовые культуры. Киров: Волг.-Вят. кн. изд., Киров, отдел., 1989.

53. Удовенко Г.В. Солеустойчивость культурных растений. JL: Колос, 1977.

54. Чернов И.А., Земляной Б.Я. Амарант фабрика белка. - Казань: КГУ, 1991.

55. Чернов И.А. Амарант физиолого-биохимические основы интродукции. - Казань: КГУ, 1992., 82с.

56. Шило Л.М. Селекция овощных форм амаранта на повышенное содержание биологически активных веществ // Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата с.-х. наук, Москва, ВНИИССОК, 2001г., 24с.

57. Шумилова А.А., Соболь Л.С., Магомедова И.М. Влияние повышенной концентрации NaCl в питательном растворе на урожай и аминокислотный состав семян.// Тез. докл. раб. совещ.

58. Итоги науч. иссл. и прикладных работ с культ, амарант за 198788 гг.».-Л., 1989.-С. 22.23.

59. Яблокова М.М., Афонина Р.Н., Репетунова Е.В. Опыт возделывания амаранта в условиях Алтайского края.//Тез. докл. раб. совещ. «Итоги науч. иссл. и прикладных работ с культ. Амарант за 1987-88 гг.».-Л., 1989.-С. 40-41.

60. Awotundun J.S. Bancole М.Н. Comparative effect of different manure and fertilizer on yield of dry season and rainfed Amaranthus at Kabba College of agriculture. // Amaranth Newsletter. N - 2. - Р/ 5-9.

61. Bachthaler G., Ullsperger A., Kees H. Biologische und pflanzenbauliche Einfluesse auf Entwicklung und Verbreitung des Ackerunkrautes Rauhhaariger Amarant (Amaranthus retpoflexus L.).// Nachrochtenbl. Deun. Pflanzencshutzd. V/ 40, - 1988. - S. 161-170.

62. Barber J., Baker N.R. Photosynthetic mechanisms and the environment. Elsevier Science Publischer B.V. (Biomedical Division), 1985.

63. Berry J., Bjorkman O. Photosynthetic responce and adaptation to temperature in higher plants. // Ann. Rev. Plant Physiol. V 31. -1980.-P. 491-543.

64. Gifford R.M.A. A comparison of potencial photosynthesis, productivity and yield of plant species with differing photosynthetic metabolism. // Austr. J. Plant. Phys. V. 1 - 1974. - N. 1. - P. 107117.

65. Barnes P. W., Tieszen L.L., Ode D.S. Distribution, production and diversity of Сз- and C4- dominated communities in a mixed prarie. // Can. J. Bot. V 61. - 1983. - N. 4. - P. 741 -751.

66. Coquiez E.R. Efecto de sistemas de siembra sobre el rendimiento en amaranto. // El Amaranto у su Potencial. 1990. -N 4. - P. 8-13.

67. Edwards A.D. Amaranth grain production guide. // Rodale Press, Inc, Emmaus, Pensylvania, USA, 1991.

68. Escalante T.L., Campos B.M., Avila R.H. et al. Adaptacion de cuatro variedades de amaranto de grano en el estado de Campeche. // Primer Congreso International del Amaranto. Mexico, 1991. -P.37.

69. Guadarama O.R., Trujillo R.T. Algunos aspectos del cultivo del amaranto en Temoac, Morelos, Mexico. // Primer Congreso International del Amaranto. Mexico, 1991.-P.68.

70. Gupta V.K., Thimba D. Grain amaranth: an ideal crop for marginal areas in Kenia. // Primer Congreso International del Amaranto. Mexico, 1991-P.57.

71. Hernandez G.F., Castaneda C.G. Caracterizacion de cinco tipos de amaranto en lose a algunos aspectos fisiologicos del desarrollo. // Primer Congreso International del Amaranto. Mexico, 1991. -P.30.

72. Juambelz L.R., Vicente L.L. Factores eda fologicjs extremos donde se desarrola Amaranthus. // Primer Congreso International del Amaranto. Mexico, 1991.-P.48.

73. Lazanyi J., Chappaan G., Kapocsi J. Et al. Biomass production on some cultivated and wild amaranth species. // Acta agron. Hung. V.39.- 1990.-N1-2.-P.11-19.

74. Macler В., Bamberg E., Moffatt E. et al. Effects of salinity and nitrogen on production, processing and marketing. Minneapolis, Minnesota, 1990. P.129-142.

75. Mateh Т., Ohta D., Takahashi E. Effect of sodium application on growth of Amaranthus tricolor L.// Plant Cell Physiol. V.27 - 1986. -N2.-P. 187- 192.

76. Ohta D., Yasuoka S., Takahashi E. Sodium stimulated grownth of A. tricolor plants through enhanced nitrate assimilation. //Plant Physiol. V.89- 1989.-N4.-P. 1102-1105

77. Mustatfa H. Anbau von Amaranthus mit besonderer Beruecksichtung marginaler Standortbedingungen: Dissert. - Stuttgart, Hohenheim, 1984.

78. Makus D.J. Composition and nutritive value of vegetable amaranth as affected by stage of growth, environment and method of preparation. // Amaranth: Perspectives on Production, Processing and Marketing. -Minneapolis, Minnesota, 1990. -P.35-46.

79. Putham D.H. Agronomic practices for amaranth. // Amaranth: perspectives on production, processing and marketing. — Minneapolis, Minnesota, 1990. -P.l51-162.

80. Ruskin F.R. (Editor). Amaranth. Modern prospects for an ancient crop. National Academy Press. Washington, D.C., 1984.

81. Ruskin F.R. (Editor). Amaranth. Round up. Emmaus, Pensylvania, 1977.

82. Urbina E.R.M. Tolerancia a la sequia en amarantos cultivades. // Tesis pava optar al grado de Magister Sicential, Agron. UBA INTA, 1992.-P.l09.

83. Saunders R.M., Becker R. Amaranthus: a potential food and feed resource. // Advan. in Cer. Sci. and Techn., Am. Assn. Cer. Chem. St. Paul, M.N. V.6. - 1984. - P.357-396.

84. Sage R.F., Pearcy R.W. The nirogen use efficiency of С-з and C-4 plants. // Plant Physiol. V.84. 1987. - P.954-958.

85. Teutonico R.A., Knorr D. Amaranth: composition, properties and applications of a rediscovered food crop.// Food Technology. 1985. -Nl. -P.49-60.

86. Tapia M.E., Gonzalez J., Ibarne E. et al. Metodologia para el estudio de restos arqueologicos de Amaranthus spp. //Primer Congreso International del Amaranto. Mexico, 1991. P.34.

87. Trujillo R.T., Jimenez E.C. Caracteristicas edafoclimaticos у el cultivo de 32 tipos de Amaranthus en chalco, es tado de Mexico. // Primer Congreso International del Avaranto. Mexico, 1991. P.34.

88. Trujillo R.T., Jimenez E.C. Grupos de suelos у Amaranthus spp en Mexico. // II Simposio Nacional de cultives estrategicos de valor alimenticio: Qninoay amarantos. Resumenes, 1992. p.34.

89. Tuexen R. Grundriss einer Systematik der nitrophilen Unkraeuter. // Mitt. fuer. soziol. Arb. Gem. Nr.-V.2.-1950.- S.94-175.

90. Valverde F.M., Santos T.A. Efecto del nitrogeno у potasio en et desarrollo у rendimiento de amaranto tipo Mercado. // Primer Congreso International del Amaranto. Mexico, 1991.-P.46.

91. Wegerle N., Zeller F.J. Koerner-Amarant: Anbau, Zuechtung und Werteigenschaften einer alten Indio-Pflanze. // J. Agron. and Grop Sci. V.174.-1995.- S.63-72.1. УТВЕРЖДАЮ"

92. Директор ГУП "Экспериментального с/х прздприятия "Немчиновка" РАСХНп1. АКТ

93. О внедрении результатов разработок Рахимова В.М. по теме: "Разработка элементов технологии возделывания овощных и кормовых форм амаранта на корм и на сырье для пищевой и перерабатывающей

94. Общество Агрофирма " Подмосковное " 1л0111 м. о. раменский р-н п/о Чулкозо, д. Островиы ул. Подмосковная д.15.552.79-6s . 558-96-90 факс 559-10-011. АКТ

95. УТВЕРЖДАЮ» Генеральный директор АОЗТ «Подмосковное» Н.Н. Никишин « » 2001

96. Агроном noflg ш ( Племзаподт. "«-. ° \островецкиА1. Кормопроизводству А //1. V.3-. оЧ у/1. Зоотехник1. Завидов И.Е.1. Шарев B.C.1. Заключение

97. Генеральный директор ЗАО «Опелин»/Л» февраля 2005г.