Биоресурсы цикория обыкновенного в условиях пойменных земель Кабардино-Балкарии и его хозяйственное использование

Благосостояние населения в значительной степени определяется количественным и качественным составом, главным образом, потребляемых продуктов питания. При этом ведущим компонентом среди потребляемых продуктов являются производные и натуральные продукты растительного происхожден ия.

По данным Н. И. Вавилова (1984) из более чем 200 ООО видов цветковых растений человеком может быть использовано для различных нужд свыше 20 ООО видов, из которых более-менее широко используется около 2000 видов. При этом Н. И. Вавилов, подчеркивает, что только 200 видов введены в культуру. И только около 20 из них занимают свыше 95% пахотных угодий Мира. Тем самым подтверждается факт огромного резерва растительных ресурсов, требующих изучения, отбора для культуры и интродукции в качестве новых культур, не только в агробиологическом, но и в земледельческом аспектах.

Современные достижения науки и практики основываются на неизбежности экологизации сельскохозяйственного производства, которое может обеспечиваться методами селекции и расширения спектра, используемых в культуре видов, возделывание которых ранее было малоприемлемым, главным образом из-за несовершенства технологических приемов и средств механизации для их осуществления. Так, многие ценные в хозяйственном отношении растения не нашли широкого применения в растениеводстве из-за мелкосемянности, что затрудняет калибровку посевного материала, достижения одинаковой глубины заделки семян и др. (Медведев, Сметанникова, 1981; Жученко, 2000 и др.).

Введение

новых культур в комплекс сложившейся системы растениеводства позволяет значительно снизить пестицидную нагрузку на окружающую среду, так как новые растения в меньшей степени, чем традиционные, поражаются болезнями и вредителями.

Возделывание новых культур не только расширяет ассортимент продуктов потребления, но является фактором сохранения и дальнейшего использования ценного генофонда. В этой части изучение генотипов, представляющих интерес для хозяйственного использования в современном растениеводстве и земледелии является важным и актуальным мероприятием, требующим проведения исследований на различных агробиологических уровнях и в разных природных масштабах.

Одним из видов, обладающим широким ареалом распространения и являющимся хозяйственно ценным в качестве пищевого, лекарственного, декоративного, природоохранного и почвоулучшающего растения является цикорий обыкновенный (СЛсопшп тШуЬиБ Ь). Благодаря комплексу ценных и редких для культурных растений качеств цикорий обыкновенный в определенной степени введен в культуру в Белоруссии, Бельгии, а также в некоторых хозяйствах Центральной части России (Жуковский, 1971).

В условиях Центральной части Северного Кавказа цикорий имеет широкое распространение в естественных условиях, что, в определенной ситуации позволяет вести заготовку корней, для целей их хозяйственного использования. Такими землями являются пойменные территории, где по экологическим требованиям и санитарным нормам не допускается ведение интенсивного земледелия. Как правило, территории, не используемые в земледелии, ограничены 300 метровой полосой от уреза воды, что соответствует месту распространения первой и второй русловых террас.

Изучение биоэкологических особенностей и испытание элементов технологии возделывания цикория обыкновенного на пойменных землях, в том числе на пахотных угодьях, представляет собой важный элемент рационального природопользования и актуально с позиций ведения растениеводства и использования ценных форм и видов растений из естественных фитоценозов. Ввиду высокой адаптивности к условиям произрастания, в этом аспекте представляет значительный интерес культура цикория обыкновенного, как высокоценного инулинсодержащего растения, подземная часть которого используется для получения безвредных заменителей кофе, культивируемого в ряде регионов России, а также в Белоруссии, Бельгии, Германии и других странах.

С учетом актуальности изучения биологии и технологических особенностей цикория на пойменных землях горных рек и речек, разработки испытания технологических приемов его выращивания на пахотных угодьях таких же земель, нами ставилась цель: исследовать степень и характер распространения цикория обыкновенного, испытать технологию создания плантаций хозяйственного назначения, в том числе на пахотных землях, разработать и испытать приемы технологической переработки корневой биомассы для дальнейшего хозяйственного использования.

Поставленная цель достигалась путем решения следующих задач:

1. Выделения в натуре участков естественного распространения цикория обыкновенного. I.

2. Определения состава растительных сообществ, в которых наиболее широко распространен изучаемый объект. 3. Изучения фенологии развития цикория обыкновенного в условиях пойменных земель.

4. Исследования динамики нарастания биомассы и определения ее качества в процессе развития растений цикория.

5. Выявления эффективности различных вариантов подсева отборных семян, выделенных форм цикория, путем разработки и испытания способов содействия естественному возобновлению зарослей цикория на пойменных землях. «-{ - ,.

6. Изучения влияния применения жидких комплексных удобрений на рост, урожайность и качество корнеплодов цикория в естественных условиях произрастания.

7. Испытания посевов цикория обыкновенного на пахотных землях • семенами различного происхождения, а также двух культурных сортов (Борисовский и Голова угря-306).

8. Испытания различных способов сушки корней для их последующего хозяйственного использования.

9. Определения экономической эффективности использования естественных зарослей цикория обыкновенного на пойменных землях.

Научная новизна выполненной работы заключается в том, что впервые в естественных условиях определены особенности распространения цикория обыкновенного и выявлены характеристики его произрастания в пространственном и временном отношенияхвыделена крупноплодная форма цикория обыкновенногоопределена эффективность подсева отборных семян в существующие зарослях травянистых растений и применения ЖКУ в них, разработан оригинальный и новый способ ускоренной сушки его корнеплодов, для целей хозяйственного использованиявыделены ценные генотипы для использования в мероприятиях по естественному возобновлению травостоев.

Практическая значимость выполненной работы заключается в создании отрасли по выращиванию, заготовке и первичной переработке корней цикория обыкновенного, увеличению ассортимента пищевых производств, повышению занятости сельского населения в густонаселенных местах центрального Предкавказья. В свою очередь, заготовка корней цикория способствует повышению разнообразия пищевых и лекарственных средств, необходимых как фактор повышения благосостояния населения. Искусственная активизация естественного возобновления травостоев цикория обеспечивает повышение продуктивности зарослей на 21−34%, что вызывает длительное и устойчивое увеличение дохода с единицы площади на 15−20%, при уровне рентабельности 77−107%. Выращивание цикория в культуре за пойменных землях, малоиспользуемых в интенсивном полеводстве, позволяет рационализировать систему землепользования в условиях малоземельной республики центральной части Северного Кавказа.

На основании выполненных исследований, обоснованы и выносятся на защиту следующие положения:

1. Характеристика зарослей цикория обыкновенного на пойменных землях степной зоны в бассейнах рек Малки и Баксана в их нижнем течении.

2. Целесообразность и хозяйственная значимость заготовки корней цикория обыкновенного на пойменных землях в естественных травостоях и сеяных на пахотных угодьях.

3. Возможность и необходимость естественного возобновления зарослей цикория и удобрения его жидкими комплексными удобрениями на приречных территориях.

4. Способ ускоренной сушки корней для их хозяйственного использования.

Апробация материалов исследований осуществлена в течение 2002 -2008 г. г., путем обсуждения на совещаниях и конференциях, а также публикации в открытой печати Международного, Федерального (республиканского) и регионального масштабов. Материалы исследований на разных этапах доложены на заседании кафедры технологии Воронежского ГАУ (Воронеж, 2003) — ученого совета факультета технологии того же университета (Воронеж, 2004) — кафедры ботаники и кормопроизводства КБГСХА (Нальчик, 2007) — Всероссийской научно-практической конференции по проблемам повышения качества и стабилизации продуктивности растений в естественных и культурных экосистемах (Нальчик, 2006). Международной научно-практической конференции «Топинамбур и другие инулиносодержащие растения — проблемы возделывания и использования» (Тверь, 2006) — Международной конференции РОСМАН (Самара, 2006) — Международной научно-практической конференции по рациональному использованию биоресурсов в АПК (Владикавказ, 2006, 2007) и других. По результатам исследований получен один патент и опубликовано 7 научных работ, 3 работы опубликованы в изданиях, рекомендованных ВАК РФ для освещения результатов исследований по теме диссертации, в том числе в Международном, Всероссийском и региональном масштабах.

выводы.

В результате проведенных исследований, камеральной обработки полученных данных и обобщения собранных материалов нами сделаны следующие выводы:

1. В условиях пойменных земель горных рек в естественных зарослях на второй и третьей террасах имеются запасы надземной биомассы цикория обыкновенного достигают 8,4 — ^ 12,3т/га, семян — 8,7−12,4 кг/га, а корнеплодов 0,9−1,7 т/га или соответственно по низовьям поймы р. Малка свыше 110 -240 тонн в год. Заготовка корнеплодов цикория, доступна и целесообразна с хозяйственной точки зрения. Естественные травостои цикория обыкновенного отличаются высоким разнообразием по возрастному составу, генотипической изменчивости и, как следствие, морфометрическими параметрами и биологической продуктивностью.

2. За пределы типичных представителей цикория обыкновенного выходят особи, отличающиеся высотой цветоносного стебля, параметры которых превышают 1−1,2 м. Такие особи отличаются более крупными плодами, семена которых, обладают высокой всхожестью и энергией прорастания.

3. На морфометрические параметры цикория влияют как условия места произрастания, так и года вегетации. Так надземная часть розеточных растений цикория на второй террасе в 2004 году оказалась в 1,3 раза меньше, чем в 2005. В свою очередь, на третьей террасе соотношение между этими показателями по тем же годам составил 1,4 кратной значение. А масса розеточных растений показывает, что на второй террасе значение в 1,4 раза больше в 2004 м и в 1,3 раза в 2005 м году. Лучшие условия складываются на второй приречной террасе по сравнению с более высокими, а из числа лет наблюдений выделяются 2004 и 2006. Засушливый период в августе и сентябре 2006 года мало сказалр&ь на / росте и продуктивности цикория, произрастающего на пойменных землях.

4. Выделенные генотипы цикория с высокой продуктивностью надземной массы и урожая корнеплодов пригодны для возобновления и расширения зарослей путем подсева семян в дернину. При этом не зависимо от срока подсева: весеннего или осеннего, лучшим способом является высев смеси из семян цикория с перепревшим навозом и песком в дождливую погоду, в этом случае коэффициент вариации численности образовавшихся розеток снижается до 10% и ниже.

5. Подсев семян отборных форм обеспечивает обильное разрастание розеточных растений, что обеспечивает прибавку урожая корнеплодов цикория в естественных травостоях на 20,0−67,2% пригодного для хозяйственного использования.

6. Культурные сорта цикория обыкновенного Борисовский и Л чГолова угря1 отличаются более высокой урожайностью корнеплодов и семян, чем дикая крупноплодная форма (разница в средней массе одного корнеплода между 2004 м и 2005 м годами достигала 26−35 грамм или 24,3−34,1%, а у дикой формы составила 2,3 г или всего 2,7%, а урожай семянок у культурных сортов оказался на 22−33% выше, чем у дикой). Дикая форма отличается более высокой толерантностью к условиям среды, что проявляется в меньших колебаниях продуктивности и морфометрических показателей растений в разные годы вегетации.

7. Локальное, по надземной массе, внесение жидких комплексных удобрений на основе водного раствора Плантафола обеспечивает усиление роста зеленой массы розеточных и цветоносных растений цикория и повышение урожая корнеплодов, где розеточные растения превосходят стрелкующиеся в 1,7−4,7 раза. При этом одним из важнейших факторов силы влияния ЖКУ является срок их внесения. В условиях пойменных земель степной зоны такими сроками являются май и июль с дозой внесения по 1 т/га (2,5 кг/га по действующему веществу), В свою очередь использование ' ЖКУ в три срока, включая июльский, позволило получит прибавку инулина в 5,1%, что несколько выше уровня, отмеченного на втором варианте (только майского внесения жидких удобрений).

8. В технологическом процессе первичной и основной переработки корнеплодов целесообразно использовать перегретый водный пар с температурой 180−200°С, который позволяет совместить такие операции как очистка корнеплодов и их сушка, что приводит к снижению затрат времени в 5,7 и энергии в 2,3 раза. При этом повышается качество конечной продукции: молотых корнеплодов, используемых для приготовления цикорийного кофе.

9. Корнеплоды, заготовленные из розеточных растений отличаются большими размерами и массой, более высоким содержанием углеводов, в том числе растворимых и, особенно, инулина, по сравнению с цветоносными экземплярами. Последние отличаются от первых более высоким содержанием клетчатки, что снижает качество корнеплодов как инулиносодержащих компонентов.

Заготовка корнеплодов цикория обыкновенного в условиях пойменных земель позволяет получить свыше 10 тысяч рублей чистого дохода с одной тонны корнеплодов или заработка свыше 450 рублей в день. Подсев отборных семян из выделенных генотипов позволяет поднять уровень условного чистого дохода и, соответственно заработной платы, более чем в 1,5 раза, что позволяет решить локальные задачи по повышению занятости сельского населения.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ДЛЯ ПРАКТИЧЕСКОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ.

В естественных условиях с участием цикория обыкновенного заготовку его корнеплодов следует вести, главным образом розеточных особей, а также имеющих один цветоносный стебель без ветвления в верхней части.

Для повышения продуктивности естественных зарослей цикория целесообразно проводить подсев отборных семян из выделенных генотипов, отличающихся, главным образом высотой цветоносного стебля (более 1−1,2 м). Замоченные на сутки семена в набухшем состоянии смешивать с сырым песком и навозом в соотношении по объему: 1: 10: 10 и разбрасывать по травостою с расходом смеси из.

3 ^ расчета 1 кг (1,2 — 1,5 дм / 100 м~), желательно в сырую погоду (с моросящими осадками, каковые нередко бывают ранней весной или поздней осенью). Для создания плантаций цикория на пахотных землях следует использовать культурные сорта, а для селекции и дикие формы с выдающимися показателями продуктивности.

Повышение продуктивности цикория достигается также путем локального опрыскивания надземной части, преимущественно розеточных растений раствором Плантафола — 4, в концентрации 250 г/ 100 литров и расходом по 10 л на 100 м в первой декаде мая и первой-второй декаде июля.

Очистку корнеплодов, их сушку и «прожаривание» целесообразно проводить путем обработки «сухим» перегретым паром.