Содержание к диссертации
Введение
1. Аналитический обзор литературы поцикорию обыкновенному 9
2. Объекты, условия и методика проведения исследований 23
2.1. Объекты исследований 23
2.2. Природные условия места проведения исследований 24
2.2.1. Рельеф и гидрологические условия 22
2.2.2. Температурный режим воздуха в районе проведения исследования 25
2.2.3. Режим выпадения осадков в районе проведения исследований 28
2.2.4. Почвенный покров экспериментальных участков 29
2.3. Методика проведения исследований 34
Результаты исследований 40
3. Цикорий обыкновенный в естественных условиях произрастания 40
3.1.Участие цикория обыкновенного в естественных условиях произрастания 40
3.2. Морфометрия надземной части цикория обыкновенного в зависимости от условий произрастания 47
3.3. Возрастные периоды развития цикория обыкновенного 50
3.4. Разнообразие параметров вегетативных органов и соцветий цикория обыкновенного в зависимости от условий произрастания 54
3.5. Разнообразие семян и фенология развития соцветий цикория обыкновенного в естественных условиях произрастания 62
3.6. Посевные качества семян цикория обыкновенного 70
3.7. Развитие корнеплодов и корневой системы цикория обыкновенного в естественных условиях произрастания 72
4. Способы создания плантаций и повышения продуктивности цикория обыкновенного 89
4.1. Влияние сроков и способов подсева отборных форм цикория обыкновенного на формирование зарослей на пойменных землях 89
4.2. Влияние подкормок ЖКУ на рост и продуктивность цикория в естественных условиях произрастания 99
5. Продуктивность цикория обыкновенного в культуре на пахотных пойменных землях 113
5.1 Рост надземной части цикория обыкновенного в полевых условиях 113
5.2 Урожайность и качество корнеплодов изучаемых фенотипов в культуре 116
5.3 Семенная продуктивность цикория на второй год вегетации при выращивании на пахотных землях 121
6. Технологические аспекты первичной переработки корнеплодов цикория обыкновенного 123
7. Экономическая оценка заготовки и хозяйственного использования цикория обыкновенного на пойменных землях 128
Выводы 131
Предложения для практического использования 134
Список использованной литературы 135
Приложение -146
- Температурный режим воздуха в районе проведения исследования
- Разнообразие семян и фенология развития соцветий цикория обыкновенного в естественных условиях произрастания
- Влияние подкормок ЖКУ на рост и продуктивность цикория в естественных условиях произрастания
- Семенная продуктивность цикория на второй год вегетации при выращивании на пахотных землях
Введение к работе
Актуальность работы. Одним из видов, обладающим широким ареалом распространения и являющимся хозяйственно ценным в качестве пищевого, лекарственного, декоративного, природоохранного и поч-воулучшающего растения является цикорий обыкновенный (Cichorium intybus L.) 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.. Изучение ресурсов и биоэкологических особенностей цикория обыкновенного на пойменных землях представляет собой важный элемент рационального природопользования и актуально с позиций ведения хозяйства и использования растительных ресурсов естественных фитоценозов.
С учетом этого нами ставилась цель: исследовать степень и характер распространения цикория обыкновенного, определения его ресурсов на землях горных рек и речек, разработки и испытания приемов технологической переработки корневой биомассы для дальнейшего хозяйственного использования.
Поставленная цель достигалась путем решения следующих задач: выделения в натуре участков естественного распространения цикория обыкновенного; определения состава фитоценозов, в которых наиболее широко распространен цикорий; изучения фенологии развития растения в условиях пойменных земель; исследования динамики нарастания биомассы и определения ее качества в процессе развития цикория; выявления эффективности различных вариантов подсева отборных семян, выделенных форм, путем разработки и испытания способов содействия естественному возобновлению зарослей цикория на пойменных землях; изучения влияния применения жидких комплексных удобрений на рост, урожайность и качество корнеплодов цикория в естественных условиях произрастания; испытания различных способов сушки корней для их последующего хозяйственного использования; определения экономической эффективности использования естественных зарослей на пойменных землях.
Научная новизна заключается в том, что впервые в условиях естественных фитоценозов определен биоресурс цикория обыкновенного и выявлены характеристики его произрастания в пространственном и временном отношениях; определены эффективность подсева отборных семян в существующие ценозы травянистых растений и применения ЖКУ на них, разработан новый способ ускоренной сушки его корнеплодов, для целей хозяйственного использования; вьщелены ценные генотипы для использования в мероприятиях по естественному возобновлению травостоев.
Исследования являются составной частью тематического плана НИР КБГСХА (шифр 06.01.0905, номер государственной регистрации 0120.0 802390).
Практическая значимость работы заключается в создании отрасли по заготовке и первичной переработке корней цикория обыкновенного, что способствует повышению занятости сельского населения; повышению разнообразия пищевых и лекарственных средств, как фактора 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%.
На основании выполненных исследований, и выносятся на защиту следующие положения:
-
Естественные и хозяйственные биоресурсы цикория обыкновенного на пойменных землях рек Малки и Баксана в их нижнем течении.
-
Целесообразность и хозяйственная значимость заготовки корней цикория обыкновенного на пойменных землях.
-
Возможность и необходимость естественного возобновления зарослей цикория и удобрения его жидкими комплексными удобрениями на приречных территориях.
-
Способ ускоренной сушки корней для их хозяйственного использования.
Личный вклад автора заключается в постановке проблемы, определения цели и задач исследований, выборе методов, проведения полевых исследований и анализе полученных данных.
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, 2005); 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).
По результатам исследований получен один патент и опубликова-
дов, 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 ину-линосодержащих компонентов.
10. 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.
В условиях естественных ценозов с участием цикория обыкновенного заготовку его корнеплодов следует вести, главным образом розе-точных особей, а также имеющих один цветоносный стебель без ветвления в верхней части.
Для повышения продуктивности естественных популяций 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 расчета 1 кг (1,2 -1,5 дм3/ 100 м2), желательно в сырую погоду (с моросящими осадками, каковые нередко бывают ранней весной или поздней осенью).
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 м2 в первой декаде мая и первой-второй декаде июля.
Очистку корнеплодов, их сушку и «прожаривание» целесообразно проводить путем обработки «сухим» перегретым паром.
По материалам диссертации опубликованы следующие работы:
1. Сизоненко О. А. Характеристика изменений естественных фитоце-нозов в пойме p.p. Малки и Терека / О. А. Сизоненко // Материалы научной конференции «Проблемы повышения качества и стабилизации продуктивности в естественных и антропогенных экосистемах» - 15-18 июня 2006 г. - Нальчик, 2006 г. - С. 113-115.
лее высокими, а из числа лет наблюдений выделяются 2004 и 2006. Засушливый период в августе и сентябре 2006 года мало сказались 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 зави
симо от срока подсева: весеннего или осеннего, лучшим способом явля
ется 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.
-
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.
-
Культурные сорта цикория обыкновенного Борисовский и Голова угря отличаются более высокой урожайностью корнеплодов и семян, чем дикая крупноплодная форма (разница в средней массе одного корнеплода между 2004м и 2005м 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 морфо-метрических показателей растений в разные годы вегетации.
-
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 получить прибавку инулина в 5,1%, что несколько выше уровня, отмеченного на втором варианте (только майского внесения жидких удобрений).
-
В технологическом процессе первичной и основной переработки корнеплодов целесообразно использовать перегретый водный пар с температурой 180-200С, 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.
-
Корнеплоды, заготовленные из розеточных растений отличаются большими размерами и массой, более высоким содержанием углево-
но 6 научных работ.
Объем и структура работы. Диссертация изложена на 146 страницах компьютерного текста, состоит из введения, обзора литературы, результатов исследований, выводов, практических рекомендаций и предложений производству. Содержит 30 таблиц, 10 рисунков. Список использованной литературы включает 123 источника, в том числе 12 на иностранных языках.
Температурный режим воздуха в районе проведения исследования
Основным объектом наших исследований являлись естественные заросли цикория обыкновенного сформировавшиеся на пойменных землях в пределах нижних русловых террас горных речек (между селениями Прималкинское и Сарское) Существующие травостои этого растения расширялись нами за счет искусственного внедрения мероприятий по возобновлению зарослей путем подсева выделенных форм с хорошо развитыми каудексами. При этом, объектами для отбора улучшенных форм цикория служили заросли не только в пределах поймы р. Малки, но и в других условиях, главным образом, в степной зоне Кабардино-Балкарии.
Помимо растений, выделенных из естественного генофонда, в культуре нами использованы семена сортов Борисовский и Голова угря-306, приобретенных в НИИ сахарной свеклы и сахара им. А.Л. Мазлумова (Рамонский р-н, Воронежской области).
Урожайность сорта Борисовский на второй год вегетации достигает 250-320 ц/га при средней массе одного каудекса - 65 г. с содержанием углеводов до 20%, в том числе инулина - 14-16%. Сорт Голова угря - 306, характеризуется значительным утолщением корнеплода в его верхней части: диаметр достигает 5-6 см, а масса каудекса — 70-75г. с содержанием углеводов в корнеплодах на фоне внесения 180 кг/га Р2О5 в виде двойного суперфосфата составляет в благоприятные годы 20-22% и в годы с обилием осадков - 17-19% (Хмелев и др., 2003; Коломейченко, 2007 и др.).
В качестве сопутствующих объектов исследований нами выделены два типа участков пойменных земель, которые различаются по своему генезису. Первый участок, площадью 1,7 гектара расположен на второй приречной террасе р. Малки, а второй - на третьей. Площадь второго участка составляет 2,6 га. Выбранные участки земель удалены соответственно на 120-140 и 180-230 метров от русла р. Малки и используются в качестве временных выгонов. Для пахоты земли прирусловой части поймы не пригодны из-за сильной закамененности. Кроме того, ввиду высокой аридности здесь возможно возделывание культурных растений только на орошении. В свою очередь, высокая ксерофильность цикория, обеспечивает ему стабильное участие в травостое в течение всего теплого периода.
Пахотный участок, на котором проведены опытные посевы находится в пределах землепользования ОПХ Терского техникума (г. Прохладный). Его территория занимает площадь 0,28 га и включается в поле севооборота, площадью 166 га, по его пойменной части (по верхней границе третьей надпойменной террасы).
Рельеф и гидрологические условия Выбранные участки, на которых проводились исследования с цикорием обыкновенным представляют собой выровненные, но слабонаклонные (крутизной до 1,5 ) террасы. На первом участке сохранились следы его затопления, которое отмечалось в июне 2002 года, когда за трое суток выпало в отдельных местах предгорий и гор свыше 220 мм осадков. В результате резкого и значительного, более чем на 3 метра, поднятия уровня воды в р. Малке на второй террасе остались отложения твердых фракций водного потока. В отдельных местах мощность таких отложений в виде песка и ила достигала 0,5 м и больше. Ввиду того, что слой воды на второй террасе в период максимального расхода воды в русле р. Малки достигал 0,5-1 метра, а почва участка в значительной части покрыта зарослями травянистого покрова и кустарников, следов вторичной денудации этой террасы не отмечено.
Третья терраса не подвергалась затоплению, хотя в отдельных местах сток достигал мощности 10-20 см. При этом отложений твердых фракций на втором участке не выявлено. То есть на втором участке влияние затопления части поймы не проявилось. Как первый, так и второй участки расположены по левобережью и в местах нижнего течения р. Малки (выше сел. Сарское) имеют южную экспозицию (направление течения реки - широтное, с запада на восток). В период максимального расхода воды в русле реки средняя глубина грунтовых вод на второй террасе составляет 2,5 - 3,5 и на третьей - 4,5 - б метров. Колебания уровня грунтовых вод в течение сезона вегетации достигают + 0,9 м. Самый глубокий уровень стояния фунтовых вод отмечается поздней осенью - ранней зимой, когда нет таяния ледников. Грунтовые воды пресные. Сухой остаток фунтовых вод составляет 12,4 -21,0 мг/л, что позволяет использовать их для полива. Отрицательное влияние их на растительность и почвенный покров не проявляется.
Температурный режим воздуха в районе проведения исследований Теплообеспеченность среды — один из факторов практически не регулируемый для больших территорий. Он является одним из ведущих и незаменимых среди лимитирующих факторов, обеспечивающих нормальный рост и развитие растений. Основным показателем непосредственно связанным с теплообеспеченностью является температура окружающей среды, главным образом воздуха.
Для степных регионов центрального Предкавказья характерен континентальный режим теплобеспеченности, который характеризуется высокими суточными и годовыми амплитудами температуры. По данным многолетних наблюдений, а также за годы проведения исследований температура воздуха в районе носила как типичные для зоны черты, так и специфические, характерные для последнего десятилетия (табл. 1)
Разнообразие семян и фенология развития соцветий цикория обыкновенного в естественных условиях произрастания
В своих опытах мы использовали форму Плантафол - 4 (20.20.20). Расход препарата составлял 5 кг/га, При этом, в соответствии с рекомендациями фирмы «АгроМастер» (2003) оптимальной концентрацией водного раствора принято 250 г/гектолитр. То есть на 1000 м3 воды отбирали 2,5 кг препарата.
Расчетной нормой расхода жидкости нами принято 2 тонны на гектар, что соответствует расходу Плантафола равному 5 кг/га. Такой расход фирмой рекомендуется для овощных и полевых культур.
Поскольку Плантафол - 4 разработан и используется в практике для удовлетворения растений в макро- и микроудобрениях на различных стадиях их развития, нами определены варианты его использования однократно полной дозой, то есть 2 т/га ЖКУ в сравнении с двукратным - в мае и июле по 1 т/га (вариант 3) и в мае и сентябре (вариант 4), а также трехкратно, в мае (1 т/га) и июле и сентябре (по 0,5 т/га) - вариант 5. Контролем служили участки естественного травостоя с типичным участием в нем цикория обыкновенного. Раствор Плантафола (ЖКУ) вносили путем опрыскивания ранцевым ручным опрыскивателем всей надземной части розеточных и стеблевых растений цикория в пределах выделенных экспериментальных делянок.
Под каждым из вариантов занято по 150 м площади пойменных земель на третьей надпойменной террасе: по 50 м в одной повторности. Размеры делянок 5X10 метров ориентированных длинной стороной вдоль русла р. Малки.
Эффективность применения жидких комплексных удобрений (ЖКУ) на основе водного раствора Плантафола — 4 оценивали по росту надземной части розеточных и стрелкующихся растений по состоянию на начало сентября в течение 2004-2006 годов. Кроме того, у обеих форм надземной части, определена урожайность в пересчете на 1 гектар площади пойменных земель. Ввиду того, что корнеплоды цикория используются в качестве пищевого продукта, богатого инулином, определено содержание сухого вещества в очищенных от песка и почвы образцах в состоянии влажности на третий день после выкопки. Определение содержания углеводов, в том числе инулина, проведено гидролизным методом.
В посевах цикория проведено сравнительное изучение продуктивности выделенных нами крупноплодных форм и двух апробированных в других регионах сортов. Сорта (2) и выделенная из естественного генофонда крупносемянная форма, высевали на отдельных делянках площадью по 40 м каждая в трехкратной повторности. Размещение сортов -рендомизированное. Семена высевали 12 апреля 2004 и 15 апреля 2005 года, сеялкой СКОН-4,2 с междурядьями 45 см на глубину 1,5-2 см. Посевы прикатывали гладким катком. За период вегетации провели по четыре междурядных обработки и по одному прореживанию вручную. Прореживание проводили в первой декаде мая, когда образовалось по 3 настоящих листочка. Опытные делянки разделяли пополам, с тем, чтобы на одних провести учет урожая корнеплодов в год посева, а на вторых - урожай семян на второй год после посева. Урожай корнеплодов учитывали в третьей декаде октября 2004 и 2005 годов, а семян в первой декаде августа соответственно 2005 и 2006 годов.
В сеянных культурах цикория определяли степень развития листового аппарата в течение вегетации, урожайность сортов по выходу корнеплодов и их морфологические (средняя масса одного корнеплода) и биохимические характеристики по выходу полезных органических веществ. Помимо полезных веществ, для оценки качества корнеплодов в них спектрометрическим методом определено содержание нитратного азота и тяжелых металлов. Сопутствующие учеты и измерения проводили по стандартным методикам, принятым в растениеводстве и геоботанике. Экономическая эффективность определена по балансовому методу путем расчета расходной и доходной частей (Дубрава, 1992). Достоверность результатов и различий между отдельными выборки определена по величине дисперсии, наименьшей существенной разнице по t-критерию Стьюдента, а для качественных изменений по F-критерию Фишера (Доспехов, 1985; Лакин, 1990; Урбах, 1967). В случае определения достоверности отдельных признаков, используемых для выделения специфических характеристик на генотипическом уровне, нами использован показатель % - рассчитанный по Г.Ф. Лакину (1990). Материалы исследований обработаны методом вариационной статистики на ЭВМ типа Pentium IV с использованием программного обеспечения Statistik -2003 в Excel. В конце прошлого века (1982-87 г.г.) в районе проведения исследований предполагалось затопление части поймы р. Малки ввиду проектируемого строительства Терско-Малкинского гидроузла с площадью затопления 35 км . Во избежание потери ценных генотипов растений, обитающих в пойме проведено комплексное геоботаническое обследование территории затопления сотрудниками кафедры ботаники КБАМИ (Фисун, Гринько, 1988). По результатам проведенных обследований в качестве доминантов в естественных травостоях выделяются злаковые растения. При этом отмечается, чем ближе к урезу воды, тем больше в составе травостоев представительство мезофитов, которые в значительной мере вытесняют ксерофитов. В результате проведенных нами обследований тех же территорий, отмечено увеличение доли рудеральных растений, среди которых на более возвышенных местах (третья терраса), часто встречаются сорные полевые растения: бодяк, осот и другие. В то же время во всех местах проведения учетов во второй половине лета выделяются экземпляры цикория обыкновенного, особи которого произрастают как единично, так и небольшими группами (рис. 2). Характеристика видового состава естественных травостоев на пойменных участках показывает, что цикорий обыкновенный, как правило, вытесняется из зарослей, в которых доминируют корневищевые травы, особенно пырей и в меньшей мере - кострец безостый (табл. 6).
Влияние подкормок ЖКУ на рост и продуктивность цикория в естественных условиях произрастания
Содержание в сухом веществе протеина колеблется в незначительных пределах и, как в среднем за 3 года, так и по местам произрастания существенной разницы в этом показателе не выявлено. Разница в содержании белков в корнеплодах цикория на второй террасе по годам вегетации достигает 0,2% или 5,9% по отношению к среднему за 3 года. На третьей террасе при такой же абсолютной разнице, относительные изменения содержания протеина составили в среднем практически такую же величину -5,7%. В целом, можно отметить, что содержание протеина в первую очередь обусловливается биологическими особенностями растений. По-видимому, цикорий обыкновенный достаточно консервативен в отношении накопления протеина в корнеплодах, что проявляется в малых изменениях этого показателя как в зависимости от места произрастания, так и в разных метеорологических условиях лет вегетации, по результатам которых проводились биохимические анализы.
Содержание жира в корнеплодах практически всех растений образующих подобного рода видоизменения, как и содержание протеина отличается высокой стабильностью по годам вегетации и в зависимости от места произрастания цикория. Так, максимальная разница в этом показателе на третьей террасе составила 0,02% или 6,7% по отношению к среднему за 3 года. На третьей террасе эти изменения составили всего 0,1% или 3,2%. При том, что значение наименьшей существенной разницы составило 0,03%, нельзя считать выявленные закономерности достоверным результатом влияния отдельных факторов на содержание жира в корнеплодах. Такие изменения вписываются в пределы ошибки измерений.
За счет механических, проводящих и покровных тканей в корнеплодах цикория содержится практически одинаковое количество клетчатки. Содержание ее только в 2005м году на второй террасе оказалось существенно выше, чем в 2004м году. В зависимости от условий места произрастания достоверных различий в содержании целлюлозы в корнеплодах цикория не подтверждается. В целом, по содержанию клетчатки корнеплоды цикория обыкновенного в естественных травостоях несколько выше, чем в таких же органах других растений (свеклы, редиса и др.) в культуре. Снижение количества клетчатки - основное направление оптимизации срока заготовки корнеплодов и других способов воздействия на травостои.
Корнеплоды цикория обыкновенного отличаются довольно высоким содержанием растворимых и нерастворимых углеводов, что положительно сказывается на их потребительских свойствах. Совокупность всех углеводов в анализируемых органах растений, практически представляет собой комплекс безазотистых экстрактивных веществ (БЭВ), содержание которых в корнеплодах цикория достигает 50 и больше процентов от их абсолютно сухого вещества (АСВ).
Из растворимых углеводов представляет значительный интерес содержание в корнеплодах фруктозы. Установлено, что этот показатель существенно меняется в зависимости от условий лет вегетации. Так, максимальное ее содержание, отмеченное в 2006 году, было существенно выше, чем в 2004м, при том в обоих местах произрастания. В свою очередь, разница между средними за 3 года значениями содержания фруктозы в корнеплодах в зависимости от места произрастания цикория составила 0,4% или 6,3% по отношению к среднему.
Из нерастворимых в воде углеводов наибольшее содержание в корнеплодах цикория - инулина. В благоприятные для накопления углеводов годы, его содержание достигает 30 и больше процентов в сухой массе корнеплодов. Так, в 2006 году содержание инулина в цикории, произрастающем на второй террасе было на 3,5% больше, чем в 2004м году. Относительная разница по сравнению со средним за 3 года значением достигла 11,5%. На третьей, более высокой террасе абсолютная разница составила 3,7%, а относительная - 12,6%.
Разница между средними за 3 года значениями, вызванная различиями условий произрастания составила 1,1% (относительная - 3,6%). В целом, разница в содержании инулина, обусловленная условиями лет вегетации в обоих местах произрастания существенная. В зависимости от места произрастания разница в анализируемом показателе не достоверная и укладывается в параметры ошибки измерений. То есть, содержание инулина в корнеплодах цикория обыкновенного, произрастающего на пойменных землях, практически однозначное по всей припойменной части русел рек.
Следует отметить, что высокое содержание инулина - является определяющим фактором использования корнеплодов цикория обыкновенного в хозяйственных целях, главным образом в качестве заменяющего сахар средства в практике профилактики множества заболеваний и, прежде всего, сахарного диабета.
Из числа других углеводов: пентозаны (в молекуле содержится 5 атомов углерода) содержатся в корнеплодах практически на одинаковом уровне, как в зависимости от условий места произрастания, так и по годам вегетации. За все годы наблюдений не отмечено превышения разница в содержании пентозанов границ доверительного интервала. Также не выявлено существенных изменений анализируемого показателя в зависимости от места произрастания травостоев цикория.
Несколько иная картина обстоит с изменениями содержания в корнеплодах левузола - разновидности фруктозы. Отмечено, что накопление левузола ко времени хозяйственной готовности корнеплодов в 2004 году было существенно ниже, чем в 2006м. При этом такая закономерность характерна для обоих мест произрастания цикория.
В целом, разница в анализируемом показателе между крайними по годам вегетации значениями на второй террасе составили 1,8% (19,1%), а на третьей соответственно 2,0 или 20,6% по отношению к среднему за 3 года значению. В свою очередь, разница, вызванная условиями места произрастания составила максимум 0,5% (2005 год), что составило немногим более 5,0%. То есть условия места произрастания оказали на накопление левузола влияние в среднем в 4 раза слабее, чем условия лет вегетации. Корнеплоды цикория содержат незначительное количество горького вещества, придающего привкус кофе - интибина. Как показывают результаты анализов, содержание интибина значительно повышается в засушливые годы. Так, в 2005м году его количество в корнеплодах балы в 1,3 -1,2 раза выше, чем в 2004м. При этом в обоих местах произрастания разница по отмеченным годам оказалась существенной. По отношению к среднему за 3 года значению количества интибина в 2005 м году составило 22% на второй террасе и 20% - на третьей. Разница в среднем за 3 года вегетации по местам произрастания достигла 0,01% или около 10% по отношению к средним значениям.
Таким образом, корнеплоды, полученные в засушливые годы, а также в более сухих местах произрастания отличаются более высокой горечью, за счет повышенного содержания интибина. Снижения горечи можно достичь путем купажирования измельченной массы сухих корнеплодов и, тем самым, выбора оптимального по вкусовым качествам состава кофе из цикория.
Семенная продуктивность цикория на второй год вегетации при выращивании на пахотных землях
Так, во все годы и на всех вариантах внесения ЖКУ по сравнению с контролем установлена существенная разница, как у розеточных растений, так и у стрелкующихся, а также от всех произрастающих особей. При этом урожай корнеплодов, собранный из розеточных растений намного превышает, полученный из стрелкующихся растений.
Так, на контроле урожай корнеплодов розеточных растений, произрастающих в разные годы, был в 1,88 - 2,7 раза больше, чем стрелкующихся, то есть с развитым цветоносным стеблем. Максимальные отклонения за годы вегетации (1,5 ц/га) по отношению к средней за 3 года урожайности розеточных растений на контроле достигли 21,1%., а у стрелкующихся - 1,8 ц/га или 52,9%.
В случае применения 2 т/га ЖКУ в мае месяце урожай с розеточных растений по сравнению с контролем увеличился на 4,2 - 6,8 ц/га или соответственно на 67,7 — 88,3%. Со стрелкующихся растений собран уролсай корнепдодов в среднем на 1 ц/га (на 24,9%) больше, чем на контроле. В вою очередь максимальная разница в урожайности стрелкующихся растений по годам вегетации составила на втором варианте 2,3 ц/га или на 52,3%.
На варианте, обеспечившим лучшие показатели роста, где вносили по 1 т/га ЖКУ в мае и июле месяцы, прибавка урожая за счет розеточных растений по сравнению с контролем достигла, в среднем за 3 года вегетации, 9,2 ц/га или 87,6%. Среднегодовая урожайность стрелкующихся растений на этом варианте достигла 5 ц/га, что на 1,6 ц/га (на 47,1%) больше, чем на контроле и на 0,6 ц/га (на 13,6%) по сравнению с вариантом однократного (в мае) внесения ЖКУ. На анализируемом варианте внесения ЖКУ в мае и июле максимальная разница в уролсайности розеточных растений за годы вегетации составила 3,4 ц/га или 23,1% по отношению к среднему за 3 года. В свою очередь уролсай стрелкующихся растений цикория на третьем варианте имел максимальную разницу за тот же период 1,9 ц/га или 38% по сравнению со среднегодовыми показателями.
Таким образом, двукратное, в мае и июле месяцы, внесение ЖКУ в естественные заросли цикория способствует не только повышению урожая корнеплодов, но и выравнивания этого показателя по годам вегетации. Подобная закономерность отмечается как для розеточных, так и для стрелкующихся растений цикория обыкновенного.
В случае внесения ЖКУ в сентябре месяце, когда снижается активность физиологических процессов у растений, вызванных и сопровождающихся значительным понижением температуры воздуха и продолжением засухи, эффективность их резко снижается. Так, на варианте внесения по 1 т/га ЖКУ в мае и сентябре в острозасушливом 2005 году урожайность розеточных растений была хотя и выше, чем на контроле, однако, эта разница не вышла за пределы доверительного интервала. То есть неблагоприятные метеоусловия 2005 года сказались на эффективности применения ЖКУ.
Характерно, что в два других года на этом же варианте разница по сравнению с контролем оказалась существенной. При этом можно предположить, что достаточно высокая влагообеспеченность за счет осадков, выпавших вплотную до августа 2006 года, способствовала более эффективному использованию питательных веществ, вносимых с ЖКУ , чем в засушливом 2005 году, когда осадки прекратились в последней декаде июня.
Урожай корнеплодов у стрелкующихся растений на фоне внесения ЖКУ в мае и сентябре во все годы наблюдений не выявлено существенной разницы между этим вариантом и контролем. При этом в среднем за 3 года на четвертом варианте отмечен существенно меньший урожай корнеплодов у стрелкующихся, а также у всех, произрастающих в популяции растений цикория по сравнению с третьим вариантом. В свою очередь на четвертом варианте урожайность всех форм надземной части цикория оказался значимо выше, чем на контроле.
Трехкратное внесение жидких минеральных комплексных удобрений оказалось более эффективным, чем двукратное в мае и сентябре. При этом в 2004 году разница в урожайности стрелкующихся растений между этими вариантами достигла 0,9 ц/га (21%) и оказалась достоверной для 95 % уровня вероятности. В острозасушливом 2005 году на варианте трехкратного внесения ЖКУ отмечено более, чем 4,5 кратное превосходство урожая розеточных растений по отношению к стрелкующимся. В свою очередь, урожайность розеточных растений оказалась почти в 2 раза выше, чем на контроле.
Таким образом, урожайность цикория в естественных условиях, в случае применения жидких комплексных удобрений, в первую очередь определяется формой надземной части особей. Как правило, розеточные растения превосходят стрелкующиеся, у которых развивается цветоносный стебель, в 1,7 - 4,7 раза. Вторым по значимости влияния на урожай корнеплодов следует признать сроки внесения ЖКУ. Применение их только в мае способствует хотя и достоверной прибавке урожая, все же не является исчерпывающим мероприятием в повышении продуктивности естественных зарослей цикория обыкновенного. При однозначном расходе ЖКУ на единицу площади в сумме за все сроки лучшими вариантами являются майское и июльское, а так же внесение в три срока: в мае, июле и сентябре с половинной дозой в последние два приема.
Представляет производственный интерес изменение качества корнеплодов на фоне различных вариантов применения ЖКУ. Поскольку корнеплоды цикория ценятся, прежде всего, из-за высокого содержания, главным образом, инулина, нами в сорок уборки урожая отобраны типичные образцы на содержание в них сухого вещества и углеводов (табл. 21).
