Введение к работе
Актуальность проблемы. В условиях все возрастающей антропогенной нагрузки на окружающую природную среду и ухудшающегося состояния здоровья населения весьма важное значение приобретает проблема круглогодичного обеспечения его высококачественной экологически чистой продукцией.
Особенно актуальна эта проблема в промышленно развитых регионах страны с выраженным экологическим неблагополучием - Восточной и Западной Сибири, в т. ч. и в Кузбассе, на Урале, Кольском полуострове и др. Причем Кемеровская область по совокупности негативного воздействия на природные объекты признана зоной экологического бедствия, а по климатическим условиям - зоной рискованного земледелия. Ее территориальная ограниченность и недостаток посевных площадей во многом предопределяют широкое применение выращивания овощей в защищенном грунте.
Плоды и овощи, являясь ценными по содержанию биологически активных веществ и обладая радиопротекторными свойствами, в то же время могут быть источником потенциально опасных для здоровья человека тяжелых металлов, радионуклидов, нитратов, которые попадают в продукцию в результате общего загрязнения среды обитания. Поэтому в индустриально развитых регионах с напряженным земельным балансом для решения продовольственной проблемы необходимо создавать альтернативные технологии производства, основанные на рациональном землепользовании, позволяющие экономить почвенные ресурсы и способствующие обеспечению населения безопасными продуктами питания в течение всего года.
Опыт и практика производства плодоовощной продукции в районах потребления свидетельствуют об экономической целесообразности использования местного минерального сырья для выращивания ее в защищенном грунте.
Природные цеолиты признаны наиболее перспективными почвозаме-нителями для овощеводства защищенного грунта, поскольку обладают рядом полезных свойств. На территории Российской Федерации разработано более 2D месторождений, прогнозируемые запасы только одного Пегасского месторождения в Кемеровской области составляют свыше 500 млн. тонн. Они относительно дешевы, а достаточная сырьевая база позволит обеспечить потребности тепличных хозяйств региона в искусственных почвозаменителях с более длительными сроками эксплуатации по сравнению с традиционными материалами на сотни лет.
Отсюда возникает необходимость в изучении влияния пегасина на формирование качества овощей в процессе выращивания.
При изъятии плодородного слоя для составления тепличных субстра-
тов, равно как и при добыче полезных ископаемых открытым способом, нарушаются естественные природные ландшафты, что приводит к ухудшению экологической обстановки и требует проведения рекультивации земель, подвергнутых комплексному техногенному воздействию. В решении проблемы восстановления и возвращения в государственный лесной фонд земель, испытавших техногенез, важная роль принадлежит лесной рекультивации с помощью растений-мелиорантов, в частности, облепихи. Это позволяет создать на нарушенных землях искусственные экосистемы многофункционального назначения.
В этой связи наиболее перспективными направлениями в решении проблемы рационального природопользования и воспроизводства природных ресурсов в регионах с ограниченными полезными площадями являются применение новых видов искусственных почвозаменителеи для нужд овощеводства защищенного грунта, а также рекультивация лишенных плодородного слоя "бросовых" земель.
Получение плодоовощной продукции на основе интенсивных технологий, обеспечивающих рациональное землепользование, позволит улучшить экологическую ситуацию в регионе за счет более эффективного использования полноценных плодородных почв и минерально-сырьевых ресурсов. Кроме того, применение указанных ресурсосберегающих технологий поможет существенно изменить структуру питания населения Кузбасса за счет потребления экологически чистой овощной продукции и позволит приблизить фактическое потребление свежих овощей к физиологически обоснованной норме.
Цель и задачи исследования. Цель диссертации - разработка научных основ формирования гарантированного качества, безопасности и сохраняемости плодоовощной продукции, выращиваемой на основе технологий рационального землепользования.
В соответствии с вышеуказанной целью в работе были поставлены следующие задачи:
установить возможности получения высококачественной экологически чистой продукции, выращенной на искусственных почвосмесях (ИПС) и рекультивируемых землях;
разработать альтернативные малоотходные технологии, позволяющие увеличить объемы производства плодоовощной продукции без вовлечения в народнохозяйственный оборот дополнительных площадей плодородных земель;
изучить изменения комплекса потребительных свойств, которые происходят при выращивании и дозревании овощей, выращенных на ИПС;
изучить структурные свойства пегасина как неспецифического ком-
понента тепличного грунта для выявления механизма формирования потребительских свойств томатов и огурцов, выращенных на ИПС;
оценить влияние цеолита на качество и сохраняемость овощей и определить предельные сроки их хранения при разных вариантах ресурсосберегающих технологий;
установить безопасность овощной продукции, выращенной с применением ресурсосберегающих технологий выращивания с использованием природных цеолитов;
обосновать целесообразность увеличения объемов продовольственных ресурсов за счет облепихи с рекультивируемых земель;
разработать малоотходную технологию переработки облепихи с рекультивируемых земель и изучить качество вторичного сырья - облепихо-вого порошка, полученного из обезвоженного шрота, оставшегося после отделения сока, для нужд перерабатывающей промышленности;
изучить возможность использования облепихи для обогащения бедных БАВ сахаристых кондитерских изделий;
определить наиболее рациональные способы консервирования и хранения замороженных ягод с рекультивируемых и плодородных земель.
Рассматриваемая проблема решалась в соответствии с республикански программой Р.087.03.06.04 - "Цеолиты России", разработанной ЗО АН СССР на основании Постановления СМ РСФСР № 199 от 22.06.89 'О республиканских научно-технических программах", раздел "Применение природных цеолитов в отраслях народного хозяйства РСФСР", а также темой НИР Кемеровского НИИСХ - "Разработать приемы эффективного использования природных и модифицированных цеолитов в производстве экологически чистой продукции растениеводства", подтемой "Томаты в малообъемном цеолитовом субстрате". Они изучались, с эдной стороны, в соответствии с ХД 29.54.02-91Ц/53, заключенным между <емеровским НИИСХ и Департаментом сельского хозяйства Администрации Кемеровской области, а с другой - в соответствии с договором о "ворческом содружестве между Кемеровским НИИСХ и Кемеровским інститутом коммерции МГУК (до 1991 г. - Кемеровский УКП Московско-о коммерческого института).
Научная новизна. На основе анализа литературных и собственных жспериментальных данных научно и теоретически обоснована возмож-юсть увеличения объемов производства продуктов питания в промышлен-ю развитых регионах страны без существенного прессинга на окружаю-цую природную среду и вовлечения в сельхозоборот дополнительных юлезных площадей.
Разработаны научные основы формирования качества плодоовощной
продукции, выращиваемой с применением альтернативных технологий. Изучен механизм влияния искусственных почвосмесей на качество свежих овощей, для чего установлены некоторые физикохимические свойства пе-гасина.
Определены корреляционные зависимости показателей качества овощей, выращенных на ИПС. Выявлено, что по качеству овощи и плоды, выращенные с использованием альтернативных технологий, не уступают, а по ряду показателей даже превосходят продукцию, выращенную по традиционным технологиям.
Обоснована возможность получения безопасной продукции, выращенной на ИПС. Установлено, что использование цеолитов позволяет существенно снизить нитратное загрязнение овощей.
Показана целесообразность использования облепихи с рекультивируемых земель не только как пищевого продукта, но и как сырья для перерабатывающей промышленности.
Практическая значимость работы заключается в использовании ее теоретических положений при оценке ресурсосберегающих технологий и влияния условий выращивания на качество плодоовощной продукции.'
На основе проведенных исследований изучена возможность получения продукции с гарантированным качеством, в т. ч. по показателям безопасности, что позволило рекомендовать новые ресурсосберегающие технологии в производство.
Разработана "Инструкция по способам выращивания овощей на основе цеолита", которая утверждена Департаментом сельского хозяйства Администрации Кемеровской области и рекомендована для применения в системе тепличных хозяйств Кемеровской области.
Новые технологии по производству овощей защищенного грунта предложены взамен традиционно используемых органоминеральных грунтов, цеолитовый субстрат в которых размещается в малообъемном варианте (в полимерной таре - мешках и контейнерах). Такая технология до 1990 года в Кузбассе не применялась. Ресурсосберегающие технологии выращивания внедрены в совхозах-комбинатах "Суховский" и "Тепличный" г. Кемерова, а также "Безруковский" г. Новокузнецка Кемеровской области.
Эти технологии приобретены в 1992 г. Институтом экономики комолек сного освоения природных ресурсов Севера Якутского филиала СО РАН,; также Львовским медицинским институтом для внедрения в производство ( целью получения экологически чистых продуктов питания.
Разработана "Технологическая инструкция по производству и хране нию порошка из обезвоженного облепихового шрота" (ТИ № 0031801-88)
которая применяется в перерабатывающих предприятиях потребительской кооперации Кемеровской области.
Разработана "Технологическая инструкция по производству конфет "Дары Сибири" (ТИ № 18-8-1556-84), глазированных шоколадом, вырабатываемых на основе облепихово-яблочного пюре. Выпуск нового вида конфет осуществляется на кондитерских комбинатах № 1 г. Кемерова и № 2 г. Новокузнецка.
Личное участие автора в работах, опубликованных в соавторстве и использованных для написания диссертации, заключается в теоретическом и методологическом обосновании постановки исследования и обобщении его результатов, в проведении исследований, обработке полученных данных и формулировании выводов работы.
Апробация работы. Основные результаты исследований, изложенные в диссертации, были доложены и обсуждались на научных конференциях в Заочном институте советской торговли (1982-85 гг.), на Всесоюзном совещании "Использование природных цеолитов в народном хозяйстве РСФСР" (Кемерово, 1990); Всесоюзной конференции "Проблемы внедрения природных цеолитов в народное хозяйство РСФСР" (Виноградово, 1990); на научно-теоретических конференциях Кемеровского технологического института пищевой промышленности (1990-1996 гг.); на международной конференции "Проблемы реформирования региональной экономики" (Кемерово, 1994); на научной конференции Кемеровского института коммерции Московского государственного университета коммерции (1994 г.), а также Орловского государственного технического университета (1996 г.).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 38 печатных работ, в т. ч. одна монография.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, семи глав, общих выводов по работе, библиографического списка, состоящего из 304 наименований, в т. ч. 34 иностранных, а также приложений, в которых приведены материалы по практической реализации и внедрению результатов работы.