Научное обоснование, разработка и внедрение новых приемов в технологии производства и хранения картофеля, предназначенного для промышленной переработки и продовольственных целей

На правах рукописи

CАВИНА ОЛЬГА ВАСИЛЬЕВНА

НАУЧНОЕ ОБОСНОВАНИЕ, РАЗРАБОТКА И ВНЕДРЕНИЕ НОВЫХ ПРИЕМОВ В ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА И ХРАНЕНИЯ КАРТОФЕЛЯ, ПРЕДНАЗНАЧЕННОГО ДЛЯ ПРОМЫШЛЕННОЙ ПЕРЕРАБОТКИ И ПРОДОВОЛЬСТВЕННЫХ ЦЕЛЕЙ

Специальность: 05.18.01 - технология обработки, хранения и переработки злаковых, бобовых культур, крупяных продуктов, плодоовощной продукции и виноградарства

06.01.09 - растениеводство

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора

сельскохозяйственных наук

Москва 2009

Работа выполнена на кафедре товароведения и экспертизы ФГОУ ВПО

«Рязанский государственный агротехнологический университет имени П.А. Костычева»

Официальные оппоненты: Доктор сельскохозяйственных наук, профессор

Постников Андрей Николаевич

Доктор технических наук, профессор

Пшеченков Константин Александрович

Доктор технических наук, профессор

Елисеева Людмила Геннадиевна

Ведущее учреждение: Научно-исследовательский институт сельского

хозяйства Центральных районов Нечерноземной

зоны

Защита состоится "____" ноября 2009г. в "_____" часов на заседании диссертационного совета Д.220.043.05 ФГОУ ВПО «Российский государственный аграрный университет – МСХА имени К.А. Тимирязева». Адрес:127550, г. Москва, ул. Тимирязева, 49, тел./факс 976-24-92

С диссертацией можно ознакомиться в Центральной научной библиотеке РГАУ – МСХА имени К.А.Тимирязева

Автореферат разослан "___"_____________ и размещен на сайте ВАК

www. vаk.ed.gov.ru

Ученый секретарь

диссертационного совета Н.Н.Лазарев

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Картофелеводство является одной из самых доходных отраслей рыночной аграрной экономики. При урожайности в 250 ц клубней каждый картофельный гектар дает прибыль в 1,5-2,0 раза больше любой другой культуры. Тем не менее, в последние годы в Российской Федерации наметилась негативная тенденция к сокращению посевных площадей и объемов производства картофеля, резко падает качество клубней. Сельхозпредприятия практически вытеснены с рынка картофеля, и основная нагрузка по обеспечению населения картофелем перешла на частный сектор.

По прогнозам специалистов, в ближайшей и среднесрочной перспективе формирование развитого рынка картофеля будет происходить за счет его производства в личных подсобных хозяйствах жителей села и в садово-огородных кооперативах, где площади посадки данной культуры в 2007 г. составили 2,6 млн га. Постепенно они стали основными производителями товарного картофеля, где для выращивания используется посадочный материал с низкими семенными качествами, отсутствует научно-обоснованный подход к технологии выращивания, сортосмене и сортообновлению. В связи с этим возникли проблемы в снабжении населения высококачественным продовольственным картофелем, а перерабатывающую промышленность – сырьем.

Анализ материалов последних Всемирных конгрессов по картофелю (Коршунов А.В., 2001) показывает, что в мировом производстве этой культуры наблюдается устойчивая тенденция увеличения производства картофеля для переработки и расширения мировой торговли картофелепродуктами. Вместе с тем объемы переработки картофеля в нашей стране по-прежнему очень низки и сильно отстают от развитых стран. Если у нас в переработку используется около 0,5 % произведенного картофеля, то в ряде стран до 20-30% (Англия, ФРГ), а в США – до 70 % (Пшеченков К.А., Давыденкова О.Н., 2004).

Одной из главных причин низкой эффективности переработки картофеля в нашей стране является отсутствие отечественного сырья с заданными характеристиками по доступным ценам. Производство картофеля, пригодного для переработки, не сформировано как целевое высокоэффективное направление. Промышленная переработка определяет свои отличительные требования к картофелю, технологии его возделывания и хранения. Это и сорта, и приемы выращивания, и режимы хранения, и подготовки к переработке. Особенно не достает сортов, пригодных для промышленной переработки. Из более чем 200 сортов, районированных в России в настоящее время, на пригодность к переработке в полной мере оценена лишь небольшая их часть. Кроме того, пригодность картофеля как сырья для переработки определяется условиями выращивания, уборки, хранения и пр. Учитывая это, в каждом картофелепроизводящем регионе необходимо проводить комплексные исследования по выявлению сортов, обладающих улучшенными качественными характеристиками и пригодностью для промышленной переработки. Ориентирование товаропроизводителей на производство таких сортов картофеля и внедрение адаптивных технологий их выращивания и хранения позволит в каждом регионе с учетом конкретных условий создать собственную сырьевую базу для перерабатывающей отрасли. Это в конечном итоге повысит конкурентоспособность и окупаемость данной культуры в условиях рыночных отношений и позволит вывести отечественное картофелеводство из кризисного состояния.

Для бесперебойного обеспечения перерабатывающих предприятий высококачественным сырьем необходимы более совершенные технологии хранения картофеля, основанные на дифференцированном подходе к режимам хранения в зависимости от направлений использования клубней. Перспективным направлением в снижении потерь и сохранении качества клубней и картофелепродуктов на протяжении всего периода использования является применение экологически безопасных технологий хранения с использованием обработки клубней перед закладкой на хранение защитно-стимулирующими средствами биологической природы.

Главная отличительная особенность биопрепаратов от других средств защиты растений – это способность влиять на вредные организмы через стимулирование собственных защитных свойств растений, заложенных в них в процессе эволюции. Стимулируя собственный иммунитет растений, биостимуляторы позволяют индуцировать комплекс неспецифической устойчивости ко многим болезням грибного, бактериального и вирусного происхождения, а также к другим неблагоприятным факторам внешней среды: высоким и низким температурам, стрессам и пр. Использование этой особенности биопрепаратов при хранении картофеля создаёт принципиально новые подходы к управлению сохраняемостью клубней и пригодностью их к промышленной переработке при длительном использовании.

Широкий арсенал биологических иммуностимуляторов, предлагаемых на современном рынке, требует поиска наиболее эффективных препаратов, способных максимально проявлять потенциальные иммуно-индукторные свойства при хранении продовольственного картофеля. Уже вышли на стадию внедрения биопрепараты нового поколения, полученные на основе ауксинов, стероидных и тритерпеновых гликозидов, гидроксикоричных кислот, дозы применения которых исчисляются миллиграммами. В эту группу можно отнести такие препараты, как Эпин-экстра, Силк, Циркон и Крезацин, хорошо зарекомендовавшие себя при выращивании различных сельскохозяйственных культур. Однако, оценка влияния данных препаратов в период хранения картофеля ранее не проводилась, связи с чем изучение иммуностимулирующей способности их при осенней обработке клубней представляется весьма целесообразной.

Задача насыщения продовольственного рынка высококачественным картофелем, а перерабатывающей промышленности – сырьем требует хорошей организации семеноводства, т.е. налаживания производства необходимых объемов высококачественных семян, ускоренного размножения новых, перспективных сортов и поддержания генетически обусловленных признаков и свойств всех допущенных к использованию в производстве сортов. Составной частью первичного и элитного семеноводства в нашей стране является технология оздоровления сортов картофеля с использованием метода верхушечной меристемы, разработанная во ВНИИ картофельного хозяйства им. Лорха и ряде других научных учреждений. Схема семеноводства картофеля по данной технологии включает не менее шести лет и требует значительных материальных и энергетических затрат. В связи с этим важное значение имеет поиск факторов, позволяющих увеличить коэффициент размножения оздоровленного посадочного материала на том или ином этапе его производства и, таким образом, снизить его себестоимость и сократить время получения нужного количества семенного материала. Одним из таких факторов является применение некогерентного красного света и озона на различных этапах производства оздоровленных семян картофеля.

Таким образом, приоритетными направлениями повышения эффективности картофелеводства и развития индустрии переработки в современных условиях являются: внедрение перспективных сортов картофеля, отвечающих требованиям потребителей и перерабатывающей промышленности; освоение новых инновационных технологических приемов производства семенного картофеля, повышающих эффективность использования сортовых ресурсов; снижение потерь при хранении и сохранение качества картофеля и пригодности его к переработке на протяжении всего периода использовании за счет внедрения современных экологически безопасных способов повышения сохраняемости клубней. Данные направления легли в основу исследований по теме диссертационной работы и определили её актуальность.

Работа выполнена в соответствии с основными направлениями научно-исследовательской работы и внедрения достижений науки в производство Рязанского государственного агротехнологического университета им. П.А. Костычева на 2003-2008 гг. в рамках госбюджетной научно-технической темы №10 «Экологически безопасные, ресурсосберегающие технологии и техника производства и переработки сельскохозяйственной продукции в Нечерноземной зоне РФ». Отдельные направления темы дважды являлись победителями конкурса грандов Рязанской области в сфере науки и техники (договора № 4-2004 от 17.03.2004 г. и №16-2006 от 18.10.2006 г. с Управлением сельского хозяйства и продовольствия Рязанской области). Исследования проводили на базе Рязанского НИПТИ АПК, стационарного картофелехранилища войсковой части 45179 Рязанского авиагарнизона в соответствии с договорами о научно-техническом сотрудничестве и кафедре «Товароведение и экспертиза» РГАТУ.

Цель и задачи исследований. Целью исследований является теоретическое и экспериментальное обоснование новых приемов в технологии производства и хранения картофеля, предназначенного для промышленной переработки и продовольственных целей.

Для достижения поставленной цели решали следующие задачи:

• Провести анализ наиболее значимых факторов, влияющих на формирование технологических и потребительских свойств клубней картофеля и пригодность их к промышленной переработке, сформулировать основные направления исследований и научно-методологические подходы к ним;
• Дать комплексную оценку урожайных свойств и качества клубней районированных и перспективных сортов картофеля отечественной и зарубежной селекции с учетом почвенно-климатических условий Рязанской области и оценить их пригодность к переработке на различные виды картофелепродуктов;
• Исследовать эффективность применения защитно-стимулирующих средств биологической природы (Агат-25К, Эпин-экстра, Силк, Крезацин и Циркон) при закладке на хранение для повышения потребительских свойств, безопасности, лежкоспособности продовольственного картофеля и качества картофелепродуктов;
• Разработать технологию ускоренного размножения перспективных сортов картофеля, оздоровленных методом верхушечной меристемы, путем применения некогерентного красного света и озона на различных этапах производства посадочного материала.
• Изучить влияние новой ускоренной технологии производства семенного материала на формирование потребительских свойств, лежкоспособность перспективных сортов картофеля и качество картофелепродуктов;
• Дать энергетическую и экономическую оценку эффективности рекомендуемых приемов в технологии возделывания и хранения картофеля продовольственного и для переработки.
• С учетом проведенных исследований разработать рекомендации по возделыванию и хранению картофеля для промышленной переработки и продовольственных целей в условиях Южной части Нечерноземной зоны РФ с использованием энергосберегающей и биологизированной технологии, позволяющей получать высококачественную, экологически безопасную продукцию;

Научная новизна. В результате проведенных многолетних исследований разработаны теоретические и практические основы применения новых технологических приемов производства и хранения картофеля, предназначенного для промышленной переработки и продовольственных целей. При этом установлен и теоретически обоснован ряд новых положений:

- Изучено 35 сортов картофеля отечественной и зарубежной селекции по комплексу хозяйственно-полезных признаков в почвенно-климатических условиях юга Центрального региона и проведена их всесторонняя оценка на пригодность к промышленной переработке.

- Впервые проведена систематизация районированных и перспективных сортов картофеля по направлениям использования в Центральном регионе. Выявлены сорта, обеспечивающие максимальный выход клубней и картофелепродуктов высокого качества при минимальных затратах. Вместе с тем, отмечены районированные сорта картофеля, не отвечающие требованиям современного производства.

- Впервые показана эффективность использования защитно-стимулирующих препаратов биологической природы – Эпина-экстра, Силка, Крезацина и Циркона в технологии хранения картофеля. Выявлены биопрепараты, оказывающие максимальный эффект на сохранение товарного качества, пищевого достоинства клубней и пригодности их к переработке при длительном хранении.

- Изучены закономерности влияния биогенных препаратов на активность ключевых метаболических процессов, регулирующих уровень естественной устойчивости картофеля к неблагоприятным факторам внешней среды. Установлено, что биопрепараты оказывают пролонгирующее действие на иммунизацию картофеля, изменяют направленность обмена веществ в клубнях в сторону сокращения накопления нежелательных продуктов метаболизма, снижающих технологические и кулинарные свойства картофеля и пригодность его к переработке.

- Впервые показана эффективность применения некогерентного красного света и озона для обработки посадочного материала картофеля с целью ускорения размножения перспективных сортов картофеля, повышения качества клубней и картофелепродуктов.

- Разработан и научно обоснован способ обработки посадочного материала картофеля некогерентным красным светом на разных этапах производства семян, оздоровленных методом меристемной культуры (Патент № 2283561, 2006).

- Выявлено улучшение сохраняемости и технологических свойств клубней и качества картофелепродуктов в результате предпосадочной обработки семенных клубней некогерентным красным светом и озоном;

- Дано энергетическое и экономическое обоснование эффективности рекомендуемых приемов в технологии возделывания и хранения картофеля продовольственного и для переработки.

Практическая значимость и реализация результатов исследований. Разработанные теоретические положения и новые приемы позволяют на научной основе усовершенствовать технологию производства и хранения картофеля, предназначенного для промышленной переработки и продовольственных целей.

Практическая ценность исследований состоит в том, что решена важная народнохозяйственная задача: разработаны инновационные приемы, способствующие внедрению в производство и ускоренному размножению перспективных сортов картофеля, отвечающих требованиям потребителей и перерабатывающей промышленности, снижению потерь при хранении и сохранению качества клубней и картофелепродуктов на протяжении всего периода использования.

Результаты исследований автора легли в основу Рекомендаций, разработанных для Управления сельского хозяйства и продовольствия Рязанской области по внедрению в производство АПК Рязанской области разработанных приемов. Предлагаемый комплекс технологических приемов реализован в производственных условиях в хозяйствах и на перерабатывающих предприятиях Рязанской области.

Полученные экспериментальные данные использованы автором при написании монографии «Новые приемы в технологии производства и хранения картофеля» (Рязань, 2009), а также внедрены в учебный процесс при подготовке специалистов товароведов-экспертов продовольственных товаров в Рязанском государственном агротехнологическом университете.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Агроэкологические закономерности изменения количественных и качественных параметров клубней картофеля в зависимости от генетических особенностей сортов и условий выращивания.
2. Комплексный агротехнический, биохимический, технологический и экономический подход к оценке сортов и систематизации их по направлениям использования.
3. Результаты оценки эффективности использования осенней обработки клубней защитно-стимулирующими средствами биологической природы для повышения качества картофеля и пригодности его к промышленной переработке при длительном хранении.
4. Физиолого-биохимические основы действия биологических иммуностимуляторов на сокращение количественных и качественных потерь клубней при хранении.
5. Научное и практическое обоснование использования некогерентного красного света и озона для обработки посадочного материала картофеля.
6. Экономическое и биоэнергетическое обоснование использования разработанных приемов в технологии производства и хранения картофеля продовольственного и для промышленной переработки.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены и обсуждены на ежегодных научных конференциях студентов, аспирантов и преподавателей РГСХА (Рязань, 2004, 2005, 2006); ученых советах Рязанского НИПТИ АПК (Рязань, 2004, 2005; 2006); 8-м всероссийском форуме молодых ученых и студентов «Конкурентоспособность территорий и предприятий во взаимозависимом мире» (Екатеринбург, 2005); Всероссийской научно-практической конференции «Инновации молодых ученых и специалистов – национальному проекту «Развитие АПК» (Рязань, 2006); Международной научно-практической конференции «Безопасность питания: проблемы, пути и способы решения» (Коломна, 2007); Всероссийской научно-практической конференции «Потребительский рынок: качество и безопасность товаров и услуг» (Орел, 2007); Всероссийской конференции «Вклад молодых ученых в реализацию приоритетного национального проекта «Развитие агропромышленного комплекса» (Троицк, 2007); Всероссийской научно-практической конференции РНИПТИ АПК « Организация проектирования агротехнологий и систем земледелия» (Рязань, 2007); Международной научно-практической конференции «Безопасность питания: элемент оценки качества жизни семьи» (Коломна, 2008).

Публикации. По теме диссертации опубликованы 46 научных работ, отражающих её основное содержание, в том числе 10 работ в журналах, рецензируемых ВАК, 1 монография. Общий объем публикаций 18 п.л.

Структура и объём работы. Работа состоит из введения, шести глав, выводов, рекомендаций производству, списка литературы, приложений. Материал изложен на 322 с. машинописного текста, содержит 60 таблиц, 39 рисунков, 32 приложения. Список использованной литературы включает 427 наименований, в т.ч. 72 источника зарубежных авторов.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В главе 1 дан анализ современного состояния отрасли картофелеводства, показаны перспективы производства картофеля в России и за рубежом, выявлены особенности производства семенного картофеля как основы промышленных посадок.

В главе 2 изучены теоретические основы промышленного картофелеводства. Проанализированы основные требования к картофелю, предназначенному для промышленной переработки; выявлены наиболее значимые факторы, влияющие на формирование потребительских свойств клубней и качества картофелепродуктов; сформулированы основные направления исследований и научно-методологические подходы к ним.

Глава 3. Место, объекты, методика и условия проведения исследований

Исследования по теме диссертационной работы выполнялись в 2003-2007 гг. с использованием лабораторного, полевого мелкоделяночного и производственного опытов.

Объекты исследований: культура картофель; пробирочные, вегетирующие растения картофеля; тепличные миниклубни и клубни полевой репродукции; сорта; некогерентный красный свет и озон; защитно-стимулирующие средства биологической природы.

Базой для выращивания картофеля являлись стационарная теплица и опытное поле лаборатории картофелеводства Рязанского НИПТИ АПК.

Почва опытного участка темно-серая лесная, тяжелосуглинистая; глубина пахотного слоя 27-30 см. Уровень естественного плодородия средний и выше среднего: содержание гумуса (по Тюрину) 5,4-5,7 %, подвижного фосфора (по Кирсанову) – 1,0-1,2 мг на 1 кг почвы, обменного калия (по Кирсанову) – 1,2-1,6 мг на 1 кг почвы. Реакция почвенного раствора слабокислая, рН солевой вытяжки 5,0-5,6.

В целом, годы проведения исследований характеризовались удовлетворительными условиями для роста и развития растений картофеля. Сумма эффективных температур за период май-август составила 2032….2508 0С при среднемноголетней норме 1995 0С; количество выпавших осадков – 156,0….348,2 мм при среднемноголетнем значении 212 мм. С учетом гидротермического коэффициента, вегетационные периоды характеризуются как избыточно влажный в 2003 (ГТК >1,6) и засушливые (ГТК<1) во все остальные годы наблюдений. Самым жарким и засушливым был вегетационный период 2007 г., когда сумма эффективных температур за май-август превысила среднемноголетнее значение на 513 0С, а осадков выпало на 56 мм ниже нормы. В то же время, в 2003 г. при близкой к среднемноголетней сумме эффективных температур (+37 0С) количество осадков превысило норму на 136,2 мм.

Предшественником картофеля во все годы исследований была озимая пшеница, размещенная по чистому пару. На посадку использовали семенные клубни массой 40-80 г, густота посадки – 50 тыс. шт/га. Срок посадки –третья декада мая. Подготовку почвы, уход за посадками проводили по общепринятой для нашей зоны технологии выращивания картофеля.

Исследования проходили в три этапа. На первом этапе в 2003-2005 гг. изучено 35 сортов картофеля отечественной и зарубежной селекции по комплексу хозяйственно-полезных признаков в почвенно-климатических условиях Рязанской области, и проведена их оценка на пригодность к промышленной переработке. В исследованиях были задействованы районированные в Центральном регионе и перспективные сорта картофеля различных групп спелости, описание которых приведено в главе 4. Выращивание клубней проводили мелкоделяночным способом по 100 штук на делянке в трехкратной повторности.

На втором этапе исследований (2003-2007 гг.) изучали эффективность использования защитно-стимулирующих средств биологической природы в технологии хранения картофеля продовольственного и для переработки.

Для исследований были отобраны пять препаратов биологической природы: Агат -25К; Эпин; Силк; Крезацин и Циркон. Все препараты включены в список разрешенных средств для обработки сельскохозяйственных культур в нашей стране и хорошо зарекомендовали себя при использовании в период вегетации на многих культурах, в том числе и на картофеле. Оценка влияния данных препаратов в период хранения картофеля проводится впервые, за исключением препарата Агат-25К. Сравнительная характеристика препаратов приведена в главе 5.

Объектом исследования действия биопрепаратов в период хранения служили два среднеранних сорта картофеля голландской селекции – Сантэ и Романо, характеризующихся различной продолжительностью периода естественного покоя. Сорт Романо имеет более продолжительный и глубокий период естественного покоя по сравнению с сортом Сантэ.

Опрыскивание клубней производили с помощью ультрамалообъёмного протравителя ПУМ-30 МК после прохождения лечебного периода (через три недели после уборки) при рекомендуемых нормах расхода биопрепаратов. Контролем служили клубни указанных сортов, обработанные водой. Опытные и контрольные клубни после обсушивания помещали в сетки по 5 кг в пятикратной повторности и закладывали на хранение в стационарное хранилище в/ч 45179 Рязанского авиагарнизона. При хранении проводили постоянные наблюдения за условиями хранения – температуру и относительную влажность воздуха в хранилище регистрировали один раз в десять дней. Температура в основной период хранения составила 6-8 0С, относительная влажность воздуха – 85-90 %.

В 2006-2007 гг. провели оценку влияния обработки биопрепаратами клубней перед закладкой на хранение на урожайность и качество картофеля в последействии.

На третьем этапе исследований изучали эффективность применения некогерентного красного света и озона в технологии производства семенного и продовольственного картофеля (2003-2006 гг.).

Для ускорения размножения перспективных сортов, пригодных для промышленной переработки, нами предложен эффективный, экологически безопасный способ обработки посадочного материала картофеля с использованием некогерентного красного света и озона. Для осуществления данного способа были сконструированы экспериментальные установки для обработки пробирочных растений и семенных клубней картофеля указанными физическими факторами.

Облучение некогерентным красным светом применяли на стадии размножения пробирочных растений в технологии безвирусного семеноводства картофеля на меристемной основе, а также для обработки семенных клубней.

Установка для обработки посадочного материала некогерентным красным светом включала протяженную газоразрядную лампу с наполнением, обеспечивающим соотношение мощностей излучения не менее 5:1 в диапазоне длин волн 540-680 нм и свыше 680 нм, соответственно. Лампу помещали в систему отражателей и закрепляли на стеллаже, где производят размножение пробирочных растений (вместе с ртутной лампой дневного света, используемой в существующей технологии безвирусного семеноводства картофеля для дополнительного освещения пробирок в темное время суток). Пробирочные растения устанавливали в штативы параллельно газоразрядной лампе на расстоянии не более 7 см от оси лампы, что обеспечивало плотность мощности излучения красного света не менее 0,1 мВт/см2. При облучении семенных клубней их помещали в один слой на место пробирочных растений.

Исследованиями, проведенными на лазерах Т.Й. Кару, Г.С. Календо, В.С. Летоховым и др. (1983), установлено, что красный свет вызывает максимальную биостимуляцию живых клеток при определенной дозе облучения – 90-180 Дж/м2. При дальнейшем увеличении дозы положительный эффект имеет тенденцию к падению. Данные дозы облучения были приняты за основу в наших исследованиях. Исходя из этого, рассчитывали время обработки посадочного материала картофеля на созданной нами установке. Для пробирочных растений и клубней размером 4-5 см оно составило 15 мин - при дозе облучения 90 Дж/м2; и 30 мин – при суммарной дозе 180 Дж/м2.

В 2003-2004 гг. провели испытание установки для облучения некогерентным красным светом на пробирочных растениях сорта Сантэ в условиях стационарной теплицы лаборатории картофелеводства РНИПТИ АПК. В задачу лабораторных испытаний входило определение наиболее эффективной дозы и кратности обработки посадочного материала картофеля на созданном источнике некогерентного красного света.

После отработки режимов облучения пробирочных растений провели производственные испытания созданной нами установки в теплице лаборатории картофелеводства Рязанского НИПТИ АПК (2004-2005 гг.). Облученные черенки после достижения ими нужной высоты высаживали в теплицу вместе с контрольными необлученными и наблюдали за их развитием. В момент уборки тепличных миниклубней определяли выживаемость растений и массу клубней с одного куста.

Озонирование применяли для предпосадочной обработки семенных клубней раздельно и совместно с облучением некогерентным красным светом. Для обработки использовали семенные клубни репродукции супер-суперэлита сортов Сантэ (среднеранний) и Луговской (среднеспелый).

1 – металлическая фольга; 2 – сетчатый электрод; 3 – металлическая емкость; 4 – семенные клубни картофеля;5 – озонометр "Циклон – 4Б"; 6 – трансформатор высокого напряжения; 7 – стекло;

Рис. 1. Схема экспериментальной установки для обработки

семенных клубней озоном

На рисунке 1 приведена схема экспериментальной установки для обработки семенных клубней картофеля озоном. Установка представляет собой прямоугольную камеру из оцинкованного железа 3, накрытую сверху листом стекла 7, служащего диэлектрическим барьером. На внешней стороне стекла наклеена сплошная металлическая фольга 1, на внутренней – металлическая сетка 2 с шагом 1 мм, что позволяет использовать его в качестве озонирующего элемента. Напряжение между электродами составляет 104 В, частота 50 Гц, потребляемая мощность около 25 Вт, что обеспечивает производительность озонатора q=1-1,5 г О3/час. Концентрация озона в объеме камеры составляет 350 мг/м3, что вполне достаточно для уничтожения поверхностной микрофлоры клубней. В предложенной конструкции камеры с поверхностным разрядом помимо озона генерируется ультрафиолетовое излучение, которое усиливает бактерицидное действие озона (Елисеев И.В, Руделев С.А., 2005). Перед обработкой клубни увлажняли водой и располагали в озонирующей камере на расстоянии не более 3 см от озонирующего элемента. Озонирование вели в течение 15 мин.

Обработку семенных клубней производили за день до высаживания их в поле. Контролем служили необработанные клубни вышеуказанных сортов, увлажненные водой. Обработанные и контрольные клубни высаживали на опытном поле лаборатории картофелеводства Рязанского НИПТИ АПК шестнадцатирядковыми делянками по схеме 7030 в трехкратной повторности. Учетная площадь одной опытной делянки составила 50 м2. Размещение вариантов внутри повторений рендомизированное.

В задачи полевых испытаний (2004-2006 гг.) входило изучение влияния предпосадочной обработки семенных клубней некогерентным красным светом и озоном при раздельном и совместном применении на динамику роста, формирование урожая и качества клубней и хрустящего картофеля.

На каждом этапе исследований рассчитывали экономическую эффективность изученных приемов. Завершающим этапом всех исследований явилась разработка практических рекомендаций производству по использованию изученных приемов в технологии производства и хранения картофеля для промышленной переработки.

Все исследования проводили в строгом соответствии с требованиями методики полевого опыта, а также согласно методическим указаниям и рекомендациям, приведенным в списке литературы к диссертации. Подробное описание программы исследований и схем экспериментов приведено в диссертации и опубликованных работах. Полученные экспериментальные данные подвергали статистической обработке методом дисперсионного анализа; методом корреляционно-регрессионного анализа (Доспехов Б.А., 1985) на ПЭВМ с использованием программ Excel 2000, Statistica for Windows.

Глава 4. Оценка районированных и перспективных сортов картофеля на пригодность к промышленной переработке

С целью расширения ассортимента картофеля, используемого на продовольственные цели и переработку, проведено исследование сортовых ресурсов картофеля Центрального региона. Изучено 35 сортов картофеля отечественной и зарубежной селекции по комплексу хозяйственно-полезных признаков в почвенно-климатических условиях Рязанской области и проведена их оценка на пригодность к промышленной переработке. Для исследования были отобраны в основном раннеспелые и среднесозревающие сорта (около 94%), что связано с ограниченной длительностью вегетационного периода в нашей зоне. Среднепоздние и поздние сорта обычно не успевают вызреть, вследствие чего сильно повреждаются при уборке, а затем плохо хранятся. В качестве перспективных были отобраны в основном сорта отечественной селекции и ближнего зарубежья. Это экономически оправдано в связи с тем, что не требуется затрат на покупку и доставку импортного семенного материала, который к нашим условиям может не адаптироваться.

В каждой группе сортов были приняты за контроль те сорта, которые возделываются в Рязанской области уже много лет и хорошо зарекомендовали себя у товаропроизводителей и потребителей. В группе раннеспелых сортов – это сорт Удача; в группе среднеранних – сорт Невский; в группе среднеспелых – сорт Луговской и в группе среднепоздних – сорт Лорх.

Агроэкологическая оценка исследуемых сортов картофеля

Потребительские свойства различных сортов картофеля формируются в процессе производства и хранения и определяются в первую очередь условиями выращивания, уборки и хранения. Исследовалась зависимость потребительских свойств картофеля от сортовых особенностей, погодных условий в период вегетации и продолжительности хранения.

Общая урожайность клубней в среднем за 2003-2005 гг. по сортам колебалась от 17,69 т/га у сорта Роко до 43,83 т/га у сорта Сказка (табл. 1). Тринадцать сортов из исследуемых превосходили контрольные сорта по общей урожайности и пятнадцать - по товарной. Наилучшие показатели по общей и товарной урожайности клубней показали следующие перспективные сорта: Ильинский, Сказка, Чародей, Наяда, Сокольский и Журавинка.

Таблица 1 - Общая и товарная урожайность клубней (2003-2005гг.)

Сорта	Общая		Товарная
	т/га	% к контролю	т/га	% к контролю
Ранние
Удача (контроль) Дельфин Жуковский ранний Импала Каприз Красноярский ранний Лазурит Латона Ред Скарлет Скороплодный Снегирь Фреско	35,71 25,83 27,98 22,73 23,77 26,56 20,52 29,70 34,67 38,22 34,58 27,49	100,00 72,33 78,35 63,65 66,56 74,38 57,46 83,17 97,09 107,03 96,84 76,98	31,62 22,29 25,77 19,82 21,58 24,46 18,92 25,36 32,31 31,76 30,57 25,32	100,00 70,49 81,50 62,68 68,25 77,36 59,84 80,20 102,18 100,44 96,68 80,08
Среднеранние
Невский (контроль) Архидея Елизавета Ильинский Лукьяновский Нептун Одиссей Пранса Романо Сантэ Сказка Чародей	30,01 29,66 38,70 35,69 29,58 23,53 22,08 29,34 35,03 32,35 43,83 34,63	100,00 98,83 128,95 118,93 98,57 78,41 73,58 97,77 116,72 107,79 146,05 115,40	26,98 27,23 35,88 31,02 25,52 22,49 19,98 24,91 31,81 27,89 39,18 29,88	100,00 100,93 132,99 114,97 94,59 83,36 74,05 92,59 117,90 103,37 145,22 110,75
Среднеспелые
Луговской (контроль) Живица Загадка Питера Криница Наяда Петербургский Роко Скарб Сокольский	29,68 24,87 25,90 36,72 35,42 38,48 17,69 33,15 33,03	100,00 83,79 87,26 123,72 119,34 129,65 59,60 111,69 111,29	27,72 23,75 23,10 31,36 31,24 35,75 16,19 30,63 28,14	100,00 85,68 83,33 113,13 112,70 128,97 58,41 110,50 101,52
Среднепоздние
Лорх (контроль) Журавинка	24,11 32,39	100,00 134,34	18,93 28,44	100,00 150,24
НСР05	1,42

Выявлено, что содержание основных питательных веществ в картофеле определяется прежде всего генетическими особенностями и группой спелости сорта. Среднеспелые и среднепоздние сорта накапливают больше сухих веществ и крахмала по сравнению с ранними, раннеспелые и среднеранние сорта содержат больше белка и витамина С. Лучшие сорта внутри каждой группы спелости дают клубни стабильно высокого качества в любых условиях выращивания. Однако, на накопление основных химических компонентов в клубнях в сильной степени оказывают влияние погодные условия, особенно в период клубнеобразования. Влажная погода способствует снижению содержания в клубнях сухих веществ и крахмала и повышенному накоплению белка. Содержание витамина С в картофеле практически не связано с накоплением сухих веществ (r=-0,0,7+0,08) и имеет слабую прямую корреляцию с содержанием белка (r=0,190,31).

Как показали исследования, ни в один из годов наблюдений содержание нитратов в клубнях не превысило санитарно-гигиеническую норму, составив в среднем за три года от 55,2 до 135,7 мг/кг. Однако, по данному показателю сорта различались в 2 и более раз. Следовательно, способность аккумулировать нитраты в клубнях является прежде всего сортовым признаком картофеля. Наилучшими по этому признаку являются сорта Фреско (55,2 мг/кг), Дельфин (76,1 мг/кг), Латона (77,2 имг/кг), Скарб (77,8 мг/кг).

За время хранения в картофеле происходили потеря массы и изменение химического состава, связанные с расходованием пластических веществ на дыхание. В среднем за три года, естественная убыль в период с сентября по

апрель составила от 1,60 % у сорта Сантэ до 9,80 % у сорта Живица.

Выявлено снижение содержания основных питательных веществ – сухого вещества и крахмала – на 3,5-5,1 %; витамина С – на 7,0-14,7 мг%. Наилучшей лежкоспособностью и стабильностью качества характеризуются раннеспелые и среднеранние сорта, клубни которых успевают достичь полной физиологической зрелости перед закладкой на хранение. Однако, в немалой степени сохраняемость картофеля зависит от генетических особенностей сорта, и в каждой группе имеются сорта, обладающие высокой лежкоспособностью и стабильностью качества. В группе раннеспелых - это сорта Красноярский ранний, Латона и Снегирь; среднеранних – сорт Елизавета; среднеспелых – сорта Скарб и Петербургский; среднепоздних – Журавинка.

Учитывая, что основная доля картофеля, производимого в России, используется для потребления в свежем виде, проведена оценка кулинарныхсвойств изучаемых сортов картофеля. Отличными вкусовыми качествами и достаточно устойчивой к потемнению мякотью обладают клубни сортов Импала, Каприз, Снегирь, Фреско, Пранса, Романо, Сантэ, Сказка, Криница, Наяда, Петербургский и Журавинка.

Оценка пригодности различных сортов картофеля к промышленной

переработке

Проведена оценка исследованных сортов картофеля как сырья для производства крахмала, жаренных и сухих картофелепродуктов.

При использовании картофеля для переработки на крахмал важнейшими признаками являются содержание крахмала в клубнях и размеры крахмальных зёрен (Веселовский И.А., 1974), а также выход крахмала с единицы площади, который в свою очередь зависит от урожайности и крахмалистости клубней. С учетом оценки сортов по комплексу данных признаков для производства крахмала наиболее подходят следующие сорта картофеля: Наяда, Сказка, Криница, Журавинка, Сантэ. Высокий выход крахмала с 1 га хорошего качества дают сорта Скороплодный и Снегирь, несмотря на невысокую крахмалистость клубней, поэтому они также могут быть рекомендованы для производства крахмала. Сорта Лорх, Красноярский ранний имеют высокое содержание крахмала, большая часть которого представлена в виде крупных и средних зерен, однако низкоурожайны, из-за чего дают низкий выход крахмала с единицы площади, поэтому требуют разработки специальной агротехники возделывания.

Для производства жаренных картофелепродуктов важны как анатомо-морфологические, так и биохимические показатели клубней, среди которых определяющими являются содержание сухого вещества и редуцирующих сахаров (Пшеченков К.А., Давыденкова О.Н. 2004). Учитывают также такой показатель, как поглощение ломтиками жира при их обжарке, т.к. это влияет на экономическую эффективность работы предприятия.

По комплексу технологических и экономических показателей и качеству хрустящего картофеля выявлены сорта, которые наиболее целесообразно использовать для производства жареных картофелепродуктов. Этими сортами являются: Фреско, Каприз, Сантэ, и Журавинка. Они дают стабильное качество хрустящего картофеля в течение всего периода использования, минимальное количество отходов при очистке, высокий выход продукции, небольшое поглощение масла при обжарке и вследствие этого низкую себестоимость продукта.

Сорта Импала, Ред Скарлет и Чародей удовлетворяют большинству перечисленных требований, но имеют ряд недостатков по анатомо-морфологичес-кому строению клубней (удлиненная форма и большое количество глазков), в связи с чем у них повышенное количество отходов при очистке. Однако за стабильно высокое качество готового продукта в течение всего периода использования они также были рекомендованы для производства хрустящего картофеля.

Сорта Загадка Питера и Архидея имеют пониженное содержание сухого вещества (менее 20 %) и вследствие этого повышенное поглощение масла при обжарке, что удорожает себестоимость готового продукта. Однако, они также дают продукт высокого качества, содержание жира в котором не превышает нормируемое значение, в связи с чем их также можно рекомендовать для производства хрустящего картофеля.

В результате исследований выделили следующие сорта картофеля, наиболее пригодные для производства сухих картофелепродуктов: Каприз, Фреско, Елизавета, Пранса, Романо, Сантэ, Петербургский и Журавинка. Клубни данных сортов имеют удовлетворительные анатомо-морфологические характеристики, содержат достаточное количество сухого вещества (20-24 %), содержание редуцирующих сахаров в них не превышает 0,5 % на протяжении всего периода использования. Сушеные кубики, выработанные из клубней данных сортов, обладают высокими органолептическими показателями, хорошей восстанавливаемостью и быстро достигают готовности при варке.

Оценка экономической эффективности производства и переработки

исследованных сортов картофеля

С учетом затрат на производство картофеля, рассчитанных на 1 га, и урожайности исследованных сортов рассчитали себестоимость 1 т товарных клубней и определили условно чистый доход от реализации клубней осенью. Затраты на производство 1 т товарных клубней изменяются от 1280 руб. у сорта Сказка до 3099 руб. у сорта Роко (в масштабах цен 2005 г.). При реализации клубней осенью на продовольственные цели или на переработку по цене 4500 руб за 1 т условно чистый доход составит от 1401 до 3220 рублей на каждую тонну клубней, рентабельность - от 45 до 252 %, соответственно. Таким образом, производство и реализация исследуемых сортов в Центральном регионе является высокорентабельным.

В процессе хранения за счет количественных потерь и расходов на хранение клубней происходит увеличение себестоимости картофеля на 339 - 483 руб/т. При реализации картофеля весной по цене 6000 руб за 1 кг (в масштабах цен 2006 г.) условно чистый доход составит 2988-4373 руб/т, рентабельность – 99-268 %. Таким образом, за счет увеличения цены реализации после хранения происходит увеличение рентабельности на 16-21 %. Наиболее высокорентабельными среди сортов столового назначения являются сорта Сказка, Романо и Петербургский.

Расчет экономической эффективности переработки клубней на хрустящий картофель для сортов, наиболее пригодных для приготовления данного продукта, показал, что несмотря на высокие затраты, производство жаренных картофелепродуктов экономически выгодно. Прибыль от реализации готового продукта составляет от 46894 до 64234 рублей на каждую тонну переработанных клубней. При этом рентабельность переработки составляет 190-259 %, что в 1,4-2,4 раза выше, чем при реализации клубней в свежем виде. Наибольшую прибыль и рентабельность (свыше 220 %) дает переработка сортов Журавинка, Чародей, Фреско и Сантэ.

Экономическая эффективность переработки картофеля на крахмал проведена в расчете на 1 га промышленных посадок. При реализации крахмала по цене 19 руб./кг, каждый гектар промышленных посадок картофеля дает условно чистый доход от 10414 до 78681 рублей (в масштабах цен 2005 г.); рентабельность составляет 17,3-116,7 %. Наиболее высокорентабельным (свыше 90 %) является производство крахмала из сортов Наяда, Криница и Сказка.

Таким образом, полученные данные по экономической эффективности производства и переработки исследованных сортов картофеля свидетельствуют о высокой конкурентоспособности данных сортов и необходимости их выращивания и использования по предложенным направлениям.

Систематизация исследованных сортов картофеля по направлениям

использования в Центральном регионе

На заключительном этапе работы все исследованные хозяйственно-ботанические сорта картофеля были ранжированы по изученным признакам: продуктивности, питательной ценности, анатомо-морфологическим, технологическим признакам и качеству готового продукта, на основании чего проведена систематизация их по направлениям использования в условиях южной части Центрального региона (табл. 2). Как видно из представленных данных, среди исследованных имеются универсальные сорта картофеля, пригодные как для столового использования, так и к различным видам переработки. К ним относятся районированные сорта голландской селекции Сантэ, Импала, Фреско, а также перспективные сорта белорусской селекции Каприз и Журавинка.

Высокую пригодность к промышленной переработке на продукты питания имеют районированные сорта Ред Скартет, Романо, Елизавета, Петербургский и перспективный сорт Пранса. Для технической переработки (на крахмал) хорошо подходят районированный сорт Криница, перспективные сорта Сказка и Наяда.

Вместе с тем, выявлены сорта, не проявившие удовлетворительных потребительских свойств и пригодности к различным видам переработки, и среди них десять сортов, районированных в нашем регионе. Это такие сорта, как Удача, Жуковский ранний, Невский, Луговской, Лукьяновский и ряд других, широко используемых товаропроизводителями за высокие показатели урожайности, пластичности и т.д. Однако, их использование не удовлетворяет требованиям современного сельскохозяйственного производства и снижает конкурентоспособность российского картофеля на потребительском рынке.

Итогом экспериментальных исследований явилась разработка рекомендаций для Управления сельского хозяйства и продовольствия Рязанской области по внедрению в производство пяти перспективных сортов картофеля в хозяйствах области для насыщения потребительского рынка высококачественным продовольственным картофелем, предназначенным для реализации в свежем виде и для переработки. Это сорта Каприз, Пранса, Сказка, Наяда и Журавинка. Опытные партии семенных клубней сортов Каприз, Пранса, Сказка и Наяда переданы для размножения в ЗАО «Рассвет» и ФГУП «Учебно-опытное хозяйство «Стенькино» Рязанской области.

Опытные партии сортов Каприз, Чародей, Журавинка, рекомендованных для производства хрустящего картофеля, а также сортов Елизавета, Петербургский и Пранса, рекомендованных для производства сушенных картофелепродуктов, были переданы на ООО «Абаско» для изготовления соответствующих продуктов. Фактический экономический эффект от реализации полученной готовой продукции составил от 53,7 до 64,2 рублей на килограмм переработанных клубней (в зависимости от сорта картофеля и вида продукта).

Таблица 2 – Систематизация районированных и перспективных сортов картофеля по направлениям использования для АПК

Сорта	Столовые сорта	Пригодность сортов к производству
		крахмала	хрустящего картофеля	Сушеного картофеля
Удача Дельфин Жуковский ранний Импала Каприз Красноярский ранний Лазурит Латона Ред Скарлет Скороплодный Снегирь Фреско	+ +++ ++ ++	+ ++ ++	++ +++ ++ +++	++ +++ ++ +++
Невский Архидея Елизавета Ильинский Лукьяновский Нептун Одиссей Пранса Романо Сантэ Сказка Чародей	++ +++ +++ +++	+++ +++	+ +++ ++	+++ ++ +++ +++ ++
Луговской Живица Загадка Питера Криница Наяда Петербургский Роко Скарб Сокольский	+++ ++ ++	+++ +++	+	+++
Лорх Журавинка	++	+ +++	+++	++ +++

+++ - наиболее целесообразное направление использования;

++ - возможное направление использования;

+ - использование возможно при соблюдении определенных условий

Для изготовления крахмала на ОАО «Ибредькрахмалпатока» были переданы опытные партии сортов Сказка, Криница и Наяда. Получен фактический экономический эффект от переработки данных сортов в размере 1,29-3,17 руб на кг переработанных клубней.

Глава 5. Эффективность использования защитно-стимулирующих средств биологической природы в технологии хранения картофеля продовольственного и для переработки

Влияние защитно-стимулирующих средств на количественные

и качественные потери продовольственного картофеля при хранении

Анализ литературных данных по изучению эффективности биологических иммунностимуляторов в сельскохозяйственном производстве выявил перспективность применения защитно-стимулирующих средств биологической природы для повышения сохраняемости картофеля. С целью поиска наиболее активных препаратов, способных максимально проявить потенциальные иммуно-индукторные свойства при хранении картофеля, были отобраны пять препаратов, характеристика которых приведена в таблице 3.

Исследования показали, что примененные защитно-стимулирующие препараты по разному влияют на естественную убыль картофеля в различные периоды хранения (рис.2, 3). Все препараты, за исключением Агата-25К, привели к увеличению естественной убыли в первый месяц после обработки, особенно заметное у сорта Сантэ, в опытных вариантах которого естественная убыль за октябрь выше контрольного показателя в 1,1-1,7 раз. Это, вероятно, можно объяснить ответной реакцией клубней на обработку, выразившейся в усилении дыхания и, как следствие, в увеличении потерь массы. Дальнейший характер изменения естественной убыли определялся видом препарата и генетическими особенностями сорта, однако все применяемые препараты оказали положительное влияние на динамику убыли массы в весенние месяцы. Так, суммарные потери от естественной убыли у обоих сортов в марте месяце ниже контрольных показателей в 1,1-1,6 раз, в апреле – в 1,2-1,8 раз, а в мае - уже в 1,4-2,1 раз.

Естественная убыль массы при хранении картофеля относится к нормируемым потерям. В связи с тем, что общепринятой для хранения картофеля в нашей стране является температура 2-4 0С, нормы естественной убыли рассчитаны именно на эту температуру. При такой температуре хранения отмечаются минимальные количественные потери, и достигается максимальная степень защиты картофеля от инфекционных болезней и прорастания. Однако, направленность и интенсивность биохимических процессов в клубнях при таком температурном режиме приводит к значительному накоплению в них редуцирующих сахаров и других нежелательных продуктов метаболизма, что ухудшает кулинарные достоинства клубней и делает их совершенно не пригодными для переработки на жаренные и сухие картофелепродукты. В связи с этим за рубежом для хранения продовольственного картофеля приняты более высокие температуры при обязательном применении средств защиты клубней разного характера действия.

В нашем эксперименте температура в основной период хранения составила 6-8 0С. Суммарные потери от естественной убыли за период хранения с октября по май в контрольном варианте составили 10,51 % у сорта Сантэ и 7,50 % у сорта Романо, против рекомендуемой для стационарных хранилищ нормы 5,8 % (ОНТП-6-88, 1988). Однако предлагаемые нами приемы обработки

Таблица 3 – Характеристика биопрепаратов

Показатели	Агат-25 К	Эпин	Силк	Крезацин	Циркон
Природа препарата и действующего вещества	Продукты метаболизма почвенных бактерий Pseudomonas aureofaciens Н164	Синтетический аналог природного фитогормона эпибрассинолида	Сумма тритерпеновых кислот, выделенных из древесной зелени пихты сибирской	Триэтаноламиновая соль ортокрезоксиуксусной кислоты - синтетический аналог эндогормона ауксина	Комплекс гидроксикоричных кислот, выделенных из эхинацеи
Механизм защитного действия	Индукция иммунитета и фитопатогенности путем повышения уровня фитоаллексинов до начала заболевания; непосредственное фунгицидное действие	Активизирует эндогормоны растений – гиббереллины, цитокинины и ауксины.	Проявляет высокую активность по подавлению развития патогенных грибов. По действию при-ближается к фитогормонам	Повышает сопротивляемость организма к неблагоприятным условиям среды, нормализуя жизненные процессы в клетках.	Оказывает антиоксидантное и противовирусное действие; активизирует эндогормон ауксин, повышает устойчивость к фитопатогенам
Разработчик или производитель	ТОО«БИО-БИЗ» (г. Москва)	Институт химической физики им. Н.Н. Семенова РАН (Москва)	Институт цитологии РАН ( г. Новосибирск)	ООО «Биотехнология» г. Волгоград	ННПП “НЭСТ М” ( г. Москва)
Препаративная форма	Паста	Раствор	Водная эмульсия	Кристаллический порошок	Раствор
Норма расхода	135 мл/т	2 мл/т	50 мл/т	1,4 г/т	0,5 мл/т
Расход рабочей жидкости	7-10 л/т	7-10 л/т	7-10 л/т	7-10 л/т	7-10 л/т
Стоимость	0,48 руб/мл	4,54 руб/мл	3,26 руб/мл	6,59 руб/мл	4,43 руб/мл

Рис.2. Динамика естественной убыли картофеля сорта Сантэ (2003-2006гг.)

Рис. 3. Динамика естественной убыли картофеля сорта Романо (2003-2006гг.)

картофеля перед закладкой на хранение биопрепаратами сократили данный показатель на 2,61 - 4,17 %. При этом, у сорта Романо, который характеризуется более продолжительным периодом естественного покоя по сравнению с сортом Сантэ, применение всех препаратов вызвало снижение потерь от естественной убыли до уровня 3,73 - 4,89 %, что даже ниже нормируемых потерь для температуры 2-4 0С.

Все изучаемые биопрепараты оказали положительное влияние на сокращение общих количественных потерь картофеля при хранении, снизив данный показатель у обоих сортов на 3,06 – 7,03 % по отношению к контролю.

Выявлен положительный эффект от применения биопрепаратов на изменение химического состава клубней в процессе хранения. За восемь месяцев хранения потери сухих веществ в обработанных клубнях сокращаются на 1,6-4,0 %, крахмала – на 1,9-3,6 %, белка – на 0,01-0,04%, витамина С - на 0,9-1,8 мг%.

Физиолого-биохимические изменения в картофеле при хранении

Обработка картофеля биопрепаратами вызывает более длительную стабилизацию интенсивности дыхания клубней в период хранения, особенно от применения препарата Циркон. Это говорит о продлении периода естестенного покоя картофеля под действием биопрепаратов.

В результате направленного воздействия на ход обменных процессов под действием биопрепаратов в клубнях медленнее накапливаются такие нежелательные продукты обмена как редуцирующие сахара и свободные аминокислоты. Это в конечном счете играет важную роль в сохранении качества продовольственного картофеля и его пригодности к промышленной переработке при длительном хранении.

Рис. 4. Изменение содержания редуцирующих сахаров в картофеле сорта Сантэ (2003-2006гг.)

Рис. 5. Изменение содержания редуцирующих сахаров в картофеле сорта Романо (2003-2006 гг.)

Все примененные биопрепараты снизили интенсивность накопления редуцирующих сахаров в клубнях по сравнению с контролем (рис. 4,5). Так, через восемь месяцев хранения данный показатель ниже контроля у сорта Сантэ в 1,2-1,7 раз, а у сорта Романо – в 1,4-1,8 раз. Наиболее эффективное воздействие на динамику накопления сахаров в клубнях обоих сортов оказали препараты Крезацин и Циркон.

Накопление свободных аминокислот в клубнях может явиться причиной такого нежелательного физиологического расстройства, как потемнение сердцевины клубней, часто наблюдаемого во второй половине хранения картофеля. За период хранения содержание свободных аминокислот в контрольных клубнях обоих сортов увеличилось на 105,3 – 162 %, т.е фактически в 2,0-3,6 раза.Примененные биопрепараты позволили затормозить процесс накопления свободных аминокислот в клубнях сорта Романо, снизив данный показатель к концу срока хранения в 1,7-1,9 раз по сравнению с контрольным вариантом.

Содержание свободных аминокислот в клубнях сорта Сантэ в конце хранения в опытных вариантах было близко к контролю, несмотря на замедление динамики их накопления в сентябре-январе. Положительный эффект по снижению данного показателя отмечен лишь от применения препарата Циркон: в данном варианте клубни в конце хранения содержали в 1,3 раза меньше свободных аминокислот, чем в контрольном варианте.

Обработка клубней биопрепаратами регулирует сложные биохимические процессы в клубнях, изменяя их направленность и интенсивность. При действии биопрепаратов снижается активность гидролитических ферментов, катализирующих распад крахмала и одновременно повышается активность ферментов, участвующих в адаптации растительных тканей к неблагоприятным условиям внешней среды. Это способствует повышению лежкости и сохранению пищевой ценности картофеля при длительном хранении.

Рис. 6. Изменение активности пероксидазы при хранении картофеля сорта Сантэ (2003-2006 гг.)

В вариантах с обработкой биопрепаратами активность пероксидазы была выше на протяжении всего периода наблюдений, за исключением варианта с применением препарата Агат- 25К, очень близкого к контролю по данному показателю (рис.6). Особенно существенные различия по вариантам отмечались в мае месяце, когда в обработанных клубнях пероксидазная активность была выше контрольного показателя в 1,2-2,5 раз. Интенсивное увеличение активности указанного фермента, на наш взгляд, свидетельствует о более высоком иммунном статусе обработанных клубней по сравнению с контрольными.

Обработка клубней биопрепаратами по разному влияла на активность каталазы в клубнях в различные периоды хранения (рис. 7). В октябре данный показатель в опытных вариантах выше, чем в контрольном, в 1,10-1,67 раза. В основной период зимнего хранения, когда клубни находились в состоянии покоя, активность каталазы в вариантах с обработкой биопрепаратами ниже, чем в контрольном. При выходе клубней из состояния покоя отмечается резкое повышение каталазной активности, особенно в опытных вариантах. В феврале данный показатель в вариантах с обработкой превышает контрольный в 1,12-1,52 раза. Однако, в мае активность фермента во всех опытных вариантах значительно ниже контроля – в 1,1-1,68 раз.

Рис. 7. Изменение активности каталазы при хранении картофеля

сорта Сантэ (2003-2006 гг.)

Такой характер изменения активности каталазы говорит о том, что используемые биопрепараты активно участвуют в регулировании биохимических процессов в растительных тканях, повышая активность ферментов в период адаптации растительных тканей к изменяющемуся физиологическому состоянию. Адаптация скорости и направленности биохимических процессов, протекающих в клубнях, при изменении физиологического состояния, на наш взгляд, имеет важное практическое значение для повышения сохраняемости картофеля при длительном хранении.

Активность амилаз находилась на нулевом уровне в течение четырех месяцев хранения. В обработанных клубнях активизация амилаз начала проявляться позже, чем в контрольных. Если в контрольном варианте амилазы начали обнаруживаться уже в январе, то в обработанных – в феврале, когда в клубнях начинали активизироваться процессы прорастания. Исходя из этого, можно выдвинуть предположение, что механизм защитных свойств биопрепаратов заключается в снижении активности гидролитических процессов распада основных запасающих веществ клубней, что способствует сохранению пищевой ценности картофеля при длительном хранении.

Обработка картофеля защитно-стимулирующими средствами биологической природы способствует более интенсивному распаду нитратов в процессе хранения. Выдвинуто предположение, что примененные биопрепараты продуцируют вещества, повышающие активность ферментов нитратредуктазы и нитритредуктазы, способствующих восстановлению нитратов.

Оценка влияния биопрепаратов на технологическое достоинство

клубней и пригодность их к переработке на хрустящий картофель

Все примененные биопрепараты, за исключением Эпина, привели к увеличению количества крупных и средних зерен по отношению к контролю в клубнях обоих сортов в течение всего периода хранения.

Оценка влияние примененных биопрепаратов на устойчивость мякоти клубней к потемнению показала, что ни один из них не привел к ухудшению данного признака. Напротив, препараты Крезацин и Циркон у обоих сортов повысили устойчивость к потемнению, особенно в конце срока хранения.

Выявленное улучшение технологических свойств клубней под влиянием обработки биопрепаратами закономерно отразилось на улучшении качества картофелепродуктов. Все использованные биопрепараты замедлили снижение качества хрустящего картофеля, закономерно наблюдаемого при длительном хранении клубней. Через восемь месяцев хранения комплексный показатель качества хрустящего картофеля в опытных вариантах был выше контрольного у сорта Сантэ на 4,1 - 10,8, а у сорта Романо – на 7,1- 13,1 балл; Наибольший эффект на сохранение качества хрустящего картофеля у обоих сортов оказывают препараты Крезацин и Циркон.

Преимущество препаратов Крезацин и Циркон, выявленное при хранении, сохранилось и в последействии. Прибавка общей и товарной урожайности клубней от действия препарата Крезацин составила: у сорта Сантэ – 7,9 и 11,5 т/га, у сорта Романо – 12,6 и 17,1 т/га, соответственно. Препарат Циркон увеличивал общую и товарную урожайность клубней у сорта Сантэ – на 8,8 и 11,7 т/га; у сорта Романо – на 8,0 и 10,8 т/га, соответственно. В варианте с применением препарата Циркон выявлена достоверная прибавка по отношению к контролю содержания в клубнях сухого вещества и крахмала у обоих сортов на 1,2-2,6 % и 1,4-2,3 %, соответственно.

Результаты определения экономической эффективности применения биопрепаратов для осенней обработки клубней показали, что данный прием позволяет получить экономический эффект за счет дополнительной стоимости сохраненной части продукции в размере 90-370 руб на каждую тонну картофеля, в зависимости от применяемого препарата. При этом наибольший эффект отмечен в вариантах с применением препаратов Крезацин (370 руб/т) и Циркон (321 руб/т).

Таким образом, исследования показали высокую эффективность

использования защитно-стимулирующих средств биологической природы в технологии хранения картофеля продовольственного и для промышленной переработки.

Наибольший технологический и экономический эффект получен от применения препаратов Крезацин и Циркон. Данные препараты производятся из доступного сырья: Крезацин представляет собой синтетический аналог природных ауксинов женьшеня, арамии, золотого корня, элеутерококка, а Циркон – комплекс биологически активных веществ целебного растения эхинацеи. Благодаря своей высокой концентрации, требуемое для обработки количество препаратов очень не велико. Препараты не токсичны и абсолютно безвредны для флоры и фауны, в том числе и для человека. Учитывая состав и токсикологические параметры данных препаратов, экологическая безопасность их применения для обработки пищевых продуктов не вызывает опасений.

По итогам проведенных исследований разработаны рекомендации для Управления сельского хозяйства и продовольствия Рязанской области по применению биопрепаратов Крезацин и Циркон для обработки продовольственного картофеля перед закладкой на хранение. Технология хранения продовольственного картофеля с использованием осенней обработки данными препаратами внедрена в ФГУП «Учебно-опытное хозяйство «Стенькино» и ЗАО «Рассвет».

Глава 6. Использование некогерентного красного света и озона

для обработки посадочного материала картофеля

Теоретические и практические аспекты применения некогерентного красного света и озона в технологии выращивания картофеля

Красный свет оказывает стимулирующие действие на прорастание семян и последующий рост растений. Запуск и ускорение физиологических процессов в растении под действием красного цвета происходит через фитохромную систему, преобразующую энергию световых импульсов в энергию биохимических реакций. Наиболее активной для фитохрома является область спектра в диапозоне длин волн 540-680 нм. Использование мощного некогерентного источника красного света, обеспечивающего излучение в указанной области спектра, позволяет целенаправленно воздействовать на ростовые процессы растений.

Предложенный способ обработки посадочного материала картофеля включает воздействие потоком оптического излучения в красной области спектра, в котором обработку производят некогерентным светом с соотношением мощностей излучения не менее 5:1 в диапазоне длин волн 540-680 нм и свыше 680 нм, соответственно.

На рисунке 8 приведена гистограмма распределения интенсивности излучения некогерентного источника КС в зависимости от длины волны падающего потока (2), а также гистограмма дифференциального спектра поглощения фитохрома, показывающая взаимопревращение двух форм фитохрома в зависимости от длины волны падающего потока (1). Дифференциальный спектр представляет собой разность кривых поглощения двух форм фитохрома ФК и ФДК (ФК – ФДК) и отражает наиболее активную область действия регулируемых фитохромом реакций - 540-680 нм с максимумом при 660 нм (Либберт З.А., 1976). Как видно из рисунка, диапазоны наиболее часто встречающихся интенсивностей излучения некогерентного источника КС практически совпадают с областью максимального накопления в биологической системе активной формы фитохрома ФДК.

Для сравнения на рисунке показан спектр излучения гелий-неонового лазера (ГНЛ) – 633 нм. Очевидно, что предложенный источник некогерентного красного света обладает большей эффективностью по сравнению с гелий-неоновым лазером, так как максимально охватывает активную область действия регулируемых фитохромом реакций.

В отличие от ГНЛ, предложенный нами некогерентный источник КС не требует отдельного помещения, легко встраивается в существующую технологическую линию производства оздоровленных семян картофеля, дает возможность создания недорогой промышленной установки с более высокой, по сравнению с ГНЛ, производительностью. С помощью такой установки можно облучать пробирочные и тепличные растения картофеля не только перед посадкой (как в случае с ГНЛ), но и в течение вегетации, а также производить предпосадочную обработку семенных клубней.

1 - дифференциальный спектр поглощения фитохрома ; 2 - спектр излучения прибора; 3 – излучение гелий-неонового лазера

Рис. 8. Спектр излучения прибора некогерентного красного света

С целью повышения иммунитета семенных клубней и увеличения устойчивости перед патогенной микрофлорой, активизации роста картофеля, оздоровленного методом меристемной культуры, нами изучено совместное действие некогерентного красного света и озона при предпосадочной обработке клубней.

В связи с тем, что использование промышленных озонаторов высокой мощности создает ряд проблем с безопасностью обслуживающего персонала, (предельно допустимая концентрация для озона достаточно низка и составляет всего 0,1 мг/м3), при озонировании семенных клубней картофеля нами использована экспериментальная установка, схема которой приведена на рис.1, где озонирование осуществлялось в закрытой камере. Для усиления эффекта озонирования клубни перед помещением в озонирующую камеру увлажняли водой. Увлажнение способствует образованию активных радикалов ОН•, О•, Н• и НО•2 на поверхности клубней при взаимодействии озона с водой, которые обладают более высоким по сравнению с озоном окислительным потенциалом. Кроме того, увлажнение поверхности обрабатываемых объектов способствует проникновению озона внутрь объекта, стимулируя процессы метаболизма (Елисеев И.В., Руделев С.А., 2005). Таким образом, бактерицидный и стимулирующий эффект данной обработки связан с одновременным воздействием на поверхность клубней озона, ультрафиолетового излучения разряда и плазмы, диффундирующей из разрядной области.

Эффективность использования некогерентного красного света на стадии размножения пробирочных растений и миниклубней картофеля.

С целью подбора оптимальных режимов облучения пробирочных растений, изучали несколько вариантов, отличающихся экспозицией и сроками облучения. Выявлено, что наиболее эффективным приемом, обеспечивающим максимальное нарастание высоты растений и увеличение количества междоузлий, является трехкратное облучение пробирочных растений картофеля с интервалом в один день. При этом наблюдается кумулятивный эффект воздействия красного света. Начинать облучение следует не сразу после черенкования растений, а через 5-7 дней, чтобы дать возможность черенкам оправиться от шока, связанного с повреждением тканей, и проявить более выраженную положительную реакцию на действие красного света.

Результаты производственных испытаний отработанных режимов облучения пробирочных растений выявили, что у облученных растений в конце вегетации стабильно увеличивается высота растений на 6,1-7,8 % и количество междоузлий - на 10 – 12,1 % по сравнению с необлученными, что приводит к увеличению коэффициента размножения пробирочных растений в 1,1 – 1,3 раза.

Таблица 4 – Продуктивность и выживаемость тепличных растений

(2004-2005 гг.)

Показатели	Конт-роль	Облучение КС 15 мин	Отклонение от контроля	Облучение КС 30 мин	Отклонение от контроля
Масса миниклубней с одного куста, г	55,1	62,3	+7,2	67,3	+12,2
Число миниклубней с куста, шт	5,7	6,6	+0,9	5,8	+0,1
Выживаемость, %	73	87	+14	92	+19
Выход кустов с единицы площади, шт/ м2	11,7	13,9	+2,2	14,7	+3,0
Выход миниклубней с единицы площади, шт/м2	66,7	91,7	+25,0	85,3	+18,6

При высадке облученных черенков в теплицу повышается масса и число миниклубней с одного куста, соответственно, на 7,2-12,2г (13,1-22,1 %) и 0,1- 0,9 шт (3,5-15,8 %) (табл.4). За счет одновременного увеличения количества сохранившихся кустов в вариантах с облучением повышается выход миниклубней с единицы площади на 18,3-25,0 шт/м2, что обеспечивает увеличение коэффициента размножения тепличных миниклубней в 1,28-1,38 раз. При площади теплицы 1000 м2 это обеспечит дополнительное получение 18600 – 25000 штук миниклубней за одну вегетацию или 37200-50000 шт за сезон. При густоте посадки 50 тыс шт/га такого количества миниклубней достаточно для высадки на площади 0,8 – 1 га.

Таким образом, исследования влияния облучения некогерентным красным светом на пробирочные растения картофеля выявили эффективность данного приема. Наиболее эффективной экспозицией для созданного нами источника красного света является 15 мин, что обеспечивает суммарную дозу облучения 90 Дж/м2. Данная доза облучения была принята в дальнейшем за основу при работе с пробирочными растениями и клубнями полевой репродукции картофеля.

Использование некогерентного красного света и озона для

предпосадочной обработки семенных клубней картофеля

Установлено, что предпосадочное облучение клубней некогерентным красным светом и озоном, стимулируя начальные ростовые процессы в растениях, увеличивает величину ассимиляционной поверхности листового аппарата и продуктивность фотосинтеза. Наибольший фотосинтетический потенциал отмечен при совместном применении красного света и озона –2124 тыс.м2 сутки/га у сорта Сантэ и 2263 тыс.м2 сутки/га у сорта Луговской, что выше контрольных показателей на 20,6 % и 38,8 %, соответственно, по сортам. В этом же варианте отмечена наибольшая чистая продуктивность фотосинтеза – 4,60 г/м2 сутки у сорта Сантэ (+7,87 % к контролю) и 4,52 г/м2 сутки у сорта Луговской (+8,4 % к контролю). В конечном итоге это определило прибавку урожайности клубней.

Таблица 5 - Урожайность клубней картофеля в зависимости от предпосадоч- ной обработки некогерентным красным светом и озоном ( 2004-2006 гг.)

Показатели	Контроль т/га	Облучение КС		Озонирование		КС + озонирование
		т/га	± к контролю, %	т/га	± к контролю,%	т/га	± к контролю, %
Сорт Сантэ
Урожайность: общая товарных клубней	34,3 30,0	37,2 34,6	+8,5 +15,3	34,4 30,5	+0,3 +1,6	38,8 36,2	+13,1 +20,7
НСР05 по общей урожайности - 2,05 т/га Сорт Луговской
Урожайность: общая товарных клубней	29,3 26,2	33,4 31,4	+14,0 +19,8	30,9 27,8	+5,5 +6,1	34,2 32,5	+16,7 +24,0
НСР05 по общей урожайности - 1,51 т/га

Практически все примененные обработки привели к увеличению как общей урожайности клубней, так и её товарной части по отношению к контролю, соответственно, на 5,5-16,7% и 1,6 -24,0 % (табл.5). В варианте с совместным действием некогерентного красного света и озона прибавка общей урожайности клубней двух сортов картофеля в среднем за три года составила 13,1-16,7 %, еще существеннее возросла урожайность товарных клубней – на 20,7-24,0 %.

При действии красного света и озона повышается не только общий уровень урожайности клубней, но и изменяется её структура в сторону увеличения выхода фракций семенного и продовольственного картофеля. Это происходит как за счет возрастания массы товарных клубней, так и за счет повышения их доли под кустом от общего количества. Указанные изменения приводят к увеличению коэффициента размножения клубней по фракции семенного картофеля в 1,1 – 1,4 раза.

Выявлено положительное влияние совместной обработки клубней некогерентным красным светом и озоном не только на продуктивность растений, но и на качество клубней. Отмечено увеличение по отношению к контролю содержания сухого вещества на 3,0-3,6 %, крахмала – на 3,0-3,4 % и витамина С – на 2,7-4,0 мг%, что улучшает пищевое и технологическое достоинство клубней, повышая их пригодность для промышленной переработки.

Применение некогерентного красного света и озона приводит к получению более качественной и безопасной продукции. В результате предпосадочной обработки физическими факторами клубни в 1,18-1,20 раза или на 15,3 -16,5 % меньше накапливают нитратов.

Полученные данные открывают широкие возможности для применения разработанного способа предпосадочной обработки клубней не только в элитном семеноводстве картофеля, но и при производстве высококачественного продовольственного картофеля, предназначенного для реализации в свежем виде и для переработки на различные картофелепродукты.

В связи с этим наши дальнейшие исследования были направлены на оценку влияния применяемых физических факторов на сохраняемость и технологические свойства клубней.

Все изучаемые обработки оказали положительное влияние на сокращение общих количественных потерь картофеля при хранении, снизив данный показатель у обоих сортов на 0,60-6,01 % по отношению к контролю. Выявлено также улучшение технологических показателей клубней. Так, содержание редуцирующих сахаров в опытных вариантах ниже контроля на 0,09-0,14 %; количество крупных и средних крахмальных зерен увеличилось по отношению к контролю на 1,9-7,2 %; повысилась устойчивость к потемнению мякоти у клубней обоих сортов.

Выявленное улучшение технологических показателей повышает пригодность клубней для переработки на различные картофелепродукты. Результаты органолептической оценки качества хрустящего картофеля показали, что совместная обработка семенных клубней перед посадкой некогерентным красным светом и озоном приводит к увеличению комплексного показателю качества готового продукта на 3,6-3,9 балла по отношению к контролю. Ломтики хрустящего картофеля в этом варианте имели приятный, равномерный цвет, нежную хрустящую консистенцию, ярко выраженные вкус и запах.

Экономическая и биоэнергетическая оценка технологии производства продовольственного картофеля с применением предпосадочной обработки клубней некогерентным красным светом и озоном

Расчет экономической эффективности производства и реализации продовольственного картофеля по изучаемым вариантам показал, что применение предпосадочной обработки семенных клубней некогерентным красным светом и озоном обеспечивает высокий условно чистый доход. В среднем за три года он составил от 3882 до 4373 руб/т, что выше чем на контроле на 129-435 руб/т (в масштабах цен 2006 г.). Наибольший уровень рентабельности отмечен в варианте с совместным применением красного света и озона – 268,8 % у сорта Сантэ и 231,1% у сорта Луговской при значении на контроле 205,8 % и 167,0 %, соответственно, по сортам.

Отношение энергии, содержащейся в урожае, к энергии, затраченной на производство основной продукции, показывает энергетическую эффективность технологии выращивания картофеля. Применение предпосадочной обработки клубней некогерентным красным светом и озоном увеличивает энергетический коэффициент в 1,05-1,26 раз, что свидетельствует о повышении биоэнергетической эффективности выращивания картофеля (табл. 6). Наиболее эффективным вариантом является совместное применение красного света и озона.

Таблица 6 – Биоэнергетическая эффективность возделывания

картофеля (2004-2006 гг.)

Вариант	Совокупные затраты энергии, МДж	Содержание энергии в урожае, МДж	Энергетический коэффициент
Сорт Сантэ
Контроль Облучение КС Озонирование КС + озон	61640 61654 61668 61681	136171 164052 135192 171884	2,21 2,66 2,19 2,79
Сорт Луговской
Контроль Облучение КС Озонирование КС + озон	61640 61654 61668 61681	113098 144288 118656 150138	1,83 2,34 1,92 2,44

Таким образом, при использовании предпосадочной обработки клубней некогерентным красным светом и озоном технология возделывания картофеля становится более энергосберегающей.

Про итогам проведенных исследований разработаны рекомендации для Управления сельского хозяйства и продовольствия Рязанской области по внедрению в производство АПК Рязанской области способа обработки посадочного материала картофеля с использованием некогерентного красного света и озона. Данная технология внедрена в Рязанском НИПТИ АПК при выращивании пробирочных растений и семенных клубней картофеля репродукции суперэлита.

На способ обработки посадочного материала картофеля некогерентным красным светом получен патент № 2283561 (2006).

ВЫВОДЫ

1. Главный биологический фактор технологии – сорт. Выбор хозяйственно-ботанических сортов картофеля для использования в каждом регионе, следует производить с учетом максимального удовлетворения требований потребителей и перерабатывающих предприятий. При этом в каждой зоне необходимо использовать те сорта, которые способны в полной мере раскрыть свой генетический потенциал в конкретных агроклиматических условиях выращивания. Существенное расширение культивируемого сортимента продуктивными, адаптированными сортами в соответствии с направлением их использования позволит значительно повысить эффективность картофелеводства Центрального региона.

2. Агроэкологическая оценка 35 сортов картофеля позволила выявить следующие закономерности изменения хозяйственно-полезных признаков клубней, которые следует учитывать при выращивании их в Центральном регионе:

- устойчивость картофеля к микробиологическим заболеваниям определяется сортовыми особенностями и погодными условиями вегетационного периода. Большинство изученных сортов проявили высокую устойчивость к фитофторозу и парше обыкновенной. Однако в годы с избыточным увлажнением отмечается значительное развитие фитофтороза на вегетирующих растениях, переходящее на клубни;

- урожайность и химический состав клубней подвержен сильной изменчивости в зависимости от генетических особенностей и группы спелости сорта, а также от погодных условий, особенно в период клубнеобразования. Среднеспелые и среднепоздние сорта накапливают больше сухих веществ и крахмала по сравнению с ранними, раннеспелые и среднеранние сорта содержат больше белка и витамина С. Лучшие сорта внутри каждой группы спелости дают стабильный урожай клубней высокого качества в любых условиях выращивания;

- способность аккумулировать нитраты в клубнях является прежде всего сортовым признаком картофеля. За годы исследований по данному показателю сорта различались в 2 и более раз. В среднем за 3 года содержание нитратов в картофеле составило от 55,2 до 135,7 мг/кг, что ниже предельно допустимого уровня;

- за время хранения в картофеле происходит изменение химического состава, связанное с расходованием пластических веществ на дыхание. Наибольшие потери при хранении отмечаются по содержанию витамина С, количество которого снижается за 8 месяцев хранения на 50-70 % от исходного; наименьшие потери – по содержанию белка – на 0,01-0,3 % от исходного количества.

3. Оценка изучаемых сортов как сырья для производства крахмала, сухих и жаренных картофелепродуктов, проведенная по комплексу биохимических, технологических и экономических показателей, позволила выделить универсальные сорта картофеля, пригодные как для столового использования, так и к различным видам переработки. К ним относятся районированные сорта голландской селекции Сантэ, Импала, Фреско, а также перспективные сорта белорусской селекции Каприз и Журавинка.

4. Высокую пригодность к промышленной переработке на продукты питания имеют районированные сорта Ред Скартет, Романо, Елизавета, Петербургский и перспективный сорт Пранса. Для технической переработки (на крахмал) хорошо подходят районированный сорт Криница, перспективные сорта Сказка и Наяда. Производство и переработка этих сортов высокорентабельна и обеспечивает максимальный выход конечного продукта стабильно высокого качества в течение всего периода использования.

5. Вместе с тем, выявлены сорта, не проявившие удовлетворительных потребительских свойств и пригодности к различным видам переработки, и среди них десять сортов, районированных в Центральном регионе. Их использование не удовлетворяет требованиям современного сельскохозяйственного производства и снижает конкурентоспособность российского картофеля на потребительском рынке.

6. Применение биопрепаратов защитно-стимулирующего действия в технологии хранения картофеля продовольственного и для промышленной переработки позволяет эффективно управлять процессом хранения картофеля и добиваться сокращения количественных и качественных потерь при использовании более высоких температур хранения, чем рекомендуемые в нашей стране. При этом не нарушается принцип экологической чистоты продукции.

7. Применение защитно-стимулирующих средств биологической природы приводит к сокращению общих количественных потерь картофеля при хранении на 3,06 – 7,03 % по отношению к контролю. Характер действия изучаемых биопрепаратов на картофель зависит не только от вида препарата, но и от глубины и продолжительности периода естественного покоя обрабатываемых сортов.

8. Выявлен положительный эффект от применения защитных средств биологической природы на изменение химического состава, пищевого и технологического достоинства клубней в процессе хранения. За восемь месяцев хранения при использовании данного приема потери сухих веществ в клубнях сокращаются на 1,6-4,0 %, крахмала – на 1,9-3,6 %, белка – на 0,01-0,04 %, витамина С - на 0,9-1,8 мг%. Отмечено улучшение таких технологических показателей клубней, как размер крахмальных зерен и потемнение мякоти клубней. Это в конечном счете играет важную роль в сохранении качества продовольственного картофеля и пригодности его к переработке при длительном хранении.

9. Установлено, что биопрепараты оказывают пролонгирующее действие на иммунизацию картофеля, изменяют направленность обмена веществ в клубнях в сторону сокращения накопления нежелательных продуктов метаболизма, ухудшающих технологические и кулинарные свойства клубней и качество картофелепродуктов. В обработанных клубнях снижается скорость накопления редуцирующих сахаров в 1,2-1,8 раз, свободных аминокислот – в 1,3-1,9 раз, изменяется активность ферментов, что приводит к сокращению потерь, стабилизации товарного качества и пищевой ценности продукции в процессе длительного хранения.

10. Преимущество препаратов Крезацин и Циркон, выявленное при хранении, сохранилось и в последействии. Осенняя обработка клубней данными препаратами способствует росту общей и товарной урожайности в последействии на 7,9-12,6 т/га и 10,8-17,1 т/га, соответственно. В варианте с применением препарата Циркон выявлена достоверная прибавка по отношению к контролю содержания в клубнях сухого вещества и крахмала у обоих сортов на 1,2-2,6 % и 1,4-2,3 %, соответственно. Это дает возможность рекомендовать применение препаратов Крезацин и Циркон для осенней обработки не только продовольственного, но и семенного картофеля.

11. Разработанная и научно обоснованная технология хранения картофеля с использованием осенней обработки защитно-стимулирующими средствами биологической природы проста в применении, экологически безопасна и экономически выгодна. Она позволяет получить экономический эффект за счет дополнительной стоимости сохраненной части продукции в размере 90-370 руб на каждую тонну картофеля. Это дает возможность рекомендовать разработанные технологические приемы к использованию не только в крупных сельскохозяйственных предприятиях, но и мелкими товаропроизводителями продовольственного картофеля.

12. Разработан новый способ обработки посадочного материала картофеля, включающий воздействие некогерентным красным светом в диапозоне длин волн 540-680 нм на различных этапах производства семян, оздоровленных методом верхушечной меристемы (патент № 2283561, 2006). Внедрение данного способа для ускоренного размножения перспективных сортов не требует больших капиталовложений, существенной перестройки технологических процессов в организации эффективного семеноводства при одновременном снижении ресурсо- и энергозатрат и экологической нагрузки на окружающую среду.

13. При использовании некогерентного красного света на стадии размножения пробирочных растений картофеля наиболее эффективным приемом является трехкратное облучение пробирочных растений в течение вегетации через 5-7 дней после черенкования с интервалом в один день при дозе облучения 90 Дж/м2. При этом наблюдается кумулятивный эффект действия красного света. У облученных растений в конце вегетации увеличивается высота на 6,1-7,8 % и количество междоузлий на одном растении на 10,0 – 12,1 % по сравнению с необлученными, что приводит к увеличению коэффициента размножения пробирочных растений в 1,1 – 1,3 раза.

14. При высаживании облученных пробирочных растений в теплицу улучшается их выживаемость на 14-19 % и повышается масса и число миниклубней с одного куста, соответственно, на 7,2-12,2 г и 0,1-0,9шт. За счет этого увеличивается выход миниклубней на 18,3-25,0 шт/м2, что значительно повышает эффективность использования тепличных площадей при выращивании миниклубней и в конечном итоге сокращает время получения требуемого количества оздоровленных семян перспективных сортов картофеля и затраты на его производство.

15. Доказано положительное влияние совместного действия некогерентного красного света и озона при предпосадочной обработке семенных клубней на динамику роста, продуктивность фотосинтеза, формирование урожая и качества картофеля. При использовании данного приема повышается урожайность клубней на 13,1-16,7 %, товарность урожая – на 5,2-7,9 %, возрастает содержание в клубнях сухих веществ на 3,0-3,6 %. За счет изменения структуры урожая увеличивается коэффициент размножения клубней по фракции семенного картофеля в 1,1 – 1,4 раза.

16. Предпосадочная обработка клубней некогерентным красным светом и озоном позволяет получить более качественную и безопасную продукцию. В потомстве обработанных клубней происходит снижение содержания нитратов, наиболее выраженное при совместном действии факторов, на 15,3-16,5 %, в среднем за три года. Ускорение развития растений под действием обработки некогерентным красным светом и озоном позволяет получить более физиологически зрелые клубни и повысить их сохраняемость. Общие количественные потери у двух сортов картофеля за 8 месяцев хранения при совместном действии факторов снизились на 4,3-6,0% по отношению к контролю.

17. Предпосадочная обработка клубней некогерентным красным светом и озоном улучшает технологические показатели клубней и повышает их пригодность к промышленной переработке. Выявлено уменьшение содержание редуцирующих сахаров в клубнях на 0,13 %, увеличение доли крупных и средних крахмальных зерен на 3,8-7,2 % по отношению к контролю, повышение устойчивости мякоти к потемнению, улучшение качества хрустящего картофеля на 3,6-3,9 балла. Это открывает широкие возможности для использования данного приема предпосадочной обработки клубней в технологии производства картофеля продовольственного и для промышленной переработки.

18. Технология предпосадочной обработки семенных клубней некогерентным красным светом и озоном имеет значительные экономические преимущества по сравнению с традиционными технологиями обработки семян. Её использование увеличивает условно чистый доход в расчете на 1 т продовольственного картофеля на 129 - 435 руб, повышает энергетический коэффициент в 1,05-1,26 раз, что свидетельствует о возрастании экономической и биоэнергетической эффективности выращивания картофеля. Наиболее эффективным приемом является совместное применение красного света и озона.

РЕКОМЕНДАЦИИ ПРОИЗВОДСТВУ

1. Для расширения сортимента картофеля в Центральном регионе с целью удовлетворения потребностей населения в высококачественном продовольственном картофеле, а перерабатывающей промышленности сырьем рекомендовать ГСУ принять к районированию сорта, прошедшие всестороннюю оценку, показавшие высокую продуктивность, качество и пригодность клубней для многостороннего использования: Каприз, Пранса, Сказка, Наяда и Журавинка. Это позволить повысить рентабельность производства и переработки картофеля на 23-169 %.

2. С целью снижения количественных и качественных потерь и риска поражения картофеля инфекционными заболеваниями и сохранения пригодности его к промышленной переработке при длительном хранении рекомендовать осеннюю обработку клубней биологическими препаратами Крезацин и Циркон. Опрыскивание клубней растворами данных препаратов производить после прохождения лечебного периода перед закладкой на основное хранение при нормах расхода: для Крезацина – 2 мл/т, для Циркона – 0,5 мл/т; расход рабочей жидкости – 10 л/т.

3. Для ускорения размножения перспективных сортов рекомендовать в элитном семеноводстве картофеля, основанном на методе верхушечной меристемы, обработку посадочного материала некогерентным красным светом в диапазоне длин волн 540-680 нм при дозе облучения 90 Дж/м2. При обработке пробирочных растений картофеля использовать трехкратное облучение пробирок в течение вегетации через 5-7 дней после черенкования с интервалом в один день.

4. Для сохранения исходного качества семян, оздоровленных методом меристемной культуры и недопущения повторного заражения клубней в полевых условиях вирусными и другими микробиологическими заболеваниями при выращивании семенного и продовольственного картофеля следует использовать совместную обработку семенных клубней некогерентным красным светом в дозе 90 Дж/м2 и озоном в концентрации 350 мг/м3. Для повышения эффективности озонирования перед обработкой озоном клубни следует смачивать водой.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Савина, О.В. Оценка клубней районированных и перспективных сортов картофеля на пригодность к промышленной переработке. / О.В. Савина, М.Н. Павлова / Материалы Международной научно-практической конференции молодых ученых и специалистов «Вклад молодых ученых в развитие аграрной науки XXI века». - Рязань, 2004. – С.408-410. (0,09 п.л.)

2. Савина О.В., Продуктивность и направления использования различных сортов картофеля, возделываемых в условиях Рязанской области / О.В. Савина, А.И.Марков, М.Н. Павлова // Рязанские ведомости.- 2005.-№17.–С.3. (0,05 п.л.).

3. Савина, О.В. Урожайность и качество различных сортов картофеля в условиях Рязанской области. / О.В. Савина, А.И. Марков, М.Н. Павлова / Сб. научн. тр. Рязанского НИПТИ АПК. - Рязань, 2005. - С. 41-46. (0,23 п.л.)

4. Савина, О.В. Некогерентный красный свет – экологически безопасный фактор воздействия на посадочный материал картофеля /О.В. Савина / Сб. науч. трудов Рязанского НИПТИ АПК. – Рязань, 2005. – С. 51-56. (0,26 п.л.)

5.Савина, О. В. Применение экологически безопасных защитно-стимулирующих средств биологической природы при хранении продовольственного картофеля. / О.В. Савина, Е.С.Аксенова / Сб. научных. трудов Рязанского НИПТИ АПК. – Рязань, 2005. – С. 46-51. (0,23 п.л.)

6. Савина, О.В., Технологические свойства клубней и качество хрустящего картофеля в зависимости от сорта. / О.В. Савина, М.Н.Павлова / Сборник научных трудов аспирантов, соискателей и сотрудников Рязанской ГСХА в теории и на практике в современной аграрной науке. – Рязань, 2005.–С.381-384. (0,14п.л.)

7. Савина, О.В. Оценка кулинарных свойств различных сортов картофеля / О.В. Савина, М.Н. Павлова / Материалы Всероссийской научно-практической конференции «Проблемы безопасности технологического процесса, качества реализуемой продукции и биологически активных добавок». - Архангельск, 2005. - С. 72-74. (0,14 п.л.)

8. Савина, О.В. Использование некогерентного красного света в семеноводстве перспективных сортов картофеля / О.В. Савина, О.А. Сергеева / Материалы Всероссийской научно-практической конференции «Проблемы безопасности технологического процесса, качества реализуемой продукции и биологически активных добавок». -Архангельск, 2005. - С. 74-75. (0,09 п.л.)

9. Савина, О.В. Возможные направления использования клубней районированных и перспективных сортов картофеля, возделываемых в условиях Рязанской области». /О.В. Савина, М.Н. Павлова / Материалы VIII всероссийского форума молодых ученых и студентов «Конкурентоспособность территорий и предприятий во взаимозависимом мире» Ч.3. - Екатеринбург, 2005. - С. 174-175. (0,05п.л.)

10. Савина, О.В. Разработка перспективной технологии первичного семеноводства картофеля на меристемной основе с использованием некогерентного красного света / О.В. Савина, О.А. Сергеева, С.А. Руделев / Труды международного форума по проблемам науки, техники и образования. Под ред. Савиных В.П., Вишневского В. В. (т. 1). – М.: Академия наук о Земле, 2005. – С. 111-112. (0,09 п.л.)

11. Сергеева, О.А. Перспективы использования некогерентного красного света в технологии выращивания картофеля / О.А. Сергеева, О.В. Савина, С.А. Руделев / Сб. научн. тр. молодых ученых РГРТА. – Рязань, 2005. – С. 87-91. (0,23 п.л.)

12. Аксенова, Е.С. Влияние защитно-стимулирующих средств биологической природы на естественную убыль картофеля при хранении / Е.С. Аксенова, О.В. Савина / Сб. научн. тр. молодых ученых РГСХА. - Рязань, 2005. – с. 384-387. (0,1 п.л.)

13. Савина, О.В. Перспективы использования защитно-стимулирующих средств биологической природы при хранении картофеля /О.В. Савина, Е.С. Аксенова / Конкурентоспособность территорий и предприятий во взаимозависимом мире. Материалы 8-го всероссийского форума молодых ученых и студентов. Часть 3. – Екатеринбург, 2005. – С. 8-9. (0,05 п.л.)

14. Савина, О.В. Применение некогерентного красного света в технологии первичного семеноводства картофеля / О.В. Савина, С.А. Руделев, О.А. Сергеева / Проблемы и методы управления экономической безопасностью регионов. Материалы региональной научно-практической конференции – Коломна, 2006. – С. 143 - 146. (0,18 п.л.)

15. Савина, О.В., Потребительские свойства и направления использования различных сортов картофеля, возделываемых в условиях Рязанской области. / О.В. Савина, М.Н. Павлова / Сб. научн. тр. сотрудников, аспирантов и соискателей РГСХА в теории и на практике в современной аграрной науке. - Рязань, 2006. – С. 295-298. (0,14 п.л.)

16. Аксенова, Е. С. Влияние защитно-стимулирующих средств биологической природы на изменение химического состава и пищевого достоинства клубней продовольственного картофеля при хранении / Е.С. Аксенова, О.В. Савина / Вклад молодых ученых в развитие аграрной науки ХХ1 века. Мат. научн.-практ. конф. молодых ученых и специалистов. – Рязань,2006.–С.59-63. (0,23 п.л.)

17. Гранкова, Л.И. Влияние некогерентного красного света на урожайность и качество клубней картофеля /Л.И. Гранкова, О.В. Савина / Вклад молодых ученых в развитие аграрной науки ХХ1 века. Материалы научн.-практ. конференции молодых ученых и специалистов.–Рязань, 2006. –С.63-68.(0,23 п.л.)

18. Афиногенова, С.Н. Анализ состояния рынка продовольственного картофеля г. Рязани и товароведная оценка качества клубней / С.Н. Афиногенова, О.В. Савина, С.А. Морозов / Вклад молодых ученых в развитие аграрной науки ХХ1 века. Материалы научно-практической конференции молодых ученых и специалистов. – Рязань, 2006. – С.51-54. (0,1 п.л.)

19..Платонова, О.В. Влияние биологических мелиорантов, навоза и фосфорно-калийных удобрений на урожайность и качество картофеля / Вклад молодых ученых в развитие аграрной науки ХХ1 века. Материалы научно-практической конференции молодых ученых и специалистов. – Рязань, 2006. – С.98-101. (0,14 п.л.)

20. Способ обработки посадочного материала картофеля. Патент № 2283561, 2006.

21. Савина, О.В. Новый способ обработки посадочного материала / О.В.Савина, Л.И. Гранкова, С.А. Руделев, А.И. Марков // Картофель и овощи. - 2007. - N 3. - C. 10-11. (0,05 п.л.)

22. Савина, О.В. Эффективность использования иммуностимулирующих средств биологической природы при хранении продовольственного картофеля / О.В. Савина, В.А. Шевченко // Вестник Московского агроинженерного ун-та им. В.П. Горячкина,. – 2007. - №3. - С. 35-38. (0,18 п.л.)

23. Савина, О.В. Урожайность и товарность клубней картофеля в зависимости от предпосадочной обработки семян физическими факторами /О.В.Савина, Л.И.Гранкова / Безопасность питания: проблемы, пути и способы решения. Материалы международной научно-практической конференции. - Коломна. - 2007.- С. 150 -152. (0,14 п.л.)

24. Савина, О.В. Биологические иммуностимуляторы как фактор повышения сохраняемости продовольственного картофеля / О.В. Савина / Безопасность питания: проблемы, пути и способы решения. Материалы международной научно-практической конференции. - Коломна. - 2007.- С.139-142. (0,14 п.л.)

25. Савина, О.В. Влияние биологических иммуностимуляторов на изменение качества клубней картофеля при хранении / О.В. Савина, Е.С. Аксенова / Безопасность питания: проблемы, пути и способы решения. Материалы международной научно-практической конференции. - Коломна. - 2007.– С. 112-116. (0,14 п.л.)

26. Савина, О.В., Изучение сортовых ресурсов картофеля Рязанской области. / О.В. Савина, М.Н. Павлова / Безопасность питания: проблемы, пути и способы решения. Материалы международной научно-практической конференции. - Коломна. - 2007.- С. 278-280. (0,14 п.л.)

27. Савина, О.В. Состояние и перспективы производства картофеля в Рязанской области / О.В. Савина / Безопасность питания: проблемы, пути и способы решения. Материалы международной научно-практической конференции. - Коломна. - 2007.- С.142-144. (0,14 п.л.)

28. Гранкова, Л.И. Использование некогерентного красного света для повышения урожайности и качества картофеля /Л.И. Гранкова, О.В.Савина / Вклад молодых ученых в реализацию приоритетного национального проекта « Развитие агропромышленного комплекса» Уральской государственной академии ветеринарной медицины. Сборник научных трудов. Троицк. -2007. – С. 26 - 29. (0,14 п. л.)

29. Савина, О.В. Способ повышения качества и урожайности картофеля / О.В.Савина, Л.И.Гранкова/ Потребительский рынок: качество и безопасность товаров и услуг. Сборник научных трудов. - Орел ГТУ, 2007. - С. 57. (0,14 п.л.)

30. Савина, О.В.Ресурсы рынка продовольственного картофеля города рязани / О.В. Савина, С.А. Морозов, С.Н. Афиногенова / Влияние природных и антропогенных факторов на социоэкосистемы. Вып. 4. Межригиональный сборник научных трудов. – Рязань, 2007. – С.36-38. (0,09 п.л.)

31. Савина, О.В. Эффективный способ обработки посадочного материала. Информлисток / О.В. Савина. - База данных «Промышленные инновации». – http://www.rosinf.ru. – 2007. (0,23п.л.)

32. Савина, О. В. Использование иммуностимулирующих средств биологической природы для хранения продовольственного картофеля. Информлисток / О.В. Савина / База данных «Промышленные инновации». – http://www.rosinf.ru. - 2007. (0,23 п.л.)

33. Савина, О.В. Влияние предпосадочной обработки клубней некогерентным красным светом и озоном на формирование урожая и качества картофеля / О.В.Савина, В.А Шевченко., Л.И. Гранкова // Механизация и электрификация сельского хозяйства.- 2007. - N 11. - С. 43 – 44. (0,06 п.л.)

34. Аксенова, Е.С. Влияние биологических иммуностимуляторов на технологическое и кулинарное достоинство картофеля /Е.С. Аксенова, О.В. Савина // Хранение и переработка сельхозсырья. – 2007. - №6. – С.10-13. (0,3 п.л.)

35. Савина, О.В. Оценка сортов картофеля в условиях Рязанской области /О.В. Савина, В.А.Шевченко // Плодородие. – 2007. - №6. – С. 25-27. (0,1 п.л.)

36. Савина, О.В., Товароведная оценка и систематизация по направлениям использования различных сортов картофеля в условиях Рязанской области./ О.В. Савина, М.Н. Павлова //Хранение и переработка сельхозсырья.–2007.-№5. – С. 46-50. (0,3 пл.)

37. Савина, О.В. Использование защитно-стимулирующих средств биологической природы – эффективный путь сокращения потерь картофеля при хранении / О.В. Савина / Организация проектирования агротехнологий и систем земледелия. Сб. докладов Всероссийской научно-практической конференции РНИПТИ АПК. – Рязань, 2008. – С. 177-184. (0,36 п.л.)

38. Савина, О.В. Влияние предпосадочной обработки клубней картофеля некогерентным красным светом и озоном на динамику роста и формирование урожая картофеля / О.В.Савина, Л.И.Гранкова / Организация проектирования агротехнологий и систем земледелия. Сб. докладов Всероссийской научно-практической конференции НИПТИ АПК - Рязань, 2008.- С. 170-177. (0,33 п.л.)

39. Савина, О.В. Товароведная оценка различных сортов картофеля в условиях Рязанской области / О.В. Савина, М.Н. Павлова / Организация проектирования агротехнологий и систем земледелия. Сб. докладов Всероссийской научно-практической конференции РНИПТИ АПК.–Рязань, 2008.–С.184-192.(0,36 п.л.)

40. Савина, О.В. Урожай и качество картофеля при использовании биологических мелиорантов, навоза и фосфорно-калийных удобрений / О.В. Савина, О.В. Платонова / Организация проектирования агротехнологий и систем земледелия. Сб. докладов Всероссийской научно-практической конференции РНИПТИ АПК.–Рязань, 2008.–С.164 - 170. (0,32 п.л.)

41. Савина, О.В. Содержание нитратов в картофеле в зависимости от условий выращивания и предпосадочной обработки клубней физическими факторами / О.В.Савина, Л.И.Гранкова / Безопасность питания: элемент оценки качества жизни семьи. Материалы межд. научно-практ.. конф. -Коломна, 2008. –С. 27-28. (0,14 п.л.)

42. Савина, О.В. Биопрепараты улучшают сохранность картофеля / О.В. Савина, В.А. Шевченко // Картофель и овощи. – 2008. - № 8. – С. 9-10. (0,09 п.л.)

43. Платонова, О.В. Качество клубней и хрустящего картофеля зависит от удобрений / О.В. Платонова, О.В. Савина // Картофель и овощи. – 2009. - №2. – С. 17-18. (0,09 п.л.)

44. Савина, О.В. Использование некогерентного красного света для повышения продуктивности, качества и сохраняемости продовольственного картофеля / О.В. Савина // Хранение и переработка сельхозсырья.–2009. –№ 4. - С.43-45. (0,18 п.л.)

45. Савина, О.В. Направления использования сортов картофеля в условиях Рязанской области / О.В. Савина, А.И. Марков // Картофель и овощи. – 2009. – № 6. – С. 5. ( 0,09 п.л.)

46. Савина, О.В. Новые приемы в технологии производства и хранения картофеля / О.В. Савина. – Рязань, 2009. – 209 с. (10 п.л.)