Плодоводство
и виноградарство Юга России
Номер: 71(5)
Дата публикации: 17.09.21
Всего статей: 26
Всего авторов: 74
DOI номера: 10.30679/2219-5335-2021-5-71
Информационные ресурсы
Дана характеристика процессов интенсификации в промышленном плодоводстве, определены их цели. Представлены основные технологические сдвиги сформированного в отечественном плодоводстве технологического уклада. На основе анализа развития технологических укладов приведены прогнозируемые технологические сдвиги на ближайшую перспективу, характерные черты перспективных технологий в плодоводстве, их критерии и признаки. Системно представлены факторы-признаки интенсификации плодоводства. Отражена ретроспектива интенсификации промышленного плодоводства на основе селекции и внедрения слаборослых подвоев и формируемых с их участием дифференцированных технологий. Графически представлены основные направления интенсификации, повышающие биопотенциал агроценоза. Проведен анализ негативного влияния химико-техногенных факторов на агроэкоценозы, приводящих к биоресурсным деформациям в биоценозе, почве и почвенной микробиоте, микробио-, акаро- и энтомосистемах. Доказана необходимость восстановления и развития воспроизводственных возможностей агроэкосистем, преимущественно биологическими способами, к которым относятся: развитие в почвенной биоте популяций ризосферных микроорганизмов, расширение спектра применяемых биопрепаратов, созданных на основе эффективных штаммов полезных микроорганизмов, широкое применение многообразных форм и способов повышения иммунности растений, в том числе препаратов элиситорного типа.
Генетические ресурсы, сортоизучение, селекция
По результатам изучения параметров кроны насаждений яблони сорта Голден Делишес на клоновых подвоях M 9, ММ-106 и К 104 установлено, что подвой К 104 по силе роста занимает промежуточное положение между M 9 и ММ-106. Площадь сечения штамбов восьмилетних деревьев на нем составляет 68,4 см2 . В контроле этот показатель равен 63,4 и 73,6 см2 соответственно. Высота деревьев на подвое К 104 на 0,2-0,3 м больше, чем на М 9, и на 0,2-0,3 м меньше, чем на ММ-106. Рост деревьев зависит от функционирования корневой системы, развитие которой, в свою очередь, обусловлено рядом факторов – силой роста подвоев и сортов, привитых на них, схемой посадки и условиями произрастания. Целью исследований явилось установление взаимовлияния показателей роста надземной части деревьев на разных подвоях и размеров их корневой системы. В наших исследованиях определено, что наиболее развитая корневая система была у деревьев на подвое К 104, где общее число корней составило 417 шт., что на 41 шт. превышает Показатели у деревьев на ММ-106 и на 87 шт. больше, чем на М 9. Основная масса корней, составляющая 58,3 %, расположена в горизонтах почвы 40-60 см, в то время как корневой системе деревьев на слаборослом подвое М 9 свойственно залегание, в основном, в поверхностных почвенных слоях до 40 см. В общей массе корней у всех подвоев фракция толщиной до 1 мм составляет 87,6-95,8 %. Установлена взаимосвязь между размерами подземной и надземной частями деревьев в зависимости от подвоев: площадь корневой системы в 1,3-1,7 раза превысила площадь кроны.
В данной работе представлен анализ изменения климатических факторов (среднегодовая температура воздуха, среднегодовое количество осадков, данные предоставлены метеостанцией г. Краснодар) за многолетний период изучения (1961-2020 гг.) в условиях Прикубанской плодовой зоны Центральной подзоны. Анализ климатических факторов показал, что среднегодовая температура увеличилась на +1,2 ºС за последние 30 лет, а среднее количество осадков уменьшилось на 96,1 мм с 1991-2000 гг. Изучено 18 сортов черешни, местного и зарубежного происхождения и их ответная реакция на изменение абиотических параметров климата. Изучено 5 типов стресс-факторов, большая часть из которых приходится на весенний период, а также их роль при формировании генеративного потенциала продутивности сортов черешни, в частности на плодовые почки, цветки, а также урожайность. Показано влияние весенних заморозков (в марте, апреле) в фенофазе «раздвижение чешуй», «выдвижение соцветий», «цветение» на гибель структурных элементов плодоношения. При данном виде стресса гибель генеративных структур может составлять от 0 до 100 %, в зависимости от температурного фактора и фенофазы развития. Урожайность также существенно варьировала, при небольшом повреждении плодовых почек 15-30 % составляла 13-45 кг/дер., при 30-100 % была минимальной 0,0-4,5 кг/дер. При абиотическом стрессе в зимний период в фенофазе «органического покоя», гибель элементов плодоношения была существенной – 90-95 %, а урожайность соответсвенно низкой – 1,5-6,0 кг с дерева. Выделены местные сорта черешни – Алая, Волшебница, Мак, а также интродуцированный Крупноплодная, которые имели лучшую устойчивость к различным типам стресса.
Разнообразие сортового состава и биологических особенностей сортов винограда обусловливает необходимость тщательного подхода при их подборе в конкретных почвенно-климатических условиях. Значимость такого подхода была актуальна во все времена, а в современных условиях значительно возрастает, из-за рыночных отношений, диктующих в каком направлении развиваться, а также увеличения нагрузки биотических факторов среды на фоне снижения интенсивности антропогенного воздействия на виноградное растение. Поэтому оптимизация сортимента при создании новых виноградников остается важнейшим условием обеспечения высокой продуктивности, долговечности и экономической эффективности их возделывания. Виноград – многолетняя культура, вступающая в полное плодоношение на пятый год после посадки. Для того, чтобы удостовериться, подходит изучаемый сорт для конкретных условий или нет, нужно еще минимум 5-6 лет наблюдений. Поэтому и приобретает особую значимость опыт предыдущих поколений. История учит не только не повторять ошибки прошлых лет, но и каким путем надо идти вперед. В данной статье приводится материал посвященный истории формирования сортимента винограда технических сортов на территории ЧИАССР в историческом прошлом. По площадям виноградников и валовому сбору винограда, Республика стояла на третьем месте в РФ после Республики Дагестан и Краснодарского края. Почвенно-климатические условия подходят здесь для возделывания винограда. Поэтому опыт, приобретенный не одним поколением производственников-виноградарей и ученых, должен быть достоянием подрастающего поколения.
Исследования проводили в 2016-2019 гг. на Донской ампелографической коллекции имени Я.И. Потапенко (г. Новочеркасск, Ростовской обл.). Предмет исследования – 8 аборигенных грузинских сортов винограда: Адреули шави, Амлаху, Вернахи, Горули мцване, Грдзелмтевана, Грубела, Муджуретули, Накутвнеули, в качестве контролей донские аборигенные сорта – Сибирьковый и Красностоп золотовский. Установлено, что изучаемые сорта имели высокие показатели процента распустившихся глазков (70-80,3 %). Средняя масса грозди варьировала от 74 г (Муджуретули) до 459 г (Адреули шави). Большинство изучаемых сортов имели высокую среднюю массу грозди (Адреули шави – 459 г, Грубела – 428 г). Показана расчетная урожайность: более 17 т/га имели сорта – Адреули шави и Накутвнеули, высокая урожайность (12-17 т/га) – Горули мцване, средняя урожайность (от 9 до 12 т/га) – Грубела, Грдзелмтевана, Aмлаху, Вернахи и два контрольных сорта. Низкая урожайность у сорта Муджуретули (3,6 т/га). Кондиции урожая – очень высокая сахаристость сока ягод (свыше 23 г/100 см3 ) у сортов: Красностоп золотовский и Грдзелмтевана; высокая (21-23 г/100 см3 ) у сортов: Амлаху, Муджуретули, Горули мцване, Сибирьковый. Все изучаемые сорта прошли технологическую оценку, были приготовлены столовые сухие вина (белые или красные). Вина из контрольных сортов получили высокие дегустационные оценки 8,8-8,9 балла (по 10-балльной шкале). На уровне или чуть ниже были оценки у вин из сортов: Грубела (8,8) и Горули мцване (8,7 балла). По результатам проведенных исследований выделены как перспективные по совокупности хозяйственно ценных признаков и высокому качеству винодельческой продукции белые технические сорта винограда – Грубела, Горули мцване, Грдзелмтевана, а из красных технических – Накутвнеули. Эти сорта рекомендуется также использовать и в селекции для выведения сортов с высокими технологическими свойствами для качественного виноделия.
Ресурсный потенциал агротерриторий
Целью работы является экономическая оценка эффективности производства винограда в условиях южной части приморской низменности Дагестана. Для определения экономической эффективности производства винограда учитываются следующие показатели: урожайность, средняя цена реализации, затраты, прибыль и уровень рентабельности. Расчеты экономической эффективности показали, что она определяется в первую очередь качественными показателями урожая, который формируется под влиянием условий произрастания на конкретной территории. Выявлено, что в производственных затратах хозяйства наибольший удельный вес занимают оплата труда и содержание основных средств. Затраты на производство винограда составляли в 2010-2014 гг. от 11014 до 12485 тыс. руб., а за период 2016-2020 гг. этот показатель варьировал от 12396 до 18117 тыс. руб. Установлено, что наибольший рост расходов в хозяйстве связан с использованием энергетических ресурсов, приобретением запчастей, ремонтных материалов, горюче-смазочных материалов, а также с проведением защитных мероприятий против вредителей и болезней винограда. Между тем сократились расходы, связанные с применением органических и минеральных удобрений. Анализ экономической эффективности отдельных отраслей показывает, что животноводство в специализированном виноградарском хозяйстве должно носить вспомогательный характер для нужд внутреннего потребления. Определено, что основным фактором, определяющим уровень устойчивости и эффективности отрасли, является переход на новый более интенсивный уровень производства, снижение затрат труда и материальных ресурсов на единицу продукции с одновременным повышением урожайности виноградных насаждений.
Размножение и производство посадочного материала
Вопрос получения посадочного материала плодовых культур, свободного от патогенов, включая вирусы и фитоплазмы обладает высоким уровнем актуальности в настоящее время. Использование современных методов биотехнологии и молекулярной генетики является важным элементом при производстве оздоровленного посадочного материала так как позволяет не только получать растения в культуре меристем in vitro и производить их ускоренное микроклонирование, но также позволяет контролировать наличие вирусных и фитоплазменных патогенов, идентификация которых по внешним симптомам может быть затруднительной в связи с наличием латентной формы заболеваний. В статье приведены результаты выполнения комплексных исследований по микроклональному размножению различных культур плодовых культур, а также приводится анализ современной научной литературы по данной тематике. Кроме того, приведены результаты молекулярно-генетических исследований в части анализа генетической стабильности растений, получаемых в условиях in vitro и идентификацию вирусов. Отмечено, что на всех этапах микроклонального размножения, в том числе с использованием культуры меристем, зачастую необходима разработка сортоспецифичных протоколов. Разработаны оптимальные протоколы стерилизации эксплантов семечковых и косточковых культур с использованием дезинфицирующих таблеток «ОКА-ТАБ» и антимикробного препарата «БИО-ПАК». Выявлена зависимость интенсивности выделения фенольных соединений эксплантами и их дальнейшей некротизации при введении в культуру in vitro от фаз развития, возраста растений доноров. Установлены оптимальные концентрации компонентов питательных сред, а также фитогормонов для ряда сортов и подвоев семечковых и косточковых культур отечественной селекции. В части анализа генетической стабильности растений, получаемых в условиях in vitro выявлены ISSR и IRAP ДНК-маркеры, перспективные для использования в этих целях на подвоях яблони (ISSR: UBC 811, UBC 841 и UBC 843; IRAP: Cass 1 и Сass 2). При анализе генетической стабильности подвоев крупнокосточковых культур с использованием ISSR ДНК-маркеров была выявлена идентичность ДНК-профилей, что свидетельствует в пользу сохранения генетической стабильности для данного подвоя при использовании разработанных протоколов микроклонирования. На основе использования комплекса биотехнологических и молекулярногенетических методов были получены генетически однородные подвои косточковых культур, свободные от вируса Шарки сливы. Данные растения, после тестирования на другие вирусы косточковых культур и при отсутствии таковых будут переведены в категорию «кандидаты в исходные» и, после повторного ретестирования, могут быть переведены в категорию «исходные растения» и послужить основой для дальнейшего массового получения безвирусных подвоев.
Биотехнология внедряется в сельскохозяйственную практику быстрыми темпами. Используемые биотехнологические методы играют важную роль в выращивании сельскохозяйственных, садовых и декоративных растений, при которых происходит улучшение их агрономических показателей. Биотехнологические методы являются весьма эффективными, поскольку клетки растений являются тотипотентными, означающее то, что каждая клетка обладает генетической информацией и клеточными механизмами, необходимыми для создания всего организма. Таким образом, с помощью технологии культуры ткани можно получить большое количество растений, которые генетически идентичны родительскому, а также друг другу. Технология культивирования тканей растений широко используется для крупномасштабного размножения растений. Помимо использования в качестве инструмента исследования, методы культивирования тканей растений в последние годы приобрели важное промышленное значение в области размножения растений, устранения болезней, улучшения растений и производства вторичных метаболитов. Небольшие кусочки ткани (называемые эксплантами) можно использовать для производства сотен и тысяч растений в непрерывном процессе. Один эксплант может быть размножен до нескольких тысяч растений за относительно короткий период времени и в контролируемых условиях, независимо от сезона и погоды на круглогодичной основе. В статье представлен краткий обзор наиболее важных используемых методов биотехнологии, таких как: микроразмножение, культура меристем, соматический эмбриогенез, сомаклональная изменчивость, отбор in vitro, культура протопластов и соматическая гибридизация. На основе проведенного анализа литературных источников дана оценка по вопросу преимуществ и недостатков биотехнологических методов, и их влияния на отрасль питомниководства и системы выращивания.
Абрикос и персик являются очень ценными продуктами питания, особенно абрикос, содержащий в своем составе не только сахара, но и большое количество каротина (до 16 мг/ 100 г), фосфора – 23 мг/кг и калия – 259 мг/кг. Фрукт содержит множество фенольных соединений (феруловую, n-кумаровую, хлорогеновую, кофейную и другие кислоты), флавоноиды (рутин, кверцетин, изокверцитрин и другие), витамины А, В1, В2, РР, С, катехины, ароматические компоненты. В косточке находятся аминокислоты, фермент эмульсин, жирные масла, состоящие из линолевой, олеиновой кислот, глицеридов. В то же время в производственных насаждения плодовых эти культур в Беларуси практически отсутствуют. Одной из причин является недостаток посадочного материала, способного гарантировать производителям стабильный урожай. Требуется разработка способов экспресс- оценки совместимости подвоев и привоев. В статье представлены результаты изучения 24 привойно-подвойных комбинаций абрикоса и персика в питомнике (2019 – 2020 гг.) по ряду биохимических показателей, характеризующих физиологическое состояние растений и, как следствие, совместимость подвоя и привоя на этапе выращивания посадочного материала в плодовом питомнике. Определено содержание РНК и ДНК (с использованием набора реагентов «АртРНКminiSpin») и их соотношение для 4 клоновых подвоев и 24 привойно-подвойных комбинаций персика и абрикоса, на основании чего рассчитаны коэффициенты совместимости, позволившие выделить три группы: хорошая совместимость; средняя совместимость; плохая совместимость. Установлено изменение содержания хлорофилла и фенольных соединений в динамике, содержание крахмала в корнях однолетних саженцев, что также является показателем взаимодействия привойно-подвойных комбинаций.
Востребованность в разработке универсальных технологий методом зеленого черенкования значительно возрастает при производстве базисных маточников и сертифицированного посадочного материала, т.е. при создании высококачественного посадочного материала. Зеленое черенкование является одним из самых быстрых и сравнительно дешевых по отношению к методу in vitro способов размножения растений из маточников категории исходные, также он необходим при производстве саженцев для интенсивных насаждений, гибридов и представляющего интерес интродуцированного материала. Актуальность выделения адаптивных подвоев и эффективных технологий, заставляет проводить совместные научно-исследовательские работы с другими учреждениями, увеличив доказательную базу и точность исследований, при этом значительно сократив время изысканий. Ценность направления состоит в возможности выделения растений с широким биопотенциалом, что особенно ценно при увеличении стрессовых ситуаций для косточковых культур, особенно в весенне-летний период. В результате исследований по побегообразовательной способности выделены наиболее адаптивные подвои в разных условиях произрастания – ВСЛ-2 (селекции КОСС ВИР), Gisela 5 (Германия), 3-107, АИ 1, 3-20 (селекции СКФНЦСВВ), АИ-5 БД, АИ-1 БД (селекции СКФНЦСВВ и РУП «Институт плодоводства»). Все новые формы подвоев, отличались устойчивостью к коккомикозу. Отмечены подвои с коротким периодом каллусообразования. Выяснено, что в условиях юга России этот показатель в большей степени зависел от применяемых для повышения ризогенеза препаратов, а в условиях Беларуси от генотипов подвоев. При размножении зелеными черенками высокий выход укореняемости отмечен в условиях Беларуси у подвоев АИ 1, АИ-1 БД (100 %), ВСЛ-2, АИ-74 БД, АИ-5 БД (85,2-91,2 %), в условиях повышенных температур юга России у форм 3-20 и АИ-5 БД, ВСЛ-2, АИ-1 БД, (67-98 %). По совместным данным выделен по всем изучаемым показателям подвой АИ-1 БД.
Физиология и биохимия растений
В южных регионах России в период активной вегетации растений груши почти ежегодно наблюдается воздействие засухи, жары, суховеев, что отражается на их водном статусе, росте, продуктивности и адаптации. При подборе сортов с целью оптимального размещения необходимо учитывать их приспособляемость к засушливым условиям вегетации. Из коллекций Майкопской опытной станции ВИР в опыты по изучению засухоустойчивости растений были включены более 120 образцов груши: 59 сортов, в том числе 43 сорта европейского происхождения и 16 восточноазиатских, 26 видов, 38 экологических форм груши кавказской. Полевую оценку состояния растений проводили визуально после длительного воздействия стрессов. Параллельно использовали лабораторный метод завядания листьев, позволяющий по параметрам водного режима судить о степени выносливости различных образцов к фактору обезвоживания и относительной засухоустойчивости растений. По признаку адаптивности и показателям водного режима выделены образцы груши, обладающие повышенной устойчивостью листьев к обезвоживанию, которые можно рекомендовать для выращивания в предгорной зоне Республики Адыгея, на участках с ограниченным водообеспечением. Это такие европейские сорта как Бессемянка, Боруп, Вильямс, Краснодарская летняя и Ласточка, листья которых теряли всего 30-40 % воды за 6 часов обезвоживания. В тех же условиях из восточноазиатских груш наименьшие потери воды (42-46 %) отмечены у сортов Минюэли, Ольга и Пинли. Из видовой коллекции МОС ВИР для селекции на засухоустойчивость могут представлять интерес P. caucasica Fed., P.elaeagnifolia Pall., P. nivalis Jacq., P.salicifolia Pall., P. ussuriensis Maxim.
Общая агротехника (системы, технологии)
Установлены модификационые изменения фенотипа и норма реакции у технического сорта винограда Выдвиженец под влиянием природных условий на фоне традиционного и биологических способов содержания почвы. Исследования выполнены в агроэкологических условиях умеренно континентального климата юга России с использованием современных методов полевых исследований. Среднегодовая температура воздуха на участке исследований была 9,7 ºС. Во время вегетации (май – сентябрь) температура была 19,9 ºС, в период активного роста ягод винограда (II. июнь-III. август) – 22,5 ºС, максимальная поднималась до плюс 39,3 ºС, минимальная в период зимовки винограда опускалась до минус 26,7 ºС. Годовая амплитуда температур была 54,2 ºС. Перепад температуры воздуха внутри дня в период вегетации был 10,7 градусов по Цельсию, максимальный – 17,7 ºС. Годовая сумма атмосферных осадков менялась от 433 до 866 мм, при норме 620 мм. Варьирование погодных условий сопровождалось модификационной изменчивостью количества гроздей, средней массы грозди и урожая винограда. По данным корреляционного анализа наиболее сильное влияние оказывали минимальная температура воздуха (январь – февраль) на количество гроздей (r = 0,64 – 0,41) и среднюю массу грозди (r = -0,67 – -0,52), средняя температура в предшествующий год на количество гроздей (r = 0,65 – 0,41), средняя годовая температура на массу грозди (r = -0,47 – -0,35). Атмосферные осадки в целом за год оказывали влияние на массу грозди (r = -0,38 – -0,30). Влияние погодных условий на урожай винограда было слабым. Норма реакции количества гроздей была равна на фоне черного пара 23, естественного задернения 25 и посева щавеля кислого 30 шт./куст, средней массы грозди соответственно 129, 90 и 103 г, урожая винограда 5,79; 5,52 и 6,00 кг/куст.
Управление качеством
Среди ряда природных факторов, обеспечивающих развитие виноградной лозы и предопределяющих качество вина, почве принадлежит одно из первых мест, так как почва для виноградного растения является важной частью среды обитания. Важное значение имеет тип почвы, на которой произрастает виноградник, а также ее почвообразующая порода, обогащенная первичными минералами и большим количеством микроэлементов. Почва способствует поступлению в растение таких веществ, которые оказывают особое влияние на качество и индивидуальные особенности продуктов, получаемых из винограда. От почвы зависят полнота, тонкость и букет, а часто и сам тип вина. Винодел только помогает нормальному прохождению технологического процесса и выявлению тех качеств, которые уже имеются в сусле. Объектами исследования являлись сусло и вина из сорта винограда Цветочный, выращенного на следующих типах почв: черноземы карбонатные (В-1), песчаные почвы (В-2), каштановые почвы (В-3). Исследования проводились на базе лаборатории контроля качества виноградовинодельческой продукции ВНИИВиВ-филиала ФГБНУ ФРАНЦ. В результате проведенных исследований выявлено влияние различных типов почв на физико-химические показатели сусел и вин, в частности на содержание титруемых кислот, а также фенольных и азотистых веществ, которые играют немаловажную роль в формировании органолептических свойств вин. Согласно органолептическому анализу наиболее высокую дегустационную оценку (8,7 балла) получил образец вина, приготовленный из винограда, выращенного на каштановых почвах, он обладал наиболее полным и гармоничным вкусом с легкими мускатно-цветочными тонами в аромате.
На данный момент отсутствуют системные научные знания о механизмах воздействия привитой культуры на количественные и качественные показатели винограда и винопродукции. Установление закономерностей влияния различных норм нагрузки виноградного куста в корнесобственной и привитой культуре на качество винограда, а также эстетическую и биологическую ценность винодельческой продукции в условиях меняющихся биотических свойств терруара является весьма актуальным на нынешнем этапе развития виноградовинодельческой отрасли России. Объектами исследований являлись виноград и виноматериал сорта Красностоп АЗОС в привитой и корнесобственной культуре с вариантами различной нагрузки побегами на куст. Опыт изучения влияния различных агротехнических приёмов на продуктивность виноградного растения и качество виноматериала заложен в Анапо-Таманской климатической зоне Краснодарского края России. Наибольший урожай сорта Красностоп АЗОС в годы исследования был получен в варианте корнесобственной культуры ведения винограда при нагрузке 36-40 побегов на куст. В наших исследованиях прослеживается тенденция повышения сахаристости и сохранения титруемой кислотности ягод винограда при ведении виноградников сорта Красностоп АЗОС в корнесобственной культуре. Наиболее оптимальным соотношением сахаристости и титруемой кислотности в опыте обладал виноград варианта корнесобственной культуры при нагрузке побегами 36-40 шт/куст, здесь глюкоацедометрический показатель составил 4,36. В исследуемых вариантах самое большое количество фенольных веществ было обнаружено в виноматериале из корнесобственного винограда с нагрузкой 36-40 побегов на куст – 4130 мг/дм3 . Это положительно сказалось на органолептической оценке данного образца. Наибольшее суммарное количество биологически активных веществ в изучаемых образцах было в виноматериалах из винограда в привитой культуре (134,9-147,9 мг/дм3 ). В годы изучения наиболее качественными показали себя виноматериалы из винограда корнесобственной культуры. Это преимущество перед привитой культурой прослеживалась по всем вариантам нормирования нагрузки побегами кустов винограда.
Вкус продукции растениеводства является основной характеристикой, определяющей её притягательность для потребителей. Поэтому на разных этапах селекционного процесса важным является грамотная процедура дегустации, результаты которой требуют статистического анализа и графического сопровождения. В статье предлагается использовать кластерные тепловые карты (ТК) для визуализации согласия экспертов при дегустации продукции. Материалом для исследования послужили опросные листы, полученные в 2020 г. в ходе оценок 10 сортов жимолости голубой Lonicera caerulea L. К дегустации были привлечены 12 экспертов, которые оценили сенсорные характеристики ягод, включая вкус, по пятибалльной шкале. Статистический анализ полученных данных включал расчёт коэффициента конкордации Кендалла W, расчёт средних баллов, а также построение кластерной ТК. Для группировки столбцов и строк матрицы данных в ТК применяли иерархический кластерный анализ с использованием в качестве меры сходства коэффициента корреляции Спирмена, а в качестве агломеративного алгоритма – метода Уорда. Расчёты выполнены в пакетах DescTool и pheatmap программно-статистической среды R. В результате было установлено, что согласие экспертов в ранжировании сортов было статистически значимым (Р < 0,001), однако слабым: W=0,374. Поэтому средние баллы для сортов содержат не всю информацию, и для её расширения была построена ТК. В статье описывается процедура статистической стандартизации для цветовой раскраски ячеек карты. На основе анализа ТК обсуждаются индивидуальные особенности сорта жимолости и эксперта, группировка сортов и группировка экспертов и/или потребителей. Делается вывод, что кластерная ТК является полезным инструментом, сочетающим статистическую и графическую техники, которая полезна даже в случае отсутствия согласия экспертов.
Фитосанитарное состояние растений
За последние 15 лет в садах Краснодарского края увеличилось распространенность патогенов рода Fusarium, которые встречаются как в патокомплексе корневых гнилей, так и в патокомплексе гнили сердцевины плодов яблони. В настоящее время большое внимание уделяется биологическому методу защиты растений, одним из направлений которого является применение микробиологических препаратов. В связи с чем нами была изучена антифунгальная активность микробиологических препаратов Ризоплан, Ж, Алирин Б, Ж, Фитоспорин-М, Ж, Витаплан, СП, зарегистрированных на яблоне для контроля парши, мучнистой росы, монилиоза, а также перспективных, по отношению к возбудителям гнили корней и сердцевины плодов яблони из рода Fusarium – Трихоцин, СП и Биокомпозит, Ж. В результате изучения антифунгальной активности биологических препаратов в отношении грибов рода Fusarium, возбудителей гнили корней и плодов яблони, были отмечены как слабый, так и очень сильный микопаразитизм, но в большинстве вариантах опыта преобладала конкуренция за площадь питания. Под действием некоторых препаратов менялись форма, край и цвет колонии грибов. В целом для всей выборки патогенов лучшими биоагентами оказались антагонисты препарата Трихоцин, СП, который подавил все 5 штаммов с БЭ 50-90 % и проявил гиперпаразитизм на 1 штамме; и препарат Алирин Б, Ж, который ингибировал рост 3-х штаммов с БЭ 56-85 % проявив антибиоз или фунгистатический антибиотический антагонизм с образованием «стерильной» зоны.
В настоящее время в ценозах плодовых и декоративных растений влияние инвазивных видов значительно возросло. С саженцами и черенками плодовых и декоративных культур, ввозимых в нашу страну, легко могут проникнуть вредные кокциды – червецы и щитовки. Попадая в новый регион, они быстро осваиваются благодаря высокой плодовитости и хорошей защищенности от воздействия неблагоприятных внешних условий. В последние десятилетия повсеместно ускорились темпы инвазионного процесса, за 80 предшествующих лет на территории бывшего СССР обосновалось около 100 чужеземных видов растительноядных насекомых, значительная часть которых отнесена к категории вредных и карантинных видов, из них 57 видов, обладающих явными признаками вредоносности. Ежегодно выявляются новые виды фитофагов, которые приводят к гибели растений-хозяев и дестабилизации фитосанитарной ситуации в искусственных и естественных экосистемах. Поэтому в настоящее время актуальны исследования особенностей инвазионного процесса вредителей плодовых и декоративных культур с целью разработки защитных мероприятий против новых вредных организмов. Мониторинг многолетних насаждений декоративных и плодовых культур в прикубанской зоне центральной подзоне Краснодарского края выявил повреждения ложнощитовками: цитрусовой восковой (Ceroplastes sinensis Guer) и флоридской восковой (Ceroplastes floridensis Comst). Данный регион может стать потенциальным ареалом для развития и распространения вышеуказанных видов фитофагов, так как территория обладает наличием подходящих климатических и экологических условий, при которых могут обосноваться и развиваться эти вредители. При оценке потенциала инвазивности новых видов кокцид, в связи с их адаптацией в условиях Краснодарского края, следует рассматривать факты ступенчатой адаптации в разных типах ценозов. Решение проблемы предотвращения биологических инвазий является одной из важнейших задач настоящих исследований и в связи с этим актуальна разработка комплекса превентивных мероприятий.
В борьбе с фитопатогенными микроорганизмами необходимо в комплексе с мероприятиями по ослаблению паразитов применять меры, направленные на повышение сопротивляемости инфекции хозяина. Реализация максимальной продуктивности растений достигается при высоком уровне их устойчивости к неблагоприятным абиотическим и биотическим факторам. Это возможно осуществить при использовании регуляторов роста. Предпочтение отдается препаратам, отвечающим требованиям экологической безопасности, к которым относится Циркон. Исследования проводились на базе научно-исследовательской проблемной лаборатории «Биофотоника» ФГБОУ ВО «Мичуринский государственный аграрный университет» и ФГБНУ «ФНЦ им. И.В. Мичурина». Раствор токсических метаболитов бактерии Pseudomonas syringae van Hall получали путем её культивирования на жидкой питательной картофельно-глюкозной среде. Рабочий раствор препарата Циркон готовили согласно рекомендациям производителя. Варианты опыта: листья, поставленные в воду без обработки препаратом Циркон (контроль); листья в 10 %-ном растворе токсических метаболитов бактерии без обработки препаратом Циркон; листья в 10 % растворе токсических метаболитов бактерии, обработанные Цирконом. Диагностику функционального состояния фотосинтезирующих тканей вишни проводили неразрушающим способом на портативном хлорофиллфлуориметре PAM-Junior. На 10 сутки после закладки опыта активность фотосинтезирующих тканей листа вишни в варианте с использованием токсических метаболитов составила 0,507 у.е., что на 16,9 % ниже контрольного значения (0,610 у.е.). При этом совместная обработка препаратом Циркон и раствором бактериальных метаболитов способствовала повышению данного показателя на 33,7% по сравнению с вариантом, где использовался только токсин и на 11,1 % по сравнению с контролем. Таким образом, данный препарат способствует повышению активности фотосинтезирующих тканей и сопротивляемости растения-хозяина действию токсических метаболитов бактерии.
Грибы рода Trichoderma известны как антагонисты фитопатогенов, в связи с этим они используются в качестве основы для ряда препаратов биологической защиты растений. Однако низкая скорость размножения и колонизации у данных грибов и не полное уничтожение возбудителей болезней являются основными проблемами для их широкого внедрения в сельскохозяйственное производство. Одним из перспективных направлений стимуляции микромицетов является облучение когерентным светом. Это позволит управлять их различными физиологическими процессами, в том числе ростом, развитием и синтезом продуцентов. Сравнительное изучение эффективности применения гелий-неонового и полупроводникового лазеров для обработки гриба T. Lignorum показало, что на более эффективных длительностях экспозиций (240 с для гелий-неонового, 60 и 240 с для полупроводникового лазеров) отмечался максимальный рост и развитие Мицелия (5 баллов). С учетом того, что рост колоний гриба в контроле был оценен на 2,66 балла лазерная стимуляция составила 87,9 %. При этом применение полупроводникового и гелий-неонового лазеров оказалось одинаково эффективным, различия в данных вариантах эксперимента не существенны и находятся в пределах стандартной ошибки среднего значения. Отмечено повышение антифунгальной активности T. Harzianum в отношение гриба A. Alternata после использования полупроводникового лазера для обработки агента биоконтроля, где наблюдалось полное отсутствие роста патогена. При этом в контроле (без облучения) рост тестера составил 1,59 балла. Полученные данные свидетельствуют о положительном влиянии когерентного света на эффективность защитных биопрепаратов, содержащих грибы рода Trichoderma посредством повышения их физиологической активности.
Управление экологической и пищевой безопасностью
Проведен литературный обзор основных способов производства красителей из натурального сырья, обсуждены особенности технологии. Исследование химического состава выполнено с использованием известных химических методик, ионный состав изучали с помощью капиллярного электрофореза. Основное внимание уделено способам получения натуральных красителей из луковой шелухи и выжимки красных технических сортов винограда. Показаны результаты исследования химического состава, свойства экстрактов и результаты испытаний в производстве пищевых продуктов. Отмечено, что промышленная технология получения красителей из вторичных ресурсов окрашенного пищевого растительного сырья состоит из следующих основных операций: сушка выжимки, или побочных продуктов при консервировании сырья, экстракция красящих веществ водным раствором с добавкой различных модификаторов и последующее концентрирование экстракта. В работе показаны варианты извлечения биологически активных компонентов из луковой шелухи водой, из сухой и влажной выжимки красных сортов винограда подкисленными водными растворами, сахарным сиропом, в том числе модифицированными кислотами. Найдено наибольшее содержание биологически активных веществ и антоцианов в экстракте из сухой виноградной выжимки Каберне-Совиньон, затем в криосусле из сорта Мерло. Экстракты с использованием сахарного сиропа были менее насыщены и труднее поддавались концентрированию. Найдено, что добавка в 50 %-ный сахарный сироп модификаторов кислого характера приводила к уменьшению рН раствора и способствовало увеличению извлечения антоцианов – при дозировании лимонной кислоты – в 5 раз больше контроля (без модификаторов), более чем в 4 раза для борной кислоты и примерно в 3 раза выше для соляной и уксусной кислот. Содержание водорастворимых сухих веществ, без учета сахарозы, в полученных экстрактах составило 3,3±0,25 %. Получаемые таким образом натуральные красители могут быть использованы в разных отраслях пищевой промышленности.
Переработка продукции растениеводства
Приведены результаты, полученные в опытах на лабораторных животных, влияния особенностей технологии переработки вторичных растительных ресурсов – выжимок томатов на функциональные свойства получаемой пищевой добавки. Специальная предварительная обработка выжимок при получении образца №2 добавки позволяет значительно сократить потери термолабильных биологически активных веществ, проявляющих антиоксидантные свойства, по сравнению с образцом №1. Показано, что образец №2 добавки в большей степени оказывает влияние на среднесуточный прирост массы тела животных по сравнению с образцом №1, что подтверждает более высокую эффективность его биологического действия. Кроме того, установлено, что образец №2 добавки по сравнению с образцом №1 оказывает в организме животных более эффективное влияние на обмен белков (на 10,3 %) и обмен углеводов (на 12,0 %). Полученные данные изменения уровня концентрации ферментов печени в крови животных опытных групп по сравнению с контрольной, свидетельствуют о более высокой эффективности проявления гепатопротекторных свойств образца № 2 добавки по сравнению с образцом №1. Установлено влияние образцов добавки на изменение содержания продуктов перекисного окисления в крови животных. Показано, что в крови животных, получавших образец № 2 добавки, степень снижения содержания продуктов перекисного окисления липидов на 30 сутки эксперимента значительно выше по сравнению с этими показателями крови животных, получавших образец №1 добавки, а именно, содержание малонового диальдегида снизилось на 12,7 %, диеновых коньюгатов – на 22,1 %, кетодиенов – на 10,1 %. Полученные данные свидетельствуют, о том, что образец №2 добавки в большей степени проявляет антиоксидантные свойства по сравнению с образцом №1. Таким образом, установлено положительное влияние особенностей технологии переработки вторичных ресурсов на функциональные свойства получаемой пищевой добавки.
Для производства высококачественных вин необходимо регулирование и контроль яблочной кислоты в сусле и виноматериале. Цель работы – получить новые знания о накоплении яблочной кислоты в ягодах винограда (виноградном сусле) в зависимости от агротехнических приемов с целью прогнозирования необходимых технологических решений для обработки сусла и полученных из него виноматериалов столовых на этапе переработки винограда. Представлены материалы трехлетних исследований накопления яблочной кислоты в виноградном сусле. Проведены исследования по влиянию различных агротехнических приемов – система ведения почвы в междурядьях, применение минеральных удобрений, стимуляторов роста и различных систем защиты растений, регулирование нагрузки виноградных кустов урожаем – на накопления яблочной кислоты в сусле из различных сортов винограда. Показано, что задернение почвы в каждом междурядье, а также увеличение нагрузки на виноградных куст приводило к повышению концентрации яблочной кислоты в сусле и виноматериале на 0,1-0,6 г/дм3 . Установлено, что обработка виноградного растения антистрессантом Вапор Гард, примененного также для профилактики увяливания ягод, способствовала увеличению концентрации яблочной кислоты в виноградном сусле сорта Шардоне и снижению ее количества в сусле винограда сорта Каберне-Совиньон. При использовании на виноградниках средств биозащиты, концентрация яблочной кислоты в сусле, наоборот, снижалась. Показано различное влияние регуляторов роста и удобрений на концентрацию яблочной кислоты в зависимости от их дозировки. Полученные данные свидетельствуют о различной отзывчивости виноградного растения различных сортов на агротехнические приемы, используемые в виноградовинодельческих хозяйствах Краснодарского края.
Изучено влияние виноградных пищевых волокон на деконтаминацию натамицина в вине. Для проведения исследований использовали виноградные пищевые волокна, полученные из сладких выжимок винограда сорта Шардоне и сброженных – Красностоп Анапский, Каберне Совиньон и Мерло. Массовая доля клетчатки в представленных образцах волокон составляла от 57,2±2,9 (Каберне Совиньон) до 65,3±3,3 % (Шардоне), электрокинетический потенциал – от минус 26±3 (Шардоне) до минус 49±5 мВ (Красностоп Анапский). Исследования проводили на модельной смеси сухого белого вина с внесенным натамицином в количестве 10 мг/дм3 . Установили влияние времени контакта вина с волокнами и их количества на сорбцию натамицина. Выявлено, что максимальная сорбция Натамицина происходит при контакте с волокнами в течение первых 2-х часов, поэтому дальнейшая их выдержка нецелесообразна. Внесение волокон в вино в количестве 3,0 г/дм3 привело к удалению натамицина от 42 до 68 %. Применение волокон, полученных из выжимок белого сорта винограда Шардоне, способствовало меньшей сорбции натамицина, а из красных выжимок винограда сорта Красностоп Анапский – большей, что коррелирует со значениями величины электрокинетического потенциала на поверхности волокон. Предполагаем, что для полной деконтаминации натамицина необходимо использовать комбинированные обработки с другими сорбентами, обладающими отрицательным зарядом активных центров на поверхности.
Красящие вещества красных виноградных вин – антоцианы представлены преимущественно моно- и дигликозидами, пирановыми и ацилированными формами. Качественное и количественное содержание антоцианов в красных винах определяется рядом факторов, главным из которых является сорт винограда. На антоциановый состав может оказывать влияние и технология переработки. Цель работы: изучить содержание антоцианов, пирановых и ацилированных форм в сухом вине из сорта Каберне-Совиньон, выращенного в Краснодарском крае, в зависимости от технологических приемов переработки винограда. Методы исследования: высокоэффективная жидкостная хроматография, спектрофотометрия, сенсорный анализ. Идентификацию пиков проводили с помощью стандартных образцов мальвидин моноглюкозида (Sigma-Aldrich, Германия), а также ВЭЖХ-МС. Объекты исследования – сухие вина, выработанные в условиях промышленных предприятий из сорта винограда Каберне Совиньон, выращенного в Краснодарском крае. Полученные результаты показали, что условия, их модификация в производстве красного вина оказывают существенное влияние на концентрацию антоцианов. Наибольшая концентрация мальвидина моноглюкозида равная 142,1 мг/дм3 была найдена в образцах при проведении криомацерации с выдержкой мезги при температуре от +2 до +4 ºС в течении 10 суток. Среднее содержание мальвидина моноглюкозида по шести вариантам опыта составило 115 мг/дм3 . Найдено, что углекислотная мацерация в течение месяца и криомацерация в наибольшей степени способствуют образованию ацилированных форм антоцианов в сухом вине из сорта винограда Каберне-Совиньон. Производство вина с настаиванием мезги в среде CO2 в течение 2-х суток с последующим брожением на мезге приводит к росту содержания пираноформ антоцианов.
Современная винодельческая промышленность для производства вин применяет импортные культуры активных сухих дрожжей, зачастую нуждающиеся в адаптации к местным условиям производства. Согласно многочисленным данным лучшие вина можно производить только с применением местным штаммов дрожжей, адаптированных к условиям конкретной местности и химическому составу ягод, в частности, кислотности сока, величины рН, в связи с чем брожение сусла протекает активнее, а получаемый продукт имеет более высокое качество. На данный момент существует целый ряд примеров успешного выполнения проектов по поиску перспективных коммерческих штаммов винных дрожжей среди диких популяций для получения вина терруарного типа с высокими вкусовыми характеристиками. В работе представлена морфолого-культуральная оценка штаммов дрожжей, изолированных на 17 сортах винограда в 6 точках отбора (АФ «Южная», фермерские хозяйства, частное подворье) Краснодарского края. Всего изолировано 510 монокультур дрожжей. Проведены элективный тест и ITS анализ части штаммов. Согласно морфологической оценке дрожжевых изолятов, клетки дрожжей сахаромицетов имели округлую, овальную или округлояйцевидную формы. Клетки дрожжей несахаромицетов имели эллиптическую, лимоннообразную, палочковидную формы. Установлено, что доля сахаромицетов изменялась в зависимости от сорта винограда и места его произрастания. Выделены образцы, в которых сахаромицеты не обнаружены. Рестрикционный анализ дрожжевых изолятов рода Saccharomyces провели для 153 штаммов, изолированных в пос. Таманский, АФ «Южная»: Каберне-Совиньон, Красностоп Анапский, Первенец Магарача, Цвайгельт; и г. Новороссийск «Усадьба Семигорье»: Совиньон Блан, Кристалл, Каберне Фран. Обнаружено, что все исследуемые образцы рода Saccharomyces относятся к виду S. cerevisiae / S. paradoxus.
Представлены результаты изучения качественного состава и количественного содержания аминокислот в красных столовых винах, изготовленных из винограда сорта Каберне-Совиньон с использованием штаммов S. cerevisiae Y-4270 и Дербентская-19. Обнаружено, что на концентрацию аминокислот в образцах вина оказали влияние индивидуальные особенности штаммов дрожжей, применяемых в процессе приготовления, и определенные климатические параметры в регионе, различные в 2019 и 2020 годах (количество годовых осадков и интенсивность солнечного освещения). Во всех вариантах вина наблюдалось существенное варьирование как суммы, так и концентраций отдельных аминокислот. Наибольшее содержание свободных аминокислот обнаружено в образце урожая 2020 года, приготовленного с использованием штамма Д-19. Установлено, что во всех вариантах превалирует пролин; в процентном соотношении от общей суммы аминокислот его содержание во всех вариантах приблизительно одинаково, однако в мг/дм3 эти показатели в несколько раз выше в образцах 2020 года. В вине, полученном с использованием нового штамма S. cerevisiae Y-4270, концентрация пролина в 2 раза меньше по сравнению со вторым вариантом (S. cerevisiae Д-19), что отразилось на его органолептической оценке. В результате сравнительного анализа показано, что общее содержание незаменимых аминокислот в изучаемых винах не превышало уровень 77,31 мг/дм3 . Образующиеся при брожении, в основном из аминокислот, вещества, усиливающие полноту аромата, оказали влияние на качество виноматериалов. Очевидно, оптимальная концентрация свободных аминокислот в исследуемых нами образцах способствовала формированию высоких органолептических показателей красных сухих вин.