Практические аспекты перспективности использования топинамбура на кормовые цели в условиях Северо-Запада России

УДК 631.52:633.494

Практические аспекты перспективности использования топинамбура на кормовые цели в условиях Северо-Запада России

Котова З. П.¹, доктор сельскохозяйственных наук

Данилова Т. А.¹, кандидат сельскохозяйственных наук

Парфёнова Н. В.²

¹Северо-Западный центр междисциплинарных исследований проблем продовольственного обеспечения – обособленное структурное подразделение Санкт-Петербургского федерального исследовательского центра РАН

196608, Россия, г. Санкт-Петербург, г. Пушкин, ш. Подбельского, д. 7

E-mail: zinaida_kotova@mail.ru

²Карельский научный центр РАН, отдел комплексных научных исследований, лаборатория агротехнологий «Вилга»

185506, Россия, Республика Карелия, Прионежский р-н, п. Новая Вилга, ул. Центральная, д. 12

Исследования проводили на полях опытной станции в Пряжинском районе Республики Карелия в 2014–2016 годах. Цель исследований — проведение сравнительного анализа существующих сортов топинамбура различных групп спелости по ряду биоморфологических, биохимических и хозяйственно ценных признаков. Объектом исследования были сорта топинамбура, полученные от Майкопской опытной станции: Скороспелка, Интерес, Интерес 21, Калужский, Находка, Новость ВИРа, Виолет де Ренсе, Зори Кавказа. В качестве исходного материала были взяты клубни топинамбура, произрастающие в Пряжинском районе Республики Карелия. Сравнительный анализ существующих сортов топинамбура различных групп спелости позволил определить наиболее приспособленные к возделыванию в условиях Республики Карелии сорта. В ходе исследований было определено, что общая продолжительность вегетационного периода топинамбура составляет 108–130 дней, продолжительность и межфазный период являются биологическими особенностями растения. Выявлено, что наибольшая продуктивность клубней и зелёной массы была получена у сортов ранней группы спелости — 2,2 и 3,7 кг/м² соответственно. Наибольшая продуктивность зелёной массы была получена в контрольном варианте — 4,1 кг/м². Анализ питательной ценности клубней различных сортов топинамбура показал, что полученные клубни и зелёная масса имеют высокие кормовые показатели (содержание сухого вещества — до 32,35%, переваримого протеина — до 6,13%; сырого протеина — до 8,63%, кормовых единиц — до 1,26 в 1 кг и обменной энергии — до 12,42 МДж в 1 кг сухого вещества) и позволяют получать за один укос зелёной массы до 8,4 тыс. корм. ед./га. Достижение таких результатов возможно при выращивании топинамбура наиболее скороспелых сортов и разработке региональной технологии возделывания на кормовые цели.

Ключевые слова: топинамбур, морфология, вегетационный период, зелёная масса, клубни, продуктивность, кормовая ценность.

В настоящее время в России, как и во всём мировом сообществе, остаётся актуальным расширение сырьевой базы производства кормов для животных и продуктов питания для населения (Лисовой, Першакова, Викторова, 2016; Шаззо, Гиш, Екутеч и др., 2013). Одной из ведущих сельскохозяйственных отраслей Северо-Западного региона Российской Федерации является животноводство, доля которого в общей стоимости всей сельскохозяйственной продукции в 2020 году составляла 65,2% при 43,6% в среднем по России. Современное состояние кормопроизводства по комплексу объективных и субъективных причин не отвечает уровню перспективных задач развития животноводства, направленных на достижение продовольственной безопасности региона. Наиболее доступные и малозатратные мероприятия для достижения индикаторов по кормопроизводству связаны в первую очередь с повышением урожайности кормовых культур на включённой в оборот пашне (1493–1433 тыс. га). Интенсификация систем кормопроизводства во всех областях и республиках СЗФО, проводимая с учётом биоклиматического потенциала, на научной основе, с полным материальным обеспечением и применением высоких технологий, позволит в 1,5–2 раза увеличить урожайность кормовых культур и производство кормов высокого качества (Иванов, Якушев, 2010). Один из путей решения этой проблемы — более полное использование биологических ресурсов, в том числе и растительных, биологизация земледелия и кормопроизводства. Одним из главных направлений повышения эффективности развивающегося животноводства СЗФО и снижения себестоимости продукции является модернизация кормопроизводства, увеличение объёмов и улучшение качества заготавливаемых дешёвых объёмистых кормов и зерна (Синицына, Спиридонова, Данилова, 2018). Развитие, устойчивость и эффективность кормопроизводства определяются видовым и сортовым ассортиментом используемых растений, их продуктивным потенциалом. Важное значение в этом приобретают разработка и реализация мер по более эффективному использованию ресурсов и продуктивного потенциала самих растений. Это относится как к традиционным, так и нетрадиционным, пока недостаточно введённым в культуру растениям, обладающим комплексом хозяйственно полезных признаков, использование которых может повысить эффективность всего видового состава культивируемых сельскохозяйственных растений, прежде всего кормового назначения (Котова, Парфёнова, 2015; Ящук, Соловьёв, 2007). В связи с этим несомненной актуальностью обладают исследования по оценке эффективности использования в кормлении животных высокоэнергетических кормов, приготовленных на основе топинамбура (Старовойтов, Старовойтова, Манохина, 2014). Топинамбур, или подсолнечник клубненосный (Helianthus tuberosus L.) из семейства астровых (Asteraceae), относится к подсемейству Астровидных (Asteroideae) или Трубкоцветных (Tubiflorae), родина — Северная Америка. Многолетнее травянистое растение. В культуре топинамбур — однолетнее растение. Топинамбур — растение короткого дня, поэтому плоды в условиях Центральной части России и Северо-Запада не вызревают (Найда, Парфёнова, 2017).

Клубнеобразующие растения издавна используются человеком как источник пищевых продуктов, корма для животных и биологически активных веществ. Эти растения отличаются высокой продуктивностью, пластичны и способны произрастать в различных географических зонах и климатических условиях (Маркаров, Головко, Табаленкова, 2001). Топинамбур среди альтернативных сельскохозяйственных культур занимает особое место в связи с высокой экологической пластичностью, так как при климатических изменениях чрезвычайно важно иметь ресурсы растений, которые способны адаптироваться к экстремальным условиям среды (Аникиенко, Цугленок, 2008; Мишуров, 2011). Несомненно, что для регионов, относящихся к зоне неустойчивого земледелия, топинамбур может стать одной из страховых культур (Зеленков, Романова, 2012). Топинамбур относится к высокопродуктивным растениям и является универсальной культурой, используемой в кормовых, технических, экологических, медико-биологических и пищевых целях (Kaur, Gupta, 2003; Baltacıoğlu, Esin, 2012; Takeuchi, Nagashima, 2011). Топинамбур применяется как декоративное растение, также известно его использование для фитомелиорации и повышения плодородия почв (Усанова, Павлов, 2016). Помимо прочего, топинамбур обладает высокой устойчивостью к экотоксикантам и способностью произрастать на техногенно загрязнённых почвах, он также отличается низким коэффициентом накопления токсичных веществ (Усанова, Павлов, 2015).

Таким образом, топинамбур — уникальное по своему биологическому потенциалу растение. Это один из самых редких окультуренных человеком видов растений, который может дать такое разнообразие продуктов, очень нужных для жизнедеятельности человека, — от продуктов питания и кормов до обеспечения лекарствами, теплом и энергией. Учитывая экономические выгоды от универсального использования этого растения, есть уверенность, что это действительно одна из самых перспективных культур будущего, и чтобы сделать её таковой, нужно приложить и координировать серьёзные усилия всем: от учёных, агрономов, фермеров, предпринимателей, банкиров — до губернаторов, министров и даже президента страны (Киру, 2017).

Цель данной статьи — повысить с помощью количественно обоснованных результатов наших исследований интерес хозяйственников к более широкому внедрению топинамбура как высокоэффективной кормовой культуры в условиях Северо-Западного региона. В задачи наших исследований входило проведение сравнительного анализа существующих сортов топинамбура различных групп спелости по ряду биоморфологических, биохимических и хозяйственно ценных признаков.

Методика исследований. Объектом исследований были сорта топинамбура, полученные от Майкопской опытной станции: Скороспелка, Интерес, Интерес 21, Калужский, Находка, Новость ВИРа, Виолет де Ренсе, Зори Кавказа. В качестве исходного материала были взяты клубни топинамбура, произрастающие в Пряжинском районе Республики Карелия, месте проведения исследований (на обочинах дорог). В связи с этим необходимо отметить, что в настоящее время местные сорта народной селекции практически вытеснены селекционными сортами, однако они продолжают служить ценным источником исходного материала. Топинамбур как растение с перекрёстным опылением гетерозиготен, следовательно, при изоляции и самоопылении могут быть выделены формы, представляющие практическую ценность (Breton, Киру, Berville и др., 2017). Мы предполагаем, что это всё-таки давно интродуцированный стародавний сорт, успешно адаптированный к условиям произрастания в Республике Карелия. В наших исследованиях этот исходный материал был взят в качестве контроля. Все имеющиеся сорта топинамбура мы разделили на две группы (Старовойтов, Старовойтова, Манохина, 2018). К первой группе (ранняя) отнесены два сорта: Скороспелка и Находка. Ко второй группе (поздняя) отнесены четыре сорта: Интерес, Интерес 21, Новость ВИРа, Калужский. Группы ранних и поздних сортов сравнивались с исходным материалом (контролем).

Посадку клубней топинамбура проводили на полях опытной станции в Пряжинском районе Республики Карелия в 2014–2016 годах. Почва участка дерново-среднеподзолистая, супесчаная. Содержание органического вещества в пахотном горизонте составляет 3,42%; рН_сол — 4,7; обеспеченность подвижными формами фосфора и калия — 204 и 104 мг/кг абсолютно сухой почвы соответственно. Посадку провели осенью, во 2–3-й декадах октября, в заранее нарезанные гребни по схеме 70×50см. Уход за посадками на следующий год заключался в прополках и окучивании. Во время вегетации проводились фенологические наблюдения, биометрические измерения, учёт урожая надземной массы и клубней (Старовойтов, Старовойтова, Бойко и др., 2014; Доспехов, 1985). Статистическая обработка полученных данных была произведена с использованием пакета программы Statgraphic Plus.

Результаты исследований. Для условий Европейского Севера перспективность культуры топинамбура как сельскохозяйственной, но не клубненосной культуры показана в работах ряда исследователей, которые указывают на необходимость продолжения дальнейшего изучения топинамбура, при этом наибольшее внимание должно уделяться поиску сортов или исходных форм, способных реализовать свой биопотенциал в полной мере (Икконен, Фомина, Сысоева, 2014; Котова, 2015; Рубан, Зайнуллина, Михович, 2019).

Согласно проведённым исследованиям А. В. Кравченко (2007), подсолнечник клубненосный (топинамбур, Helianthus tuberosus L.) широко представлен в Карелии. Встречается у строений, дорог, на свалках, пустырях, газонах, клумбах, залежах, изредка как сорное в огородах (эргазиолипофит). Часто выращивается как декоративное или пищевое растение, повсеместно дичает, иногда образуя в поселениях обширные заросли. Многолетнее травянистое растение. В культуре топинамбур — однолетнее растение, но может расти до 10 лет на одном месте без пересадок и перепашки, затем он изреживается и вытесняется сорной растительностью (Мишуров, Рубан, Скупченко, 2011). В почве на коротких столонах формирует клубни побегового происхождения. Листья у топинамбура простые, длиной 15–20 см, цельные, яйцевидной формы. Листорасположение супротивное, мутовчатое, в верхней части стебля часто очерёдное. Корзинки диаметром 1,5–5 см содержат 50–60 ярко-жёлтых цветков. Основной тип опыления — ксеногамия, резервное опыление — автогамия.

Наблюдения за динамикой развития топинамбура в среднем за 3 года показали следующие результаты. Всходы отмечали в 3-й декаде мая – 1-й декаде июня. В первой декаде июня высота растений составляла 5–15,4 см. Наибольший рост наблюдали у растений контрольного варианта: они были на 41,2% выше группы ранних сортов и на 67,5% — группы поздних сортов (рис. 1). Во время линейного роста происходило нарастание надземной массы растений и начало формирования столонов. Фенологическая фаза бутонизации была довольно сильно растянута и протекала с конца июня до третьей декады июля. Цветение было продолжительным и длилось до конца сентября – середины октября. Начало образования клубней приходилось на фазу бутонизации. Наиболее активный рост основных побегов наблюдался в период со 2-й декады июля до 2-й декады августа — рост растений увеличился в 2,3–2,6 раза. На рис. 1 чётко видно, что растения контрольного варианта прекратили рост, начиная с 3-й декады августа, вероятно, это связано с активным образованием столонов и началом клубнеобразования. Поздняя группа сортов также прекратила активный рост. Необходимо отметить, что наблюдаемые периоды вегетации растений топинамбура довольно сильно отличались по количеству выпавших осадков и их интенсивности. Гидротермический коэффициент по Селянинову (ГТК) в 2015 году составил 1,45 (оптимальное увлажнение), в 2016 году — 2,05 (переувлажнение). Таким образом, наблюдая за динамикой роста топинамбура различных групп спелости было выявлено, что в среднем за 2 года наибольший рост имели растения контрольного варианта — 245 см, что на 17,5% выше растений ранней группы спелости и на 20% — поздней группы.

Ритмика развития растений коррелировала с комплексом морфологических особенностей. Приспособительной реакцией топинамбура на длинный северный день и прохладное лето являлось активное формирование органов запасания и вегетативного размножения — клубней. Подсчёт количества основных побегов на растении показал, что их количество зависит от условий влагообеспеченности года, и наибольшее количество по всем группам было в 2016 году (при переувлажнении) (рис. 2). Контрольный вариант имел семь основных стеблей на растении. Наименьшее количество основных стеблей было у сортов поздней группы спелости — 1,6 шт. на растении. В среднем за 3 года наибольшее количество было у контрольного варианта — 4,3 шт. на растении, что выше, чем у ранней и среднеранней групп спелости, на 44–46%.

Стебель у растений топинамбура прямостоячий, ветвящийся в верхней части. Анатомическое изучение стебля топинамбура показало, что у него типичный переходный тип строения с хорошо просматриваемыми основными и дополнительными проводящими пучками. Все паренхимные клетки имеют тонкие стенки и заполнены запасными веществами. Листья у топинамбура простые, цельные, черешковые. Верхние листья яйцевидные, край листа пильчатый, верхушка листа сильно оттянута. Поверхность листовой пластинки покрыта мелкими загнутыми волосками и поэтому шершавая. Нижние листья до 12–15-го узлов супротивные, по форме сердцевидные. В верхней части стебель имеет очерёдное листорасположение. Длина листа — 12–15 см, крупные могут достигать 20 см, ширина от 6 до 10 см.

Наши трёхлетние исследования показали, что количество листьев у сортов различных групп спелости широко варьировалось: от 254 шт. — на растении поздней группы до 621 шт. — на растении ранней группы спелости. Наибольшее их количество отмечено у контроля — 788 шт. на растении (рис. 3). Как видно из рис. 3, наибольшая облиственность растений топинамбура наблюдалась в более увлажнённые годы у контрольного варианта и сортов ранней группы спелости. Сорта поздней группы спелости практически не реагировали на метеоусловия вегетационного периода.

Наблюдения за фенологическими фазами развития растений топинамбура показали, что их последовательность остаётся неизменной, так как их продолжительность и межфазный период являются биологическими особенностями растения. Нами выявлена динамика прохождения фенофаз: I — всходы (15–20 дней после посадки (при весенней посадке); II — всходы – образование столонов (30–32 дня); III — столонообразование – начало клубнеобразования (20–22 дня); IV — образование клубней – цветение (20–23 дня); V — цветение – конец вегетации (23–33 дня). Исследования показали, что в условиях длинного дня короткодневные растения топинамбура цветут до поздней осени (до конца сентября – начала октября) и формирование плодов отсутствует.

Изучение подземной части растений показало, что столоны топинамбура довольно короткие и гнездо образуется компактное. Клубни топинамбура имеют побеговое происхождение и различную форму. Формирование клубней происходит акропетально — от основания к верхушке за счёт образования новых метамеров в результате деятельности верхушечной почки, а также базипетально — от верхушки к основанию за счёт утолщения тонкого стебля верхних метамеров столонов. Пазушные почки не ветвятся, но могут превращаться в сидячие клубни следующего порядка.

Анализ структуры куста показал, что наибольшее количество клубней топинамбура было в контрольном варианте — 41 шт., что выше, чем у ранней и поздней групп сортов, на 15–22,3 шт., или на 36–54%. По весу клубни контрольного варианта были на уровне сортов поздней группы спелости — всего 14 г, но за счёт их большого количества общий вес куста составил 574 г — на уровне сортов топинамбура ранней группы спелости (613,6 г) (табл. 1).

1. Структура и продуктивность топинамбура различных групп спелости (среднее за 2015–2016 гг.)

В результате проведённых исследований было выявлено, что в условиях Республики Карелия наиболее целесообразно выращивать топинамбур на зелёную массу. В среднем за 2 года наибольшая продуктивность клубней была получена у сортов ранней группы спелости, — 2,2 кг/м², что выше на 54,5% урожая поздних сортов топинамбура. Контрольный вариант по урожайности клубней был на уровне сортов ранней группы спелости — 1,8 кг/м². Наибольшая продуктивность зелёной массы была получена у контроля — 4,1 кг/м², что превышало сбор клубней в 2,3 раза. Сорта ранней группы спелости имели урожайность зелёной массы на уровне контрольного варианта — 3,7 кг/м², что выше на 40,5% урожая зелёной массы сортов поздней группы спелости, который составил 2,2 кг/м². Как видно из табл. 2, общая продуктивность контрольного варианта была на уровне сортов ранней группы спелости и составила 5,9 кг/м².

Биохимический анализ питательной ценности клубней различных сортов топинамбура показал, что в среднем за 2 года наибольшие показатели были у контрольного варианта (в СВ): переваримого протеина — 2,61%; сырого протеина — 3,87% и кормовых единиц — 1,26 в 1 кг (табл. 2). Наши исследования подтверждают выводы ряда авторов о том, что в клубнях топинамбура содержится на 1,37% больше сухого вещества, чем в картофеле, в 5,6 и 6,18 раза больше сырой золы, в 1,7 и 3,3 раза — белка, в 6,6 и 3 раза — сырой клетчатки, чем в картофеле и моркови соответственно (Аникиенко, Цугленок, 2008; Старовойтов, Старовойтова, Звягинцев, 2013).

2. Содержание питательных веществ в клубнях и зелёной массе сортов топинамбура по группам спелости (среднее за 2015–2016 гг.)

По содержанию питательных веществ в зелёной массе топинамбура в зависимости от группы спелости нами выявлено, что, как и по клубням, наибольшие показатели у контрольного варианта. В целом биохимический анализ зелёной массы сортов топинамбура по группам спелости выявил, что по содержанию сухого вещества она не уступает клубням (в среднем — 23,2%), превосходит их по содержанию сырого и переваримого протеина на 55 и 53% соответственно, по содержанию клетчатки — на 71% и безазотистых экстрактивных веществ — на 64%. Но количество кормовых единиц в 1 кг сухого вещества (СВ) зелёной массы топинамбура меньше, чем у клубней, на 35%. Имея большое содержание сухого вещества, хорошую углеводную и минеральную обеспеченность и небольшое количество клетчатки в сравнении со злаковыми кормовыми травами, выращиваемыми в регионе, зелёная масса топинамбура обладает значительными кормовыми достоинствами. При выращивании тимофеевки луговой, костреца безостого в смеси с клевером луговым за два укоса сбор кормовых единиц с 1 га составляет 5,9 тыс. (Евсеева, Голубева, Яковлева, 2011), в то время как за один сбор зелёной массы топинамбура можно получить 8,4 тыс. корм. ед./га. Кроме того, по сравнению со злаковыми травосмесями энергетическая ценность топинамбура более высокая (до 12,45 МДж/кг СВ). По данным В. И. Старовойтова с соавторами (2014), химический состав топинамбура меняется в зависимости от биологических особенностей сорта и почвенно-климатических условий, включающих агротехнику, погодные условия данного года произрастания, а также географический фактор. По химическому составу, питательности и энергетической ценности топинамбур является ценной кормовой культурой, и есть все основания утверждать, что корма из топинамбура можно отнести к высокоэнергетическим.

Заключение. Результаты исследований позволяют сделать вывод, что выращивание топинамбура в условиях Северо-Западного региона, в том числе в Республике Карелия, возможно только при подборе наиболее скороспелых сортов и разработке региональной технологии возделывания на кормовые цели.

Показано, что произрастающий на территории Республики Карелия местный сорт топинамбура (контроль) относится к ранней группе спелости. Он хорошо приспособился к условиям произрастания: в среднем за 2 года высота растений контрольного варианта составила 245 см; растение имеет семь основных побегов, хорошо облиствено (788 шт.); количество клубней на растении в среднем составляет 41 шт.; наибольшая продуктивность зелёной массы — 4,1 кг/м², общая продуктивность — на уровне сортов ранней группы спелости (5,9 кг/м²).

Выявлено, что в сравнении со злаковыми кормовыми травами, выращиваемыми в регионе, зелёная масса топинамбура обладает значительными кормовыми достоинствами, так как имеет высокое содержание сухого вещества, хорошую углеводную и минеральную обеспеченность. Клубни топинамбура в контрольном варианте содержат: переваримого протеина — 2,61%, сырого протеина — 3,87% и кормовых единиц — 1,26 в 1 кг.

Литература

1. Аникиенко Т. И. Эколого-энергетические и медико-биологические свойства топинамбура / Т. И. Аникиенко, Н. В. Цугленок. — Красноярск, 2008. — С.6–32.

2. Селекция топинамбура (HELIANTHUS TUBEROSUS L.) для нетрадиционного использования: ретроспектива, подходы и перспективы. Генетическое разнообразие картофеля и топинамбура / C. Breton, С. Д. Киру, А. Berville, Н. Ю. Анушкевич // Сельскохозяйственная биология. — 2017. — Т. 52 — № 5. — С.940–951.

3. Доспехов Б. А. Методика полевого опыта (с основами статистической обработки результатов исследований) / Б. А. Доспехов. — 5-е изд., доп. и перераб. —Москва: Агропромиздат, 1985. — 351 с.

4. Евсеева Г. В. Создание пастбищных травостоев в условиях Карелии / Г. В. Евсеева, О. В. Голубева, К. Е. Яковлева // Кормопроизводство. — 2011. — № 6. — С.33–35.

5. Зеленков В. Н. Топинамбур: агробиологический портрет и перспективы инновационного применения / В. Н. Зеленков, Н. Г. Романова. — Москва: МСХА, 2012. — 161 с.

6. Иванов И. А. Основы почвоведения, агрохимии и земледелия / И. А. Иванов, В. П. Якушев. — Санкт-Петербург: АФИ, 2010. — 236 с.

7. Эколого-географическая характеристика и оценка перспективности выращивания Helianthus tuberosus L. на территории Карелии [Электронный ресурс] / Е. Н. Икконен, Ю. Ю. Фомина, М. И. Сысоева и др. // Электронный журнал «Вестник МГОУ». — 2014. — № 1. — URL: www.evestnic-mgou.ru (дата обращения 28.02.2022).

8. Киру С. Д. Генетическое разнообразие картофеля и топинамбура в мировой коллекции ВИР, его значение для питания и здоровья человека / С. Д. Киру // Материалы VIII международной конференции «Низкомолекулярные и пищевые технологии в XXI веке». — Санкт-Петербург, 2017. — С.6–18.

9. Котова З. П. Возможности использования топинамбура (Helianthus tuberosus L.) на кормовые цели в условиях Карелии / З. П. Котова // Сборник статей. — Петрозаводск, 2015 — С.107–110.

10. Котова З. П. Оценка кормовой ценности топинамбура (Helianthus tuberosus L.) в условиях Карелии / З. П. Котова, Н. В. Парфёнова // Кормопроизводство. — 2015. — № 6. — С.41–44.

11. Кравченко А. В. Конспект флоры Карелии / А. В. Кравченко. — Петрозаводск: КарНЦ РАН, 2007. — 403 с.

12. Лисовой В. В. Характеристика и особенности современных сортов топинамбура [Электронный ресурс] / В. В. Лисовой, Т. В. Першакова, Е. П. Викторова // Научный журнал КубГАУ. — 2016. — № 120 (06). — URL: http //ej.kubagro.ru2016/06/pdf/37.pdf (дата обращения 24.02.2022).

13. Маркаров А. М. Морфофизиология клубнеобразующих растений / А. М. Маркаров, Т. К. Головко, Г. Н. Табаленкова. — Санкт-Петербург: Наука, 2001. — 208 с.

14. Мишуров В. П. Особенности возделывания топинамбура на Севере / В. П. Мишуров, Г. А. Рубан, Л. А. Скупченко // Аграрная наука. — 2011. — № 3. — С.14–16.

15. Найда Н. М. Особенности роста и развития, морфология и анатомия топинамбура в Северо-Западном регионе / Н. М. Найда, Н. В. Парфёнова // Сборник научных трудов «Роль молодых учёных в решении актуальных задач АПК». — Санкт-Петербург, 2017. — С.60–62.

16. Рубан Г. А. Топинамбур в многолетней культуре на Севере (Республика Коми) / Г. А. Рубан, К. С. Зайнуллина, Ж. Э. Михович // Бюллетень Ботанического сада Саратовского ГУ. — 2019. — Т. 17. — Вып. 4. — С.212–224.

17. Синицына С. М. Перспективы развития кормопроизводства на Северо-Западе России / С. М. Синицына, А. М. Спиридонова, Т. А. Данилова // Известия СПбГАУ. — 2018. — № 52. — С.189–197.

18. Старовойтов В. И. Методика проведения исследований по культуре топинамбура / В. И. Старовойтов, О. А. Старовойтова, А. А. Манохина // Вестник ФГОУ ВПО «Московский ГАУ им. В. П. Горячкина». — 2018. — № 1 (83). — С.7–14.

19. Программа и методика оценки сортов топинамбура в тест-питомниках в рамках реализации программы Союзного государства «Инновационное развитие картофеля и топинамбура» на 2014–2016 гг. / В. И. Старовойтов, О. А. Старовойтова, Ю. П. Бойко и др. — Москва: ВНИИКХ, 2014. — 6 с.

20. Топинамбур — инновационный ресурс в развитии экономики России / В. И. Старовойтов, О. А. Старовойтова, П. С. Звягинцев, Ю. Т. Лазунин // Пищевые ингредиенты. Сырьё и добавки. — 2013. — № 2. — С.30–33.

21. Старовойтов В. И. Топинамбур как кормовой ресурс / В. И. Старовойтов, О. А. Старовойтова, А. А. Манохина // Вестник МГАУ им. В. П. Горячкина. — 2014. — № 3 (63). — С.24–26.

22. Усанова З. И. Возможность использования топинамбура в качестве фитомелиоранта загрязнённой кислотными осадками дерново-подзолистой почвы / З. И. Усанова, М. Н. Павлов // Экология и промышленность России. — 2016. — № 10. — С.37–41.

23. Усанова З. И. Реакция растений топинамбура на различные экотоксиканты / З. И. Усанова, М. Н. Павлов // Вестник Тверского ГУ. Серия «Биология и экология». — 2015. — № 3. — С.53–68.

24. Топинамбур: биология, агротехника выращивания, место в экосистеме, технологии переработки (вчера, сегодня, завтра): монография / Р. И. Шаззо, Р. А. Гиш, Р. И. Екутеч и др. — Краснодар, 2013. — 184 с.

25. Ящук М. В. Топинамбур — сырьё для производства комбикормов / М. В. Ящук, Е. В. Соловьёв // Известия Вузов. Пищевая технология. — 2007. — № 4. — С.57–58.

26. Baltacıoğlu C. Chips Production from Jerusalem Artichoke (Helianthus tuberosus L.) / C. Baltacıoğlu, A. Esin // Food and Nutrition Sciences. — 2012. — Vol. 3. — No. 9. — P.1321–1328.

27. Kaur N. Applications of inulin and oligofructose in health and nutrition / N. Kaur, A. Gupta // Journal of Bioscience. — 2003. — Vol. 27(7). — P.703–714.

28. Takeuchi J. Preparation of dried chips from Jerusalem artichoke (Helianthus tuberosus) tubers and analysis of their functional properties / J. Takeuchi, T. Nagashima // Food Chemistry. — 2011. — Vol. 126 (3). — P.922–926.

Jerusalem artichoke as a promising forage crop in the North-West of Russia

Kotova Z. P.¹, Dr. Agr. Sc.

Danilova T. A.¹, PhD Agr. Sc.

Parfenova N. V.²

¹North-West Centre of Interdisciplinary Researches of Problems of Food Maintenance – branch of the St. Petersburg Federal Research Center of the Russian Academy of Sciences

196608, Russia, St. Petersburg, Pushkin, Podbelskogo shosse, 7

E-mail: zinaida_kotova@mail.ru

²Karelian Research Center of the Russian Academy of Sciences, Department of Complex Research, Laboratory of Agricultural Technologies “Vilga”

185506, Russia, the Republic of Karelia, Prionezhskiy rayon, poselok Novaya Vilga (village), Tsentralnaya str., 12

The investigation took place at the Research Station in the Republic of Karelia in 2014–2016. The aim was to test the varieties of Jerusalem artichoke maturing at different time. Biology, morphology, biochemistry as well as economically important traits of the following varieties were analyzed obtained from the Maykop Research Station: Skorospelka, Interes, Interes 21, Kaluzhskiy, Nakhodka, Novost VIRa, Violet de Rense, Zori Kavkaza. Jerusalem artichoke tubers from Pryazhinskiy rayon were used as parent material. Competitive variety trial showed the most resistant genotypes for the Republic of Karelia. Jerusalem artichoke growing season amounted to 108–130 days; longevity and interstage period were fully affected by plant biology. Short-season varieties had the highest productivity of tubers and green mass — 2.2 and 3.7 kg/m², respectively. A control yielded the most of green mass — 4.1 kg/m². Tubers and green mass of various genotypes had high nutritional value (dry matter — up to 32.35%, digestible protein — up to 6.13%; crude protein — up to 8.63%, feed units — up to 1.26 in 1 kg, and exchange energy — up to 12.42 MJ in 1 kg of dry matter). Up to 8.4 thousand feed units per ha could be obtained in one cut. Such results could be achieved when growing short-season varieties and optimizing cultivation practices in the region.

Keywords: Jerusalem artichoke, morphology, growing season, green mass, tuber, productivity, feed value.

References

1. Anikienko T. I. Ekologo-energeticheskie i mediko-biologicheskie svoystva topinambura / T. I. Anikienko, N. V. Tsuglenok. — Krasnoyarsk, 2008. — P.6–32.

2. Selektsiya topinambura (HELIANTHUS TUBEROSUS L.) dlya netraditsionnogo ispolzovaniya: retrospektiva, podkhody i perspektivy. Geneticheskoe raznoobrazie kartofelya i topinambura / C. Breton, S. D. Kiru, A. Berville, N. Yu. Anushkevich // Selskokhozyaystvennaya biologiya. — 2017. — Vol. 52 — No. 5. — P.940–951.

3. Dospekhov B. A. Metodika polevogo opyta (s osnovami statisticheskoy obrabotki rezultatov issledovaniy) / B. A. Dospekhov. — 5^th Ed., dop. i pererab. — Moscow: Agropromizdat, 1985. — 351 p.

4. Evseeva G. V. Sozdanie pastbishchnykh travostoev v usloviyakh Karelii / G. V. Evseeva, O. V. Golubeva, K. E. Yakovleva // Kormoproizvodstvo. — 2011. — No. 6. — P.33–35.

5. Zelenkov V. N. Topinambur: agrobiologicheskiy portret i perspektivy innovatsionnogo primeneniya / V. N. Zelenkov, N. G. Romanova. — Moscow: MSKhA, 2012. — 161 p.

6. Ivanov I. A. Osnovy pochvovedeniya, agrokhimii i zemledeliya / I. A. Ivanov, V. P. Yakushev. — St. Petersburg: AFI, 2010. — 236 p.

7. Ekologo-geograficheskaya kharakteristika i otsenka perspektivnosti vyrashchivaniya Helianthus tuberosus L. na territorii Karelii [Elektronnyy resurs] / E. N. Ikkonen, Yu. Yu. Fomina, M. I. Sysoeva et al. // Elektronnyy zhurnal “Vestnik MGOU”. — 2014. — No. 1. — URL: www.evestnic-mgou.ru (data obrashcheniya 28.02.2022).

8. Kiru S. D. Geneticheskoe raznoobrazie kartofelya i topinambura v mirovoy kollektsii VIR, ego znachenie dlya pitaniya i zdorovya cheloveka / S. D. Kiru // Materialy VIII mezhdunarodnoy konferentsii “Nizkomolekulyarnye i pishchevye tekhnologii v XXI veke”. — Sankt-Peterburg, 2017. — P.6–18.

9. Kotova Z. P. Vozmozhnosti ispolzovaniya topinambura (Helianthus tuberosus L.) na kormovye tseli v usloviyakh Karelii / Z. P. Kotova // Sbornik statey. — Petrozavodsk, 2015 — P.107–110.

10. Kotova Z. P. Otsenka kormovoy tsennosti topinambura (Helianthus tuberosus L.) v usloviyakh Karelii / Z. P. Kotova, N. V. Parfenova // Kormoproizvodstvo. — 2015. — No. 6. — P.41–44.

11. Kravchenko A. V. Konspekt flory Karelii / A. V. Kravchenko. — Petrozavodsk: KarNTs RAN, 2007. — 403 p.

12. Lisovoy V. V. Kharakteristika i osobennosti sovremennykh sortov topinambura [Elektronnyy resurs] / V. V. Lisovoy, T. V. Pershakova, E. P. Viktorova // Nauchnyy zhurnal KubGAU. — 2016. — No. 120 (06). — URL: http //ej.kubagro.ru2016/06/pdf/37.pdf (data obrashcheniya 24.02.2022).

13. Markarov A. M. Morfofiziologiya klubneobrazuyushchikh rasteniy / A. M. Markarov, T. K. Golovko, G. N. Tabalenkova. — St. Peterburg: Nauka, 2001. — 208 p.

14. Mishurov V. P. Osobennosti vozdelyvaniya topinambura na Severe / V. P. Mishurov, G. A. Ruban, L. A. Skupchenko // Agrarnaya nauka. — 2011. — No. 3. — P.14–16.

15. Nayda N. M. Osobennosti rosta i razvitiya, morfologiya i anatomiya topinambura v Severo-Zapadnom regione / N. M. Nayda, N. V. Parfenova // Sbornik nauchnykh trudov “Rol molodykh uchenykh v reshenii aktualnykh zadach APK”. — St. Peterburg, 2017. — P.60–62.

16. Ruban G. A. Topinambur v mnogoletney kulture na Severe (Respublika Komi) / G. A. Ruban, K. S. Zaynullina, Zh. E. Mikhovich // Byulleten Botanicheskogo sada Saratovskogo GU. — 2019. — Vol. 17. — Vyp. 4. — P.212–224.

17. Sinitsyna S. M. Perspektivy razvitiya kormoproizvodstva na Severo-Zapade Rossii / S. M. Sinitsyna, A. M. Spiridonova, T. A. Danilova // Izvestiya SPbGAU. — 2018. — No. 52. — P.189–197.

18. Starovoytov V. I. Metodika provedeniya issledovaniy po kulture topinambura / V. I. Starovoytov, O. A. Starovoytova, A. A. Manokhina // Vestnik FGOU VPO “Moskovskiy GAU im. V. P. Goryachkina”. — 2018. — No. 1 (83). — P.7–14.

19. Programma i metodika otsenki sortov topinambura v test-pitomnikakh v ramkakh realizatsii programmy Soyuznogo gosudarstva “Innovatsionnoe razvitie kartofelya i topinambura” na 2014–2016 gg. / V. I. Starovoytov, O. A. Starovoytova, Yu. P. Boyko et al. — Moscow: VNIIKKh, 2014. — 6 p.

20. Topinambur — innovatsionnyy resurs v razvitii ekonomiki Rossii / V. I. Starovoytov, O. A. Starovoytova, P. S. Zvyagintsev, Yu. T. Lazunin // Pishchevye ingredienty. Syre i dobavki. — 2013. — No. 2. — P.30–33.

21. Starovoytov V. I. Topinambur kak kormovoy resurs / V. I. Starovoytov, O. A. Starovoytova, A. A. Manokhina // Vestnik MGAU im. V. P. Goryachkina. — 2014. — No. 3 (63). — P.24–26.

22. Usanova Z. I. Vozmozhnost ispolzovaniya topinambura v kachestve fitomelioranta zagryaznennoy kislotnymi osadkami dernovo-podzolistoy pochvy / Z. I. Usanova, M. N. Pavlov // Ekologiya i promyshlennost Rossii. — 2016. — No. 10. — P.37–41.

23. Usanova Z. I. Reaktsiya rasteniy topinambura na razlichnye ekotoksikanty / Z. I. Usanova, M. N. Pavlov // Vestnik Tverskogo GU. Seriya “Biologiya i ekologiya”. — 2015. — No. 3. — P.53–68.

24. Topinambur: biologiya, agrotekhnika vyrashchivaniya, mesto v ekosisteme, tekhnologii pererabotki (vchera, segodnya, zavtra): monografiya / R. I. Shazzo, R. A. Gish, R. I. Ekutech et al. — Krasnodar, 2013. — 184 p.

25. Yashchuk M. V. Topinambur — syre dlya proizvodstva kombikormov / M. V. Yashchuk, E. V. Solovev // Izvestiya Vuzov. Pishchevaya tekhnologiya. — 2007. — No. 4. — P.57–58.

26. Baltacıoğlu C. Chips Production from Jerusalem Artichoke (Helianthus tuberosus L.) / C. Baltacıoğlu, A. Esin // Food and Nutrition Sciences. — 2012. — Vol. 3. — No. 9. — P.1321–1328.

27. Kaur N. Applications of inulin and oligofructose in health and nutrition / N. Kaur, A. Gupta // Journal of Bioscience. — 2003. — Vol. 27(7). — P.703–714.

28. Takeuchi J. Preparation of dried chips from Jerusalem artichoke (Helianthus tuberosus) tubers and analysis of their functional properties / J. Takeuchi, T. Nagashima // Food Chemistry. — 2011. — Vol. 126 (3). — P.922–926.