732

ПРЕДИСЛОВИЕ

Среднее Предуралье характеризуется значительным биологическим разнообразием флоры. Исторические традиции и производственные задачи определяют цикличность и широкую вариативность в изучении полевых и малораспространённых культур в Уральском регионе.

Выдающийся ботаник, генетик, селекционер и географ – академик Н.И. Вавилов решал глобальные проблемы преодоления недостатка продовольствия в связи с быстрым ростом народонаселения Земли. В этом смысле важна мобилизация для нужд селекции генетических ресурсов всех культурных растений и их диких сородичей с одновременным сохранением всего разнообразия форм растений.

Н.И. Вавилов призывал способствовать «введению в

практику топинамбура – одной из новых культур, нас особенно интересующей в последнее время». К счастью, это время ещё не ушло, а возвращается в новом тысячелетии «на круги своя»…

В предлагаемой монографии на основе обобщения собственных многолетних данных и анализа исторического материала, морфо-биологического, агрометеорологического и агротехнического изучения культуры, приводится авторский взгляд на настоящее и будущее топинамбура (подсолнечника клубненосного или земляную грушу).

Д.С. Фомин, канд. с.-х. наук, доцент

3

ВВЕДЕНИЕ

Сельскохозяйственные культуры универсального использования имеют наибольшее экономическое значение и занимают самые большие посевные площади. Поиск дополнительных источников сырья разного направления хозяйственного использования является актуальной задачей. Таким источником сырья в виде зелёной массы и клубней, с уникальным биохимическим составом, является культура топинамбура. Его можно использовать как пищевое, кормовое, техническое и лекарственное растение [93, 98, 110]. Обладая высокой биологической пластичностью к различным почвен- но-климатическим условиям, топинамбур способен обеспечивать получение продукции на всей территории Российской Федерации [48, 76].

Тем не менее, топинамбур возделывают в стране только на площади около 3 тыс. га [109]. Доля РФ в мировом производстве инулина составляет менее 1% [134]. Одной из основных причин слабого производства данной культуры является её низкая урожайность и технологичность [41, 95, 140]. В связи с этим, разработка приёмов адаптивных технологий возделывания топинамбура весьма актуальна и будет способствовать развитию и распространению его производства в Среднем Предуралье и в стране в целом.

Поиск оптимальных приёмов посадки и уборки зелёной массы и клубней топинамбура является объектом научных исследований многих учёных-аграриев. Приёмы возделывания топинамбура на зелёный корм изучали З.И. Усанова

[1960-е годы, 2012-2020 гг.], В.Н. Зеленков [1993 г., 20142019 гг.], М.И. Ярошевич [2007 г., 2012 г.], А.В. Абрамчук

[2009 г.], Г.Н. Гордеева [2011 г.], К.П. Данилов, Л.В. Шашкаров [2013-2015 гг.], В.И. Старовойтов, О.А. Старовойтова,

4

А.А. Манохина [2014-2018 гг.], А.В. Горный [2015 г.]. На основную продукцию З.И. Усанова [1960-е, 2012-2020 гг.], В.Н.

Зеленков [1993 г., 2014-2019 гг.], М.И. Ярошевич [2007 г., 2012 г.], А.В. Абрамчук [2009 г.], Г.Н. Гордеева [2011 г.],

Ю.С. Королева [2015-2020 гг.], В.И. Старовойтов, О.А. Старовойтова, А.А. Манохина [2014-2018 гг.], А.С. Жангабаева [2017-2020 гг.]. В Среднем Предуралье А.А. Хребтовым [1937 г.] установлены оптимальные сроки весенней посадки. Необходима разработка оптимальных приемов агротехники при универсальном использовании культуры для производства зеленой массы и основной продукции, в частности, сроков посадки и уборки, густоты посадки, определения массы посадочного клубня.

Выявленные закономерности формирования урожайности и качества зеленой массы и клубней топинамбура, их структуры, показателей фотосинтетической деятельности посевов, процесса клубнеобразования могут быть вкладом в концепцию адаптивного растениеводства.

Методология исследований основывалась на постановке рабочей гипотезы на основании изучения научной литературы, последних достижений производства, использовании эмпирических методов – полевой и лабораторный опыты, наблюдение, измерение, сравнение; теоретических методов – анализ и синтез, обобщение; математических методов исследования – дисперсионный и корреляционный анализ.

5

ГЛАВА 1. МОРФОБИОЛОГИЧЕСКИЕ, ИНТРОДУКЦИОННЫЕ ОСОБЕННОСТИ

ИНАРОДНОХОЗЯЙСТВЕННЫЕ ПЕРСПЕКТИВЫ ТОПИНАМБУРА В СРЕДНЕМ ПРЕДУРАЛЬЕ

1.1.Интродукционные особенности, история происхождения и появления культуры

топинамбура в Российской Федерации

иСреднем Предуралье

Первые дикие формы топинамбура появились в Северной Америке, где и по настоящее время культура занимает обширные площади [23, 39, 120, 142]. В ХII веке топинамбур впервые был завезен во Францию. В наши дни возделыванием данной культуры занимаются в 13 развитых странах Европы и в Америке, где общая площадь посадок составляет не более 2,5 млн га. Площадь посевов земляной груши во Франции составляет 250 тыс. га, как и под картофелем, а валовый сбор урожая – 7,5 млн тонн. В США топинамбур выращива-

ют под названием Jerusalem artichokes или Sunсhokes [66, 144, 145]. В Канаде производится 13 млн тонн топинамбура в год. Несмотря на дефицит пахотных земель, интенсивное развитие производства топинамбура в последние годы наблюдается в Китае. Во многих европейских странах – Италии, Испании, Германии выращивают топинамбур как овощную культуру и импортируют продукцию в том числе и в Россию [66, 146]. На сегодняшний день, известно более 300 сортов топинамбура, 12 из которых наиболее широко возделываются в России [82].

В России топинамбур впервые появился во второй половине XVIII века. В виду грушеобразной формы клубней, за культурой топинамбура закрепилось название «земляная груша». Считается, что в Россию топинамбур был завезен

6

через сегодняшнюю территории Архангельской области, а также с Балканского полуострова. В связи с этим на юге растение получило название «Волжская репа», а на Северном Кавказе – «Болкаш», «Хушкаль» [57]. Другие авторы утверждают, что в Россию эта культура попала в 17 веке из Франции и Китая [4, 38, 85]. Продукция использовалась в пищу в сыром виде, в качестве кормовой и технической культуры [75, 83, 101, 104]. В России он впервые использовался как целебное растение, а позднее стал внедряться в агропроизводство как кормовая культура [39]. Новый виток развития производства в России культура топинамбура приобрела в конце XIX века. Так, И.А. Стебут отмечал: «Топинамбур не боится ни сильной летней жары, ни поздних весенних заморозков, ни ранних осенних холодов и у которого клубни выдерживают в земле и сильные зимние морозы и не менее сильные летние засухи, может быть возделываем во всяком климате» [93]. В дореволюционной России большую роль в распространении культуры топинамбура в Сибири, Средней Азии и Закавказье сыграл В.И. Козловский [21]. Он говорил о том, что это «единственное растение из всех разводимых, которое дает урожаи почти без затрат труда, не опасаясь ни мороза, ни засухи, ни дождя, ни плохой почвы и ее истощения, обходится без навоза, обильно родит на одном месте десятки лет» [55]. Далее в 30-х годах XX века при участии В.И. Козловского и Н.И. Вавилова была проведена Первая Всесоюзная конференция по топинамбуру и было принято решение о более широком культивировании топинамбура в колхозах [9]. Впервые топинамбур стали рассматривать как ценную кормовую культуру. В бывшем Советском союзе в 30-х годах ХХ века общие площади посадок топинамбура занимали около 50 тыс. га. Культуру выращивали в Украине, Белорус-

7

сии, Северном Кавказе, Карелиии, Коми АССР, а также в Центральном и Северо-Западном регионах.

Д.Н. Прянишников считал целесообразным расширение площадей топинамбура, «выдающегося по своей пластичности, способного расти в разных климатических полосах от Новой Зеландии до Аляски, на различных почвах, могущего оказать существенную помощь как в деле повышения питания населения и поднятия животноводства, так и на пути создания сырьевой базы для производства сахара и спирта». Однако, гипотезы о полезности топинамбура не нашли поддержки ни у последователей этих великих учёных, ни у других учёных, определявших направления развития сельскохозяйственной науки двадцатого столетия.

В Пермской области изучение культуры топинамбура берет свое начало в 20-е годы XX века. Некоторые аспекты технологии выращивания топинамбура в условиях Пермского края стал изучать заведующий кафедрой частного земледелия агрономического факультета Пермского государственного университета А.А. Хребтов. Он совместно со своим коллегой П.В. Максимовым особое внимание уделял изучению сроков посадки клубней в весенний период [132]. К сожалению, продолжателей его дела не нашлось, и культура как объект научных исследований на долгий период времени перестала пользоваться популярностью в научной среде не только нашего региона, но и всего Среднего Предуралья. В 80-е годы XX века распространением топинамбура в Пермской области занимался доцент кафедры растениеводства Пермского СХИ Г.В. Наугольных. Посадки культуры в учхозе «Кыласовский» Пермской области достигали более 10 га. В настоящее время в Пермском крае посадки топинамбура сконцентрированы в ООО «Агрофирма «Усадьба», ООО

8

«Русь», встречаются в личных подсобных хозяйствах граждан и не превышают 1 га.

Всегодняшнее дни топинамбур получил широкое распространение: от северо-запада европейской части России до Сахалина [35, 59]. Культура встречается во многих регионах Средней России и в последнее 30 лет активно расширяет вторичный ареал. Много одичавшего топинамбура в Московской, Ленинградской и в Тверской областях.

Вюжных районах России топинамбур культивируют для получения клубней, в центральных и северо-западных районах Нечерноземной зоны выращивают для получения зеленой массы преимущественно на силос. Возделывают на фермерских участках или в кормовых севооборотах на одном месте 4-5 лет [123].

Активную работу по интродукции топинамбура ведут исследователи в северных регионах нашей страны. В Республике Саха Якутия проводили сортоиспытания 17 сортов топинамбура. Наиболее лучшие показатели по адаптивности к условиям вечной мерзлоты показал сорт Находка [63].

Анализ имеющейся научной литературы подтверждает высокую значимость культуры топинамбура для сельскохозяйственного производства в виду высокой кормовой и продовольственной ценности. Анализ рынка показал, что возделыванием топинамбура в промышленном производстве, в основном, занимаются в Центральной России, на юге страны, а также, в меньшей степени, в Поволжье. В Среднем Предуралье площади возделывания топинамбура значительно меньше, чем в вышеперечисленных регионах и сосредоточены, в основном, в личных подсобных хозяйствах граждан для личного пользования и для розничной продажи. Одной из основных причин низкой востребованности данной культуры сре-

9

ди сельскохозяйственных производителей в Среднем Предуралье является отсутствие разработанной зональной технологии ее возделывания на корм и другие направления использования, и, как следствие, низкая урожайность и качество продукции.

1.2. Морфобиологические особенности топинамбура

Топинамбур, или земляная груша, является клубненосным растением из семейства астровых (Соmpositae) и принадлежит к роду Heliantus.

Большинство видов топинамбура являются травянистыми растениями подобно подсолнечнику, некоторые являются полукустарниками, а совсем немногие представляют собой настоящие кустарники до 5-7 м высотой [42].

Корневая система. У топинамбура, выращиваемого из семян, формируется стержневой, сильно разветвленный, глубоко проникающий в почву корень. При размножении клубнями формируется корневая система мочковатого типа, состоящая из нескольких мощных, напоминающих стержневой корней, сильно разветвленных и глубоко уходящих в почву корней, и большого количества более мелких придаточных корней, образующихся на подземной части побега возобновления и частично на клубнях. Корневая система топинамбура в три раза больше корневой системы картофеля, что позволяет растению успешно переносить засухи. В начале вегетации корни топинамбура развиваются быстрее, чем побеги. Основная масса корней залегает в слое почвы 0-30 см [103, 122].

Столоны образуются на подземной части стебля вблизи поверхности почвы. Длина столонов (от 5-6 см до 1 м) определяет компактность гнезда клубней. В узлах столонов расположены почки, благодаря которым растения топинамбура могут размножаться отрезками столонов.

10