Плодоводство
и виноградарство Юга России
Генетические ресурсы, сортоизучение, селекция
В институте «Магарач» проведена работа по определению методического подхода к технологической оценке интродуцированных клонов классических красных сортов винограда с целью возможного их использования для производства высококачественных вин. Объектом исследования служили красные столовые сухие виноматериалы, выработанные с использованием различных технологических приемов (классическая технология, метод углекислотной мацерации мезги и винограда). Методы исследований, использованные в работе, – стандартизированные и специальные увологические, физико-химические, биохимические, органолептические и статистические, с использованием современного оборудования и компьютерной техники. Для комплексной оценки проведены исследования клонов сортов винограда в системе «виноград-сусло-виноматериал». В результате проведенных исследований установлена возможность произрастания в условиях Крыма интродуцированных клонов красных сортов винограда (Каберне-Совиньон, Каберне фран, Мерло, Сира). Это заключение сделано на основании результатов анализа механического состава, физико-химических и биохимических свойств винограда, сусла и виноматериалов. По данным комплексной оценки клонов красных сортов винограда в системе «виноград-сусло-виноматериал» проведена их дифференциация на 3 группы, характеризующие потенциал винограда. Выявлены критериальные показатели винограда, позволяющие подобрать перспективную технологию выработки виноматериалов. Для клонов винограда 1 группы рекомендована классическая технология, клонов 2 группы – углекислотная мацерация мезги, 3 группы – углекислотная мацерация винограда. Полученные результаты дают возможность в дальнейшем при изучении интродуцированных клонов сортов винограда на стадии сбора урожая по механическому составу и физико-химическим показателям сусла рекомендовать технологию переработки с целью получения качественного вина.
Выделение генетических доноров и источников хозяйственно-ценных признаков дает возможность подобрать ценные сортообразцы для вовлечения их в дальнейший селекционный процесс гибридизацию земляники садовой необходимо включение родительских форм с высоким уровнем продуктивности, товарного качества ягод и декоративных свойств цветка. В настоящее время селекционные исследования в области изучения генетического контроля признака розовой окраски цветка земляники ведутся с использованием генотипического разнообразия внутри вида Fragaria × ananassa Duch. Объектами наших исследований являются сеянцы первого поколения F1, полученные в результате гибридизации Белруби × F1 C-141. В работе использовались программы и существующие методики селекции плодовых, ягодных и орехоплодных культур. При статистической обработке материала использовались биометрические методы. В 2014 году проведен первый этап работы – анализ сеянцев земляники первого поколения F1. Полученные гибридные сеянцы разделились на три фенотипических класса: белые, розовые и бледно-розовые в соотношении 8:13:8. Появление в первом поколении гибридных сеянцев с различной окраской цветка свидетельствует о гетерозиготном состоянии аллелей по данному признаку у родительских форм земляники. Исходя из результатов нашего исследования, сочетание в одном генотипе сеянца двух доминантных аллелей A1 и A2 определяет розовую окраску венчика; сочетания доминантных аллелей A1 и A3, а также A2 и A3 – бледно-розовую окраску. Анализ полученных сеянцев земляники первого поколения показал изменчивость розовой окраски лепестков цветка от бледно-розовой до розовой. Интенсивность розовой окраски цветка зависит от числа и сочетания доминантных аллелей в одном генотипе.
Размножение и производство посадочного материала
Для производства посадочного материала винограда высших категорий качества через культуру in vitro необходима разработка высокоэффективных и экономичных методов его ускоренного размножения. Цель исследований заключалась в разработке высокоэффективных методов и приемов адаптации и ускоренного размножения оздоровленных саженцев винограда. Для изучения адаптации оздоровленных пробирочных растений винограда было заложено 3 опыта. Данные исследований, полученных в первом опыте, показали преимущество выращивания пробирочных растений винограда для адаптации in vivo в стаканах с объемом 450 мл. Во втором опыте установлено, что приживаемость и развитие растений в кубиках «Агрос» протекали более интенсивно, чем в торфяных горшках. В третьем опыте показано, что ранний срок посадки предпочтительней, так как позволяет получить больше побегов для укоренения. При этом появляется возможность получить к моменту наступления оптимального срока посадки на постоянное место хорошо развитые растения. Установлено, что срок посадки значительно повлиял на число получаемых зеленых черенков и вызревание побегов. Количество одноглазковых черенков сорта винограда Левадийский черный первого срока посадки составило от 15 до 20 шт. с одного куста, а с растений второго срока посадки – от 7 до 9 шт. В результате исследований выявлено преимущество выращивания пробирочных растений винограда в субстрате «Агрос». Предложены основные приемы выращивания винограда в кубиках «Агрос». Результаты опыта свидетельствуют о возможности успешного использования для выращивания саженцев винограда, наряду со стационарными теплицами, более упрощенных сооружений.
Общая агротехника (системы, технологии)
В материалах статьи приводится аналитический обзор мирового опыта использования интроскопических методов исследования, применяемых в сельскохозяйственной биологии и пищевой промышленности. Кратко изложены аспекты применения интроскопии в различных областях науки и история развития интроскопических исследований сельскохозяйственных растений в нашей стране и за рубежом. Приводятся результаты наиболее значимых и интересных исследований с использованием рентгенографических методов, а также результаты современных исследований последнего десятилетия зарубежных исследователей с использованием методов компьютерной и магнитно-резонансной томографии. Обсуждается отечественный опыт и успехи использования методов и средств интроскопии в нашей стране. Отмечено, что проведенный анализ показывает недостаточное развитие подобных исследований в нашей стране, которые, в настоящий момент, ограничиваются только использованием микрофокусной рентгенографии. Сложившаяся ситуация объясняется высокой стоимостью научно-исследовательской аппаратуры, низкой квалификацией сотрудников, а также недостаточным количеством научной информации о существующих перспективах данного исследования. Делается заключение, что в отечественной сельскохозяйственной биологии необходимо расширить диапазон научно-исследовательских работ с применением методов интроскопии, но необходимо четко определять цели и задачи при проведении научных исследований, чтобы не дискредитировать это важное и перспективное направление.
Состав и свойства пектинов зависят от режимов процесса осаждения. С целью оптимизации технологии электроосаждения пектина нами была изучена кинетика электрокоагуляции пектиновых макромолекул в импульсном вращающемся электрическом поле. Проведено определение порога электрокоагуляции в зависимости от параметров электрического поля и других технологических режимов. Измерялись следующие параметры: напряжение на электродах, плотность тока, частота импульсов вращающегося электрического поля. Установлено, что при увеличении плотности тока интенсивность процесса осаждения увеличивается линейно. Определен порог электрокоагуляции в зависимости от концентрации пектина в растворе. Наиболее интенсивно процесс коагуляции происходит в пектиновых экстрактах с концентрацией выше 1,5%, наименьшая интенсивность этого процесса – при концентрации 1,0%. Результаты исследований показали, что чем выше температура исходного модельного раствора, тем выше скорость коагуляции. Показано, что оптимальной является температура раствора до 23°C. Установлено, что для начала коагуляции пектинов в растворах с низкой его концентрацией требуется создание более высокой напряженности поля и наоборот. Проведено изучение кинетики процесса электрофлокуляции. Результаты исследований показали, что продолжительность процесса электрокоагуляции-флокуляции пектиновых веществ составляет 60 минут. Установлено, что выход пектина увеличивается и достигает максимума при частоте импульсов вращающегося электрического поля 25 кГц, далее начинается снижение. Использование установленных закономерностей и технологических режимов позволило получать пектины с повышенной комплексообразующей способностью. Результаты исследований положены в основу разработки усовершенствованной технологии производства пектинов с использованием на стадии его осаждения метода коагуляции в импульсном вращающемся электрическом поле.
Минеральное питание растений
Удобрения оказывают существенное влияние на активизацию функций надземной части растения, урожай и качество винограда. Микроудобрения и регуляторы роста влияют на рост побегов, закладку плодовых образований в почках зимующего глазка, облиственность кустов. Эти показатели взаимосвязаны и позволяют прогнозировать продуктивность насаждений. Цель исследований – выявить закономерности изменения ростовых процессов, продуктивности винограда и качества продукции под влиянием разных режимов минерального питания. Исследования выполнены в черноморской агроэкологической зоне виноградарства Краснодарского края на техническом сорте Рислинг. Методика проведения исследовательской работы включала постановку полевого однофакторного опыта с различными вариантами внесения удобрения «ПолиМикс-Агро». Установлено положительное влияние некорневого питания растений удобрением «ПолиМикс-Агро» на ростовые процессы, продуктивность и качество винограда сорта Рислинг. В полевом опыте увеличилось количество и однолетний прирост плодоносных побегов, количество соцветий, улучшилось качество гроздей винограда. На обработанных кустах окраска листьев интенсивно зеленая, недостатка элементов питания не наблюдалось. Показано улучшение качества сока ягод. Сахаристость в опытных вариантах превышала контроль на 3,1-5,3 г/100 см3 при снижении кислотности на 0,4-1,0 г/дм3. Установлены достоверные изменения урожайности под воздействием препарата «ПолиМикс-Агро». Применение удобрения увеличило урожайность винограда сорта Рислинг во всех вариантах опыта. Наиболее выделившиеся варианты были с трехкратным применением «ПолиМикс-Агро» в дозе 2 л/га и с применением «ПолиМикс-Агро» по схеме 2:1:2 л/га. Прибавка урожая винограда по указанным вариантам составила 4,0 и 3,1 т/га или 36,4% и 28,2% соответственно.
Управление плодородием почвы
В условиях Тамбовской и Липецкой областей исследовано влияние фертигации на урожайность растений яблони и распределение доступного фосфора в почве. Установлены особенности миграции доступного фосфора в насаждениях яблони разных сортов по слоям почвы 0-20, 21-40, 41-60 и 61-80 см, непосредственно под капельницей, между капельницами в ряду и на расстоянии 30 и 60 см по направлению к центру междурядья. Показано, что влияние капельного орошения сказывается на распределении доступного фосфора по слоям почвы. Фосфор вымывается из верхних горизонтов, особенно под капельницей, и распределяется по всей глубине корнеобитаемого слоя, это делает его более доступным для растений яблони. Установлено, что фертигация обеспечивала более высокий уровень содержания доступного фосфора в почве, чем в контроле, а также иное распределение по слоям почвы, что способствовало повышению продуктивности растений. В условиях фертигации отмечена горизонтальная миграция фосфора на расстояние 30-60 см как в направлении ряда, так и междурядья, и нисходящая миграция фосфора в слои 41-60 и 61-80 см. Содержание фосфора в этих слоях почвы было значительно выше, чем в контроле. Отмечено, что в насаждениях с высокой плотностью посадки оптимизируется режим питания растений, и тем самым повышается урожайность деревьев яблони. В наших опытах прибавка урожайности в интенсивных насаждения яблони составила по сорту Имрус/ПБ-9 почти 60 %, по сорту Лобо – 77-98 %, по сорту Спартан – 24-46 %.
Управление качеством
Винодельческая отрасль перестраивает свою работу на выпуск продукции в соответствии с реальной потребностью рынка. Возрос интерес к красным винам, особенно столовым, выбор оптимальных условий их винификации с целью получения вин высокого качества является актуальной задачей. В статье представлен анализ публикаций, посвященных особенностям производства вин из красных сортов винограда. Рассмотрены операции винификации, стимулирующие переход красящих веществ из кожицы винограда в виноградное сусло. Указано, что в производстве красных столовых вин важное значение имеет выбор способа и длительности настаивания на мезге. Установлено, что важную роль в интенсификации биохимических процессов брожения и осветлении виноматериалов имеют активные сухие дрожжи, иммобилизация дрожжей на экологически чистых носителях и стимулирование дрожжей. Использование таких дрожжей позволит перейти на непрерывные процессы в виноделии и уменьшить затраты чистой культуры дрожжей на производство вина. Такая биотехнология вина характеризуется ресурсо- и энергосбережением в виноделии. Особо отмечено, что использование импортных материалов в условиях национального виноделия нуждается в проведении лабораторных и промышленных исследований с целью использования отечественных и заграничных чистых культур дрожжей и ускорения процесса брожения виноградного сусла. Проанализированы данные о процессе биологического кислотопонижения. Выявлено, что для управления этим процессом целесообразно использование селекционированных культур бактерий. В заключении указано, что оценка особенностей влияния методов винификации на формирование качества красных вин является актуальной задачей отрасли и требует тщательного изучения вопроса, а также поиска и внедрения новых инновационных приемов винификации.
Разработка и производство продуктов лечебно-профилактического, диабетического и диетического назначения стала стратегическим направлением пищевой промышленности большинства развитых стран, обеспечивающим основу здоровья и жизнедеятельности людей. Лечебно-оздоровительные свойства винограда и вина известны с древности, но в силу ряда причин до сих пор мало используются в практике курортного лечения. В числе научных разработок Анапской опытной станции виноградарства и виноделия в данной области можно назвать пять видов виноградного кваса, обладающих оригинальным вкусом, тонизирующими и лечебными свойствами; виноградные лечебно-профилактические напитки с добавлением натуральных растительных ингредиентов: "Морской бриз" – напиток для лечения верхних дыхательных путей; "Вета" – для лечения желудочно-кишечного тракта; "Крепыш" – напиток полезен при различных авитаминозах, нарушении обмена веществ и как общеукрепляющее средство. Целью исследований являлось изучение возможности расширения энотерапевтических свойств вина посредством использования стевиозида. В результате проведенных исследований установлено, что замена естественных сахаров винограда в винах стевиозидом возможна при использовании практически всех сортов винограда, произрастающих в Черноморской зоне, однако наиболее гармонично стевиозид сочетается с сортами винограда, имеющими яркий мускатный или цветочный аромат, а также с высокоэкстрактивными красными сортами. Установлено, что концентрация стевиазида в сахарном эквиваленте не должна превышать-20 г/дм3 – для белых полусухих вин; 25 г/дм3 – для красных полусухих вин; 30 г/дм3 – для белых полусладких; 35 г/дм3 – для красных полусладких вин и 20-75 г/дм3 – для специальных десертных вин.
Целью исследований являлось совершенствование технологии производства коньячных дистиллятов на основе их фракционирования и ускоренного созревания. Объектом исследования служили виноматериалы коньячные, приготовленные из смеси европейских сортов винограда. При исследовании коньячных дистиллятов и коньяков применяли общепринятые методы анализа, регламентированные нормативной документацией, а также газохроматографические методы с использованием газожидкостного хроматографа Agilent Technology 6890. Исследован химический состав коньячных дистиллятов, в результате установлены критерии качества коньячных спиртов для производства коньяков различных категорий. Дана их количественная и качественная оценка, разработаны требования к молодым коньячным дистиллятам по направлениям их использования. Установлены оптимальные диапазоны содержания в молодых коньячных дистиллятах основных групп летучих примесей. Предложен механизм регулирования и принципиальная схема процесса фракционирования дистиллята при перегонке спирта-сырца. Установлено, что выдержка обработанных теплом коньячных спиртов в дубовых бочках в течение 3,5 и 7 лет способствовала формированию более высокого (на 0,3-0,5 балла) качества опытных спиртов. В результате проведенных исследований усовершенствована технология производства коньячных дистиллятов. Основными этапами предложенной технологии являются: фракционирование коньячного дистиллята при перегонке спирта-сырца на три фракции дистиллята; ускоренное созревание коньячных дистиллятов при тепловой обработке; выдержка обработанных коньячных дистиллятов в контакте с древесиной дуба. Разработана аппаратурно-технологическая схема усовершенствованной технологии производства коньячных спиртов на основе их фракционирования и ускоренного созревания. Разработана и утверждена технологическая инструкция на производство спиртов коньячных. Экономический эффект от ее внедрения составил 129200 руб. /тыс. дал.
Фитосанитарное состояние растений
В последние годы в условиях юга России наблюдается усиление влияния стрессовых воздействий среды на продуктивность плодовых насаждений. К стрессовым воздействиям следует отнести и применение химических средств защиты растений. Способами снижения негативных стрессовых воздействий может быть комплексное применение удобрений и биологически активных веществ. В статье приведены результаты изучения влияния комплексного применения инсектицидов и регулятора роста Атоник Плюс на агробиологические и качественные показатели яблони сорта Голден Делишес. В 2010-2014 годах, на фоне высокой численности яблонной плодожорки (от 24,4% до 72,0%) и стрессовых воздействий среды, предложена технология регуляции фитофага на основе комплексного применения химических и микробиологических инсектицидов, что обеспечило контроль яблонной плодожорки на уровне 94,4-98,9 %. Установлено, что включение в систему обработок регулятора роста Атоник Плюс привело к увеличению длины однолетних побегов деревьев яблони на 8,18 см и площади листовой пластинки – на 12,52 см2. Отмечено меньшее осыпание плодов, что привело к прибавке урожая яблок на 8,6 т/га, по сравнению со стандартом. Показано, что применение в баковых смесях предложенных инсектицидов и регулятора роста Атоник Плюс способствовало улучшению биометрических показателей плодов яблони. Отмечено большее накопление органических кислот (яблочной и янтарной), биологически активных ионов калия (на 63 мг/дм3) и натрия (на 12,1 мг/дм3) и снижение концентрации сухих веществ (на 1,1%). Эти изменения привели к увеличению лежкоспособности плодов.
Основой современной системы защиты грушевых насаждений является разработка научно обоснованных схем применения высокоэффективных препаратов. В настоящее время ассортимент препаратов, разрешенных для применения в грушевых насаждениях, не обеспечивает эффективную защиту растений против медяницы, в связи с этим необходимо разработать эффективные схемы сочетания препаратов. Отмечено, что использованием баковых смесей можно замедлить адаптацию вредных организмов к применяемым препаратам и уменьшить пестицидную нагрузку на обрабатываемую площадь насаждений. В наших экспериментах для защиты растений груши были использованы препараты Димилин, Актара, Вертимек и их баковые смеси Димилина с Акторой и Вертимеком. В проведенных нами исследованиях установлена зависимость развития грушевой медяницы от погодных условий. За годы исследований количество особей вредителя в контрольном варианте сорта груши Августовская роса составило 15,9 ед., 41,0 ед., 49,3 ед. и сорта Памяти Яковлева – 11,5 ед., 74,5 ед. и 30,7 ед. на учетной ветви, соответственно по годам. Показано, что пименение инсектицидов монофакторно и в баковых смесях способствовало снижению численности грушевой медяницы. Биологическая эффективность препаратов в опытных вариантах зависела от численности вредителя и используемого препарата. Установлены наиболее эффективные препараты различного механизма действия для применения в насаждениях груши при различной численности вредителя. Наибольшая биологическая эффективность препаратов против грушевой медяницы на растениях груши обоих изучаемых сортов отмечена в варианте использования баковой смеси димилин + актара (биологическая эффективность достигала 99,1%).
Управление экологической и пищевой безопасностью
В течение последних десятилетий резко возросло использование различных консервантов в пищевой промышленности, в том числе антибиотиков. Применение консервантов является необходимостью для продления сроков годности продукции путем защиты от микробной порчи, однако появляются реальные факты обнаружения антибиотиков в образцах винодельческой продукции. Целью исследований являлось теоретическое обоснование и разработка методики определения консервантов микробиального происхождения в винах. Объектами исследований были пробы винодельческой продукции, а также пищевая добавка – натамакс. Указано, что заслуживают внимания консерванты микробиального происхождения – натамицин и низин, так как существуют научные споры об их использовании в промышленном виноделии. Их применение связано с отсутствием влияния на органолептику продукта, подвергающегося обработке. Показано, что еще не изучены последствия взаимодействия антибиотиков с компонентным составом винодельческой продукции, а также нормы их использования в различных условиях. Поэтому вопросы о возможности применения натамицина и низина в виноделии и разработка доступной методики обнаружения их остаточных количеств в готовой продукции актуальны. Мониторинг винодельческого рынка России по содержанию антибиотиков не проводился. В статье рассмотрены возможности и новые методические подходы для анализа консервантов микробиального происхождения в винодельческой продукции с помощью капиллярного электрофореза. Предложены методические решения по определению антибиотика натамицина в винодельческой продукции. Указано, что использование высокоэффективного капиллярного электрофореза в качестве аналитического метода для определения консервантов микробиального происхождения будет способствовать проведению мониторинга винодельческого рынка России на предмет содержания антибиотиков и обеспечению безопасности винодельческой продукции.
Публикации молодых ученых и аспирантов
В борьбе за рынок сбыта плодоводческой продукции побеждает производитель с высоким качеством плодов и низкой их себестоимостью. Для экономии затрат на производство плодовой продукции внедряются низкозатратные элементы технологии. Ставропольской опытной станцией садоводства опробована технология сада на основе использования саженцев на слаборослых подвоях с окулировкой на высоте 40 см. Заглубление саженцев при посадке на 20 см более прежних рекомендаций позволяет повысить закрепление деревьев в почве и избавиться от дорогостоящей опоры. Внедрение предложенной технологии существенно зависит от качества саженцев с окулировкой на высоте 40 см, рентабельности их производства и подбора слаборослого типа подвоя, оптимально соответствующего требованиям технологического процесса. Для подбора слаборослого типа подвоя, соответствующего технологии производства саженцев с высокой окулировкой, в исследование включены карликовые и полукарликовые подвои яблони: М9, СК4, Т337, М9ЕМLA, ММ102 и СК2. Проведенные исследования показали, что наиболее технологичными для выращивания саженцев с высокой окулировкой являются карликовый подвой Т337 и полукарликовый подвой ММ102. Они имеют прямые, хорошо окорененные отводки, в первом поле питомника центральный проводник не отклоняется от вертикального положения. К моменту проведения окулировки высота растений достигает 95-106 см. Центральный проводник на высоте 40 см имеет толщину 8-10 мм, что позволяет качественно выполнить высокую окулировку. Выход стандартных саженцев на этих подвоях с окулировкой на высоте 40 см достигает 98 % от количества всех высаженных в первое поле отводков.
К стабильно вредоносным видам вредителей, из числа чешуекрылых, относятся гроздевая листовертка и хлопковая совка, которые могут значительно (на 20-100%) снизить продуктивность виноградного растения на отдельных этапах его онтогенеза. Для биоэкологизированной защиты винограда от вышеупомянутых вредителей необходимы научно обоснованные методы прогнозирования динамики их развития (с учетом их вредоносности) при различных погодных условиях. В условиях Краснодарского края из числа чешуекрылых вредителей наиболее изучена биоэкология гроздевой листовертки. Хлопковая совка – полифаг и относительно новый вредитель для виноградников. В соответствии с задачей исследований мониторинг динамики развития гроздевой листовертки и хлопковой совки проводили на опытных участках, где определяли численность имаго хлопковой совки и вредящей стадии второго и третьего поколений вредителя. Эти исследования направлены на получение новых знаний о биологии развития хлопковой совки под влиянием абиотических и техногенных факторов. Показано, что феромоны могут быть критериальным инструментом по определению плотности заселения растения хлопковой совкой, отличным способом для уточнения сроков его обработок средствами защиты и даже методом снижения численности вредителя. Указано, что в борьбе с гроздевой листоверткой разрешено к применению свыше 30 препаратов химического и биологического происхождения, и выбор средств защиты зависит от степени заселения виноградников гроздевой листоверткой. При слабом заселении ею виноградников Лепидоцид обеспечивает высокую биологическую эффективность. Установлено, что при сильном заселении виноградников гроздевой листоверткой достаточный эффект обеспечивают Пиринекс, Авант, Инсегар, Би-58 новый.