Топинамбур (земляная груша)
Скачать Word-версию topinambur
Топинамбур выращивают в технических целях, что обусловлено высоким содержанием в клубнях инулина (до 30% сухого вещества), из которого при гидролизе получают фруктозу. Из клубней производят также спирт, вино и винный уксус, кормовые дрожжи, пиво и другие продукты. С давних пор топинамбур известен как продовольственная культура. Во Франции его клубни используют в пищу так же, как и картофель.
Топинамбур – это источник дешевого сочного корма. На корм животным используют надземную массу и клубни. Стебли и листья скармливают коровам и лошадям, как в свежем, так и в силосованном виде. В зеленой массе топинамбура содержится в среднем: 1,5% сырого протеина, 5,2% сахаров, 6,3% клетчатки, 4мг/кг каротина, 32мг/кг витамина С, 1,75 мг/кг рибофлавина и 8,3 мг/кг никотиновой кислоты. Большую ценность топинамбур представляет для зеленой подкормки в звероводческих и охотничьих хозяйствах. Зеленая масса может служить также высококачественным сырьем для заготовки сенной и травяной муки.
Клубни используют в качестве корма для всех видов животных и птиц в свежем или запаренном виде. Особенно ценным является использование плантации земляной груши в качестве ранневесеннего или позднеосеннего пастбища для свиней, которые вырывают клубни из почвы и охотно их поедают.
Хорошая обеспеченность зеленой массы сахарами (до 15-20%) способствует легкой ее силосуемости. Силос прекрасно хранится, его охотно поедают крупный рогатый скот, овцы, козы и другие животные. Питательность 100 кг такого силоса составляет 18-25 корм.ед, при этом на 1 корм.ед приходится 80-90г переваримого белка. Питательность клубней топинамбура почти такая же, как и картофеля, – 23-30 корм.ед и более на 100кг корма и 0,6кг переваримого протеина. В клубнях в среднем содержится – 22-25% сухих веществ, 15-22% инулина, около 2% сырого белка, 1,9мг/кг рибофлавина и 18,8мг/кг никотиновой кислоты. Клубни богаты также витаминами группы В и минеральными веществами (в золе клубней содержится до 6% фосфора и более 5% железа), поэтому они очень полезны для молодняка.
При выпасе свиней на плантациях топинамбура ранней весной можно почти полностью исключить из рациона корма других видов. Кормление поросят клубнями увеличивает привесы на 20-30%, а при откорме животных улучшается качество сала. Не случайно в РФ на первом этапе внедрения культуры в производство она получила наибольшее распространение в свиноводческих хозяйствах, а в последние десятилетия ее все шире начинают возделывать в прибалтийских странах, где хорошо развито беконное свиноводство.
Топинамбур ценен в экологическом плане. Он не нуждается в обработке пестицидами, поскольку устойчив ко многим болезням и вредителям, в том числе и к колорадскому жуку, дает здоровую растительную продукцию. Отечественная и зарубежная практика уже имеет богатый опыт эффективного применения продуктов переработки топинамбура. Так, получаемые из клубней сироп, фруктоза, спирт, а также и сами свежие клубни широко используют при лечении диабета, подагры, желудочно-кишечных расстройств, мочекаменной болезни, для профилактики рака, инфаркта, инсульта. А сироп из клубней и патоку, полученную из зеленой массы, применяют в технологии приготовления макаронных изделий.
Воронежский технологический институт разработал технологию по использованию сиропа из топинамбура при приготовлении хлебобулочных изделий и кваса. В свердловском институте народного хозяйства разработана рецептура булочек из пшеничной муки первого сорта с введение порошка топинамбура в количестве 1% вместо сахара.
В дикой флоре топинамбур произрастает в Северной Америке. Оттуда он был завезен в Европу, где распространился очень быстро. Особенно большие площади под ним заняты во Франции. Возделывают его также в Польше, Венгрии, странах Скандинавского полуострова, Англии, в странах Америки и Азии. В мировом земледелии топинамбур занимает около 0,5млн га. В РФ возделыванием топинамбура занимаются во многих регионах, в том числе в Московской, Ленинградской, Иркутской, Свердловской, Волгоградской, Новосибирской, Омской, Саратовской областях, Краснодарском и Красноярском краях. Во многих районах на территории РФ топинамбур дает по 50-60т кормовой массы с выходом 10-15тыс корм. ед с 1 га и более . В центральных областях РФ урожайность колеблется в пределах 20-75т зеленой массы, 20-45т клубней/га. В Нечерноземной зоне, на севере европейской части России топинамбур дает по 35-80т зеленой массы и по 8-14т клубней/га. В некоторых районах Сибири и Дальнего Востока урожайность составляет – 30-140т зеленой массы, 9-20т клубней/га.
Ботаническое описание
Топинамбур – клубненосное многолетнее растение семейства Астровые (Asteraceae), рода Helianthus. В составе рода Helianthus более 100 видов, из которых только 2 вида: Helianthus annus (подсолнечник) и Helianthus tuberosus (топинамбур, земляная груша), имеют производственное значение.
По строению надземных органов топинамбур напоминает подсолнечник.
Стебли прямостоячие, ветвящиеся, хорошо облиственные, зелены или слабо-фиолетовые, высотой до 2-4м. Кустистость 1-5 стеблей на 1 растение.
Листья яйцевидные, удлиненно-яйцевидные и широкояйцевидные, заостренные, крупные, по краям зазубренные. В фазе всходов они имеют вид розетки, в фазе бутонизации в нижней части побега они супротивные или мутовчатые, в средней и верхней – очередные.
Соцветие – корзинка, как и у подсолнечника, но значительно мельче, диаметром – 2-5см. Размещается на верхушках основных и боковых побегов. Число соцветий зависит от интенсивности ветвления побега и варьирует в пределах 1-5 (до 50 и более) на одном растении. Опыление цветков перекрестное с помощью ветра и насекомых.
Плод – семянка размером мельче подсолнечника. Масса 1000 семянок – 7-9г. Семянки позднеспелых сортов вызревают в южных районах – на Северном Кавказе, в Закавказье; скороспелых – в районах Центрально-Черноземной зоны и даже под Москвой. Семенное размножение возможно только в районах с жарким климатом; у нас оно практикуется только в селекции.
Корневая система – мочковатая, при семенном размножении – стержневая, хорошо разветвленная. Глубина проникновения корней – до 2м; рабочая поверхность их в 6-8 раз больше, чем у картофеля.
Ветвление побега надземное и подземное. Ветвление надземной части побега акропетальное – из пазух нижних супротивных листьев, и базипетальное – из пазух очередных листьев.
Столоны – подземные боковые побеги – образуются в подземной части побега. Верхние междоузлия столона (4-6) утолщаются и превращаются в клубень. У селекционных сортов длина столонов варьирует в пределах – 5-40см. Чем короче столоны, тем более компактно клубневое гнездо.
Клубни грушевидные, продолговато-овальные или веретеновидные, с гладкой или бугристой поверхностью. Окраска от белой до красно-фиолетовой. Глазки выпуклые в отличие от глазков клубней картофеля. На одном растении селекционных сортов может быть 20-30 клубней, у полудиких форм – до 70. Масса одного клубня – 10-100г и более, в зависимости от сорта и района возделывания. В отличие от клубней картофеля клубни топинамбура не имеют пробкового слоя, вследствие чего они плохо хранятся, их чаще всего убирают весной.
Особенности биологии
Требования к теплу
Культура характеризуется устойчивостью, как к высоким, так и к низким температурам. Требования растений скороспелых сортов к теплу примерно такие же, как у средне- и позднеспелых сортов картофеля, сумма активных температур за вегетацию – около 2000°С; у средне- и позднеспелых сортов значительно выше, чем у картофеля (2500-2800°С). В то же время надземные органы выдерживают кратковременные понижения температуры до …-8°С, клубни – до …-12°С на воздухе и до …-35°С под снегом в почве. Благодаря этому топинамбур можно возделывать всюду, где развито земледелие, вплоть до 65° с. ш. Высокие температуры растения переносят хорошо. В отличие от картофеля топинамбур не страдает от вырождения. Его успешно возделывают во всех южных районах РФ.
Требования к свету
Топинамбур – растение короткого дня. Он не очень требователен к напряженности инсоляции, но при сильном загущении урожай зеленой массы и особенно клубней снижается. Чем длиннее период вегетации, тем сильнее реакция сорта на сокращение длины дня. Поэтому скороспелые сорта мало реагируют на короткий день и образуют соцветия и зрелые семянки даже под Москвой. В условиях сравнительно длинного дня центральных и северных районов страны урожай зеленой массы более высокий, а клубней (у большинства сортов) – более низкий.
Требования к влаге
Среди клубнеплодных растений топинамбур отличается повышенной засухоустойчивостью, этому способствует мощная корневая система, проникающая на большую глубину. Наиболее устойчивы растения к недостатку влаги в почве в фазах всходов и начала образования столонов. Критические периоды потребности во влаге в почве совпадают с началом утолщения столонов и образованием бутонов, а это происходит во второй половине лета, когда в большинстве районов страны условия увлажнения становятся лучше, чем в середине вегетации.
Требования к почвам
Топинамбур может произрастать на почвах всех типов, за исключением солонцов, солончаков и заболоченных почв. Однако наилучшие для него – суглинистые и супесчаные почвы с глубоким и окультуренным пахотным слоем. В отличие от картофеля он не переносит кислых почв.
Требования к элементам питания
С урожаем 1т зеленой массы топинамбур выносит из почвы: азота – 3кг, фосфора – 1,2-1,4кг, калия – до 4,5кг, а с 1т клубней – соответственно – 2-2,5кг; 2-2,5кг и до 7кг.
Поступление азота в растения топинамбура происходит менее интенсивно, чем у картофеля. Максимальное его количество наблюдается лишь ко времени уборки, т. е осенью. Установлено, что в растениях идет интенсивный отток фосфора из надземных органов и корней в клубни. К концу вегетации в клубнях накапливается до 50% фосфора. Максимальное количество калия поступает в растения к концу лета. По мере завершения роста и старения тканей в органах растений содержание калия уменьшается. С урожаем клубня выносится до 70% общего количества калия, поступившего в растения.
Клубни топинамбура зимуют в почве, что дало основание считать его многолетним растением. Ежегодно в конце вегетации все надземные органы отмирают, а клубни, содержащие полисахарид инулин и другие сахаристые вещества, повсеместно переносят зимы. Весной они прорастают, образуя 1-3 побега с каждого клубня, и формируют куст. Органогенез растений определяется образованием на концах осевого побега двух видов запасающих органов: вегетативных (клубней) в подземной части стебля и генеративных на верхушке. В первый период вегетации – до утолщения столонов – рост побегов замедленный, перед клубнеобразованием суточные приросты стебля усиливаются, а в период утолщения столонов замедляются. Максимальный рост стеблей наблюдается во второй половине лета (июль-август). В этот период создается до 50% урожая зеленой массы, а суточные приросты растений в высоту достигают – 4-5см. Затем ростовые процессы затухают, растения образуют бутоны и цветки, усиливается отток пластических веществ из листьев в побеги и клубни. Клубнеобразование начинается в центральных и южных районах РФ в июне-июле, в северных – в августе. Сроки начала утолщения столонов определяются наследственными особенностями сортов, а также изменением длины дня и колебаниями температуры в дневные и ночные часы. Формирование урожая клубней происходит в основном в осенние месяцы – в сентябре и октябре (на юге в ноябре), до самых морозов.
Топинамбур отличается значительной экологической пластичностью. Высокий урожай его зеленой массы, при оптимальных условиях водного и пищевого режимов, практически возможен во всех районах РФ, хорошие урожаи клубней – только в районах с жарким летом и длинной теплой осенью.
Интенсивная технология возделывания
Сорта и гибриды топинамбура можно возделывать в прифермских и полевых севооборотах. Небольшую поросль после ликвидации плантаций легко уничтожить гербицидами или другими способами.
Лучшие предшественники при закладке многолетних плантаций – однолетние и многолетние бобовые травы. Наиболее устойчивые урожаи при многолетней культуре топинамбура дают сорта с короткими столонами – Находка, Пелка. Не следует размещать эту культуру после подсолнечника, корнеплодов и других культур, поражаемых склеротинией. Чтобы не допустить распространение этой болезни, закладывать плантации на том поле, где росли эти культуры, можно не ранее чем через 4-5 лет. В свиноводческих хозяйствах посевы размещают вблизи животноводческих помещений, с тем, чтобы использовать их для выпаса свиней.
Обработка почвы такая же, как под картофель и корнеплоды. Вслед за лущением проводят зяблевую обработку на глубину – 23-25см, на дерново-подзолистых почвах – на глубину пахотного слоя. Весной по мере поспевания почвы зябь боронуют. Затем в южных районах применяют безотвальную обработку, а в северных – мелкую отвальную вспашку или глубокое дискование. Перед посадкой поле культивируют.
При закладке плантаций в почву обычно вносят по 30-40т навоза или других органических удобрений на 1га. Фосфорно-калийные и органические удобрения (а на кислых почвах и известь) применяют осенью под основную вспашку, а азотные удобрения – весной под перепашку или культивацию. В последующие годы на плантации применяют минеральные удобрения. Если плантации сохраняются многие годы (8-12 лет), то через 4-5 лет повторяют внесение органических удобрений.
Топинамбур сажают обычно весной. В южных районах, если почвы нетяжелые, можно проводить посадку и осенью. Весной к посадке приступают рано, одновременно с посевом ранних яровых культур или на 7-10 дней раньше картофеля. Задержка с посадкой отрицательно влияет на урожай клубней и зеленой массы.
Основной способ посадки – широкорядный с междурядьями 60-70см. Расстояние между клубнями в рядке зависит от плодородия почвы, величины клубней, условий увлажнения, особенностей сорта и др. и колеблется в пределах – 30-60см. В увлажненных районах на плодородных почвах высаживают 50-60тыс. клубней/га, а на средних по плодородию – 40-45тыс/га. В засушливых районах густота посадки уменьшается до 30-35тыс/га. Если сорт имеет повышенную ветвистость, то расстояние между растениями увеличивают. При очень мелком посадочном материале на единицу площади высаживают несколько больше клубней, чем обычно, что обеспечивает получение такого же урожая, как и при посадке крупными клубнями. С хозяйственной точки зрения наиболее целесообразна посадка целыми клубнями массой – 40-50г. В южных районах, где значительная часть клубней бывает крупнее, перед посадкой их можно резать пополам или на большее число частей. Не рекомендуется резать клубни при посадке осенью. В северных районах при использовании мелких клубней массой 10-15г густоту посадки увеличивают.
В зависимости от условий норма посадки колеблется в пределах – 0,6-0,7 и до 2т/га. Клубни из почвы выкапывают перед самой посадкой. Если посадка задерживается, то клубни присыпают землей или песком, чтобы предотвратить провяливание. Подвяленные клубни на 1-1,5 дня помещают в воду, после чего их масса восстанавливается.
Посадку чаще проводят картофелесажалками, а на небольших участках – вручную в борозды, нарезанные окучником.
Глубина посадки на средних по гранулометрическому составу почвах не должна превышать 6-8см, а на легких – 8-10см. При осенней посадке клубни заделывают на 2-3см глубже. Почки в глазках трогаются в рост при температуре почвы – 5-6°С, более дружное прорастание начинается при 8-10°С. Всходы появляются лишь через 3-4 недели, поэтому для борьбы с сорняками на посевах до появления всходов проводят 2-3 боронования. Одно боронование рекомендуется делать и по всходам. При высоте растений 10-15см приступают к междурядной обработке, а когда растения достигнут высоты 30-40см, их окучивают.
Сорта и гибриды
В РФ возделывают несколько селекционных и местных сортов топинамбура, среди них: Выльгортский, Интерес, Находка, Скороспелка.
Особого внимания заслуживает проводимая в нашей стране работа по межвидовой гибридизации земляной груши с подсолнечником, в результате которой удалось получить растения, названные топинсолнечником, с новыми биологическими и хозяйственными признаками и свойствами. Некоторые топинсолнечники имеют компактное гнездо и выравненные клубни, благодаря чему можно механизировать уборку урожая и почти избежать потерь. Такие гибриды лучше возделывать в севооборотах, они не будут засорять посевы последующих культур. Клубни и зеленая масса некоторых гибридов отличаются более высоким содержанием углеводов, в том числе инулина, белка и других питательных веществ. Получены также растения с высокой холодоустойчивостью и морозостойкостью, устойчивые к болезням. При гибридизации отмечается явление гетерозиса, которое сохраняется и при вегетативном размножении.
Сорта и гибриды топинамбура по соотношению в урожае зеленой массы и клубней делят на 3 группы:
- Силосного направления, т. е преимущественно с высоким урожаем зеленой массы, на долю которой приходится 70% кормовых единиц;
- Клубневого направления, их выращивают в основном для технических целей; доля клубней в общем урожае составляет – 40-45%;
- Клубне-силосного и силосно-клубневого направления, дающие высокий урожай как клубней, так и зеленой массы. Они получили наибольшее распространение.
В зависимости от длительности вегетационного периода сорта и гибриды относят к раннеспелым, среднеспелым и позднеспелым. Продолжительность вегетационного периода колеблется в пределах – 120-140 до 180-200 дней. Межвидовая гибридизация увеличивает возможность выведения раннеспелых форм с различным направлением использования, что может еще больше расширить ареал культуры.
Уход
Для повышения урожая зеленой массы целесообразна чеканка растений, или подкашивание верхушек. Этот прием увеличивает ветвистость стеблей и их облиственность.
Урожай зеленой массы увеличивается до начала клубнеобразования. Однако скашивать ее в это время не следует, так как очень сильно снижается сбор клубней. При выборе срока уборки необходимо стремиться к получению максимального сбора кормовых единиц. По этим соображениям в южных районах зеленую массу скашивают в октябре – начале ноября, в северо-западных – в конце сентября, а на севере – в конце августа – начале сентября.
Для уборки зеленой массы применяют кормоуборочные комбайны. Длина резки для силосования должна быть 5-6см. Скашивать топинамбур желательно на высоком срезе – до 20-30см, особенно в северных районах, где ко времени уборки зеленой массы клубни не успевают вырасти, и остаются недоразвитыми. Вследствие оттока пластических веществ из оставшейся и малоценной в кормовом отношении части стеблей урожай клубней заметно повышается. Для скармливания животным в свежем виде, а также для заготовки комбинированного силоса часть клубне убирают осенью. Однако чаще их выкапывают весной до прорастания почек в глазках. В свиноводческих хозяйствах ранней весной в течение 10-15 дней на плантациях пасут свиней. На легких почвах клубни убирают картофелекопателями и комбайнами, на тяжелых – выпахивают плугом. После сбора урожая проводят культивацию или боронование с последующей дополнительной подборкой клубней с поверхности почвы.
При многолетней культуре топинамбура весной до уборки клубней на плантации вносят удобрения. Если посевы используют на выпас, то их удобряют после окончания пастьбы. При уборке часть клубней оставляют для возобновления, примерно по 8-10/м?. Для предотвращения загущения растений необходим определенный навык в проведении уборки применительно к тому или иному сорту, с тем чтобы не оставлять в почве лишнее количество клубней.
Всходы на посевах второго и последующих лет пользования появляются несколько раньше, чем в первый год, но менее дружно, так как глубина расположения клубней в почве неодинаковая. До появления всходов и по всходам проводят боронования, а при высоте растений – 15-20см обрабатывают посевы пропашными культиваторами, после прохода которых, растения остаются только на необработанных полосах. Так обозначают рядки. Иногда поступают и по-другому. После уборки клубней нарезают гребни культиватором-окучником, намечая будущие грядки. Во время довсходовых боронований гребни полностью не разравнивают, они служат ориентиром для “слепых” довсходовых культиваций. Дальнейший уход за растениями такой же, как и в первый год пользования.
Возделывание топинамбура в севооборотах перестало быть затруднительным. Небольшую поросль, которая может все же появляться после полной уборки урожая, легко уничтожить следующими способами:
- Посевом после топинамбура какой-либо зерновой культуры и применением на ней гербицидов для борьбы с двудольными сорняками;
- Посевом в течение 1-2 лет гороха, пелюшки, вики, вико-овсяной или другой кормовой смеси с проведением уборки на силос в начале образования столонов;
- Скашиванием поросли в момент, когда запасы питательных веществ в старых клубнях иссякли, а новые клубни еще не образовались, т.е в июне-начале июля, и проведением вслед за этим вспашки и посева однолетних трав на зеленый корм и силос.
Любое из этих мероприятий позволяет достаточно полно очистить почву от клубней без чистого пара.