Технологии производства и переработки моркови. Монография

способствовало стимулированию процессов биосинтеза сухого вещества и сахаров в корнеплодах.

Исследования показали, что внесение применение никеля способствовало небольшому повышению содержания сахара в корнеплодах моркови. Внесение цинка повышало количество общего сахара на 5,9% по сравнению с фоном (Синдирева А. В., Шойкин О. Д., Трубина Н. К., 2016).

Биологические особенности растений, такие как характер распределения в почве корневой системы, продуктивность, продолжительность вегетационного периода, расположение и опушенность листовой пластинки и стебля, количество и размеры плодов, их опушенность или гидрофобность и т. д. оказывают влияние на накопление в них радионуклидов. Знание особенностей накопления токсикантов играет большую роль для повышения безопасности и культуры питания.

Особенно важно учитывать их для овощей, поскольку у них в пищу используются весьма разнообразные продуктовые органы, различающиеся по способности аккумулировать токсичные вещества. В то же время овощи разных видов являются важнейшими элементами в питании человека. Особенно следует учитывать то, что овощи – основа диетического питания. Они являются источником биологически активных веществ и антиоксидантов, обладают лечебными свойствами, используются для создания продуктов функционального действия. Это определяет особенно строгие требования к экологической безопасности овощной продукции.

Солдатенко А. В., Пивоваров В. Ф. и Добруцкая Е. Г. изучили вопрос о поступлении и распределении в столовой моркови Марлинка и Нантская 4 радионуклидов –

Cs и 

Sr на базе лаборатории экологических методов селекции Всероссийского научно-исследовательского института селекции и семеноводства овощных культур.

При изучении образцов моркови столовой отмечено, что закономерности в накоплении радионуклидов в различных частях корнеплода не проявились. Уровень накопления у сортов не совпадал и различался по элементам. Единственная четкая тенденция – максимальное содержание обоих элементов в верхней части корнеплода сорта Марлинка – 1,5 и 1,7 Бк/кг

Cs и 

Sr соотвественно. При анализе продукции моркови столовой по уровню накопления радионуклидов в различных частях, данные по содержанию радионуклидов во флоэме не однозначны. Только по одному сорту Марлинка в большей мере была загрязнена верхняя часть флоэмы. В ткани корнеплодов ксилемы обоих сортов наименьшее содержание обоих радионуклидов наблюдается в верхней части – от 0,2 до 0,6 Бк/кг (Солдатенко А. В., Пивоваров В. Ф., Добруцкая Е. Г., 2015).

2. СОВРЕМЕННЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ

В СЕЛЕКЦИИ И СЕМЕНОВОДСТВЕ МОРКОВИ СТОЛОВОЙ

2.1. Урожайность и качество корнеплодов сортов и гибридов

Морковь столовая – одна из важнейших овощных культур, успешно возделываемых во всех земледельческих регионах Российской Федерации. Она занимает 10% площади овощного поля страны и дает более 10% валового сбора всех овощей открытого грунта.

С внедрением в сельское хозяйство новых агротехнологий возрастают требования к создаваемым F

гибридам и сортам. Рынку нужна отборная продукция с товарностью не менее 98% и очень высокого качества, пригодная к переработке и длительному хранению: морковь различных сортотипов и групп спелости с мощной, крепкой у основания листовой розеткой и гладкой поверхностью корнеплода, выровненная по форме и окраске, устойчивая к растрескиванию, пригодная к мойке и шлифовке, устойчивая к болезням.

Из числа зарегистрированных в Государственном реестре селекционных достижений Российской Федерации 49% – гибриды F

моркови столовой. Из них 28% отечественной селекции (селекции Федерального научного центра овощеводства, Агрохолдинга «Поиск», ООО «Селекционная станция имени Н. Н. Тимофеева» и др.), а иностранных фирм («Бейо», «Райк Цваан», «Монсанто» и др.) – 72%.

Как показывает практика, часто зарубежные гибриды F

не могут проявить свои ценные хозяйственные признаки на обширной, экологически разнородной территории Российской Федерации.

Для реализации в торговых сетях подходит большое количество сортов и гибридов моркови Агрохолдинга «Поиск», в первую очередь можно выделить такие, как Бейби F

, Берликум Роял и Нанте, имеющие наиболее привлекательный для покупателя вид и обладающие превосходным вкусом.

Бейби F

 – среднеспелый гибрид нантского типа, корнеплоды оранжевой окраски, с нежной, сочной мякотью, великолепного вкуса. Отличается высокой товарностью и однородностью корнеплодов. Пригоден для сухой мойки корнеплодов и фасовки (В. И. Леунов, 2017; О. В. Бакланова, О. Р. Давлетбаева, М. Г. Ибрагимбеков [и др.], 2018; В. А. Степанов, М. И. Федорова, С. А. Ветрова [и др.], 2018; А. Ф. Разин, М. В. Шатилов, Р. А. Мещерякова, 2019; А. Н. Ховрин, М. А. Косенко, А. В. Корнев, Л. М. Соколова, 2019; А. Н. Ховрин, М. А. Косенко, 2020).

В Государственном реестре селекционных достижений Российской Федерации достижений на 2019 год зарегистрировано 150 сортов и 150 гибридов моркови столовой. Российская Федерация является одним из лидеров по селекции сортов моркови, но по созданию и внедрению гибридов моркови лидируют иностранные фирмы. Основное направление селекции моркови – создание гетерозисных гибридов, которые помимо увеличенной урожайности, выровненности и другим параметрам лучше, чем исходные формы переносят неблагоприятные погодные условия, а также превышают существующие сорта по большинству хозяйственно ценных признаков.

Использование гетерозисных гибридов обеспечивает повышение урожайности на 20—25% и более, высокую выравненность корнеплодов, с гладкой поверхностью, пригодных для механизированной уборки и длительного хранения, что отвечает требованиям современного рынка.

Суть генетических концепций, объясняющих природу гетерозиса, сводится к тому, что причина гетерозиса заключается во взаимодействии наследственных факторов, полученных гибридом от родительских форм с разной наследственностью. Исследования гибридов первого поколения позволяет сделать вывод, что гетерозис у моркови проявляется в повышении урожайности, высокой однородности корнеплодов, раннеспелости и товарности, дружности созревания, повышении устойчивости к болезням, лучшей лежкости при зимнем хранении и другим свойствам, отвечающим требованиям современного рынка.

Традиционное получение инбредных линий и гибридов в селекции моркови столовой – трудоемкий процесс, требующий длительного времени из-за 2-летнего цикла развития растений и инбредной депрессии. Для индукции генотипического многообразия в исходной популяции перспективны биотехнологические методы получения удвоенных гаплоидов.

Репродуктивная система моркови с точки зрения эмбриологии и кариологии отличается примитивной организацией. Соцветие моркови представляет собой сложный зонтик, в основании которого имеется обвертка из перистых листочков: цветки мелкие, обоеполые срединные протерандрического типа, лепестки белые, краевые зигоморфные, срединные правильные. Околоцветник простой, пять тычинок и один пестик с двумя столбиками. Завязь нижняя двугнездная с двумя висячими семяпочками. Тычинки и пестик в цветке моркови созревают неодновременно, что почти исключает возможность самооплодотворения в пределах одного цветка. Тычинки в цветках созревают не сразу все, а по очереди. От начала открывания цветков до полного опадания околоцветников проходит 4—12 суток в зависимости от погодных условий.

Опыление моркови перекрестное и осуществляется в основном насекомыми. Цветение начинается с наружных зонтичков, в пределах зонтичка – с наружных цветков и постепенно распространяется от периферии зонтика и зонтичков к центру. Наиболее благоприятной для цветения считается температура воздуха 18—23

С. Потенциальные возможности репродуктивной системы моркови очень велики – семенное растение может образовывать до 100 тыс. цветков. При этом их реализация в семена составляет не более 30—35%. Доля семян с хорошо развитым зародышем составляет 25—30% от числа завязавшихся.

Применение биотехнологических методов позволяет получить выровненный, разнообразный селекционный материал и сократить в несколько раз период получения гомозиготных генетически стабильных линий (Т. С. Вюртц, Е. А. Домблидес, Н. А. Шмыкова [и др.], 2017; Т. С. Вюртц, Е. А. Домблидес, А. С. Домблидес, 2018; М. И. Федорова, Т. С. Вюртц, 2019).

Овощные корнеплодные растения являются ценными, незаменимыми компонентами рационального питания человека. В ассортиментной структуре рынка овощей столовые корнеплоды занимают 24%. В Государственном реестре селекционных достижений Российской Федерации, допущенных к использованию на 2017 год, зарегистрировано 779 сортов и гибридов корнеплодных культур. Из них 222 – гетерозисные гибриды (28,5%), из которых моркови – 50%.

Корнеплодные культуры – это очень крупная группа овощных культур, которая включает морковь столовую, свеклу столовую, редис, редьку европейскую, редьку китайскую (лоба), редьку японскую (дайкон), репу европейскую, репу японскую, брюкву и пастернак, занимающие значительную долю как в товарном, так и в нетоварном (любительском) овощеводстве. В крупно товарном производстве представлены в основном две культуры морковь столовая и свекла столовая.

За столетие селекционной работы лаборатории селекции и семеноводства столовых корнеплодов, начиная с «селекционного отдела» Грибовской опытной селекционной станции и кончая ее современным состоянием в структуре Федерального научного центра овощеводства: выведено и улучшено более 62 сортов и гибридов, из них 51 наименований включены в Государственный селекционных достижений последней редакции; 15 сортов являются долгожителями и используются до настоящего времени. За постсоветский период выведено более 30 сортов и гибридов F

, создан новый исходный материал для селекции, разработаны и усовершенствованы как классические, так и нетрадиционные методы селекции и первичного семеноводства.

На перспективу в соответствии запросами рынка овощной продукции создан исходный материал для получения гетерозисных гибридов и сортов основыми свойствами и признаками, выделены новые направления в селекционной работе, обозначены заделы в развитии методов селекции и первичного семеноводства и модернизации схемы селекционного процесса с учетом новых направлений научно-исследовательских работ.

В ассортиментной структуре рынка овощей столовые корнеплоды занимают 24%. В селекционной работе с корнеплодными культурами приходится иметь дело с растениями, принадлежащими к различным ботаническим семействам.

До 1917 года в нашей стране не было ни одного научно-исследовательского учреждения, занимающегося селекцией и семеноводством овощных корнеплодов.

В 1920 году были организованы первые специализированные научно-исследовательские учреждения, работающие с основными овощными культурами: кафедра селекции и семеноводства и станция селекции и семеноводства в Московской сельскохозяйственной академии и Грибовская овощная селекционная опытная станция (в настоящее время Федеральный научный центр овощеводства). Эти учреждения и явились пионерами отечественной научной селекции овощных корнеплодов.

Двадцатые годы характеризуются как время исканий и проверки самих методов селекции столовых корнеплодов, при этом кое-что было позаимствовано у кормовых корнеплодов. Однако селекция кормовых корнеплодов направлена в сторону усиления или изменения двух-трех признаков, при селекции же столовых корнеплодов необходимо получить овощ, который наряду с общей продуктивностью, должен сочетать в себе хорошие вкусовые качества, устойчивость к болезням, лежкость и пригодность к механизированной технологии и переработке.

Работа со свеклой столовой и морковью начала проводится с самого начала возникновения станции – с 1920 года.

Селекционная работа велась по схеме: питомник коллекционных сортообразцов, селекционный питомник, питомник испытания семей. Методы селекции: гибридизация географически отдаленных, но морфологически сходных форм, массовый и индивидуально-семейственный отборы. В качестве исходного материала для селекции столовых корнеплодов были использованы местные сорта и сорта иностранного происхождения.

Уже в середине-конце 20-х годов созданы первые сорта корнеплодных культур для производства, в том числе морковь Нантская 4 и Валерия.

Первоначально (1920—1928 годы) отечественный сортимент складывался из сортопопуляций и гибридных комбинаций, созданных на основе коллекционного питомника в Осорьино (Грибовская овощная селекционная опытная станция), в том числе моркови – Нантская 4, Валерия.

В последующие периоды на Грибовской станции, впоследствии Всероссийский научно-исследовательский институт селекции и семеноводства овощных культур (1931—1977 годы) сортимент пополнился 32 сортопопуляциями, 15 из них находятся в районировании и используются до настоящего времени, в том числе сорт моркови Московская зимняя А515.

Дальнейшее развитие научных основ селекционное дело получило с организацией в 1931 году ВНИИ овощного хозяйства, в состав которого вошла Грибовская овощная опытная селекционная станция.

С 1931 этого года, в течение 25 лет, лабораторией руководил Лауреат Государственной премии С. П. Агапов, который по праву считается создателем отечественного сортимента корнеплодных овощных культур, им создано и улучшено 26 сортов овощных столовых корнеплодов. Под его руководством в годы Великой Отечественной войны был сохранен и восстановлен генофонд сортов моркови, свеклы столовой, редиса, редьки, репы и брюквы.

Селекция моркови проводилась в направлениях: на устойчивость к растрескиванию, интенсивность и однородность окраски, уменьшение размера сердцевины корнеплода, увеличение сухого вещества, улучшение вкусовых качеств и лежкости.

Одновременно с поддержанием и размножением сортов проводились исследования по созданию нового исходного материала методом межсортовой гибридизации с последующим направленным отбором. Наряду с применяемыми методами массового, группового и индивидуального отборов, в селекции и сортоизучении корнеплодных культур широко применялся непрерывный отбор по потомству с анализом по комплексу признаков в основном у растений первого года. С использованием вышеописанных методов создана морковь Московская зимняя А-515 (сортотип Шантенэ), Грибовская с коротко цилиндрическим утолщенным корнеплодом для возделывания на средне-тяжелых почвах и для длительного хранения, скороспелый сорт моркови с почти округлым корнеплодом Парижская каротель.