Диабетический картофель. Интродукция якона в России

Диабетический картофель. Интродукция якона в России

Якон – родственник подсолнечника и топинамбура – с древних времен разводят в Перу и других латиноамериканских странах ради съедобных корневых клубней. Однако с некоторых пор это растение стали выращивать не только для потребления в качестве овоща, но и как лекарственное, так как его корневые клубни используют в качестве источника фруктозного сахара, незаменимого продукта диетического питания при сахарном диабете. В Бразилии якон даже называют диабетическим картофелем. Растение введено в культуру в США, Японии, во многих странах Европы.



Одной из перспективных культур для интродукции в России является якон (Potymnia sonchifolia Poeppig et Endlicher). Так, в корневищах и корневых клубнях якона накапливается много углеводов, в частности инулина, который в процессе хранения превращается в фруктозу и другие соединения в виде фруктанов. Таким образом, якон может служить дополнительным источником фруктозы, потенциально являясь диетической пищей, содержащим в своих крупных, мясистых корневых клубнях комплекс малокалорийных полисахаридов. Помимо корневых клубней, в качестве напитка может использоваться сок якона, который при хранении становится слаще и хорошо освежает. Кроме того, в пищу используют молодые побеги якона.

Род Potymnia относится к семейству сложноцветных (Compositae), подсемейству астровых (Astroideae), трибе гелиантовых или подсолнечниковых (Heliantheae), группе немасличных культур и включает в себя 19 американских видов.

В диком виде якон произрастает в средних широтах Южной Америки – в Колумбии, Эквадоре и Перу. Якон найден в доинковских захоронениях в Перу, что говорит о его широком использовании в древние времена.

Растения якона, содержащие инулин в мясистых, крупных корневых клубнях, широко возделываются в горных районах Венесуэлы и Аргентины на высоте около 2000 метров.

Якон – довольно пластичная культура и выращивается на земном шаре в регионах, расположенных в пределах 40 градусов южной широты – 45 градусов северной широты. Овощ с таким оригинальным вкусом приобрел достаточное распространение в Японии, а в Новой Зеландии корневые клубни якона, упакованные в полиэтилен, продаются в магазинах.

В России его возделывание в открытом грунте возможно в Краснодарском и Ставропольском краях, а также в предгорьях Северного Кавказа. При выращивании саженцев в качестве рассады в защищенном грунте его можно культивировать и в более северных регионах страны, в частности в Нечерноземье. Учеными ВНИИССОК выведен отечественный сорт Юдинка (авторы Кононков П.Ф., Гинс В.К., Гинс М.С., Пивоваров В.Ф.), полностью акклиматизированный в условиях России.

Якон – красивое, компактное, многолетнее травянистое растение высотой 2–2,5 метра, размножающееся семенами и корневищами. Надземные стебли угловатые, опушенные, с пурпурными пятнышками. Листья темно-зеленого цвета, супротивные, крупные, с неровными зубчатыми краями. Размер листовой пластинки до 22 см. Листовая пластинка треугольной или стреловидной формы, наиболее опушенная с нижней стороны, черешки крылатые при основании, с ушковидными выростами, образующие влагалище. Цветки собраны в корзинки, которые расположены на длинных цветоносах, развивающихся из влагалищ листьев. Корзинки усеченно-полушаровидные. Листочки-обвертки корзинки двух типов: наружные и внутренние. Листочков наружной обвертки – 15. Они зеленые, отогнутые, овальной или яйцевидной формы, опушенные, с заостренной верхушкой. Листочки внутренней обвертки (прицветники отдельного цветка) пленчатые, удлиненной ромбовидной формы в верхней половине, с острозубчатым краем, плотно прижатые к цветкам, охватывающие их наполовину, по высоте не превышающие цветок. Цветоложе плоское, с редкими пленчатыми чешуйками, со временем опадающими. Цветки желтые или ярко-оранжевые. Язычковые цветки – женские, в количестве 13–15 штук, расширены, 12 мм длиной и 7 мм шириной, трубчатые цветки 7 мм длиной, опушенные. В странах с теплым климатом возможно семенное воспроизводство. В условиях Нечерноземья семенное воспроизводство якона затруднено в связи с тем, что культура имеет достаточно продолжительный (до 9 месяцев) вегетационный период.

Якон образует подземные органы двух типов – корневища и корневые клубни. В отличие от картофеля, клубни якона имеют корневое происхождение и являются только запасающими органами. Корневища образуют почки, дающие начало новым растениям. Их используют для вегетативного размножения.

Корневые клубни – крупные запасающие органы массой 180–500 г, но некоторые из них достигают массы до 2 кг. Они значительно различаются по форме, размеру и сладости, являются хрустящими и освежающе-сладкими на вкус. Их вкусовые качества были описаны как свежесобранные яблоки с мягким, сладким ароматом, напоминающим дыню.

Формируются корневые клубни у основания стебля и сгруппированы в большие компактные пучки, состоящие из 4–5 или даже 20 штук. Снаружи они пурпурно-коричневого цвета, но внутри белые, желтые, пурпурные, иногда с ярко-красными пятнами. Длина достигает 20 см, а диаметр – 10 см.

Корневые клубни якона различаются по содержанию сахаров, полифенолов и летучих соединений. Свежеубранные клубни обладают слабым эфиромасличным запахом корней девясила. Свежие срезы на воздухе темнеют. При хранении постепенно наблюдается изменение запаха на слабо фруктовый.

Сладкий вкус корневых клубней якона обусловлен высоким содержанием глюкозы, фруктозы и сахарозы. Следует отметить, что содержание сахарозы с хранением уменьшается, тогда как сумма фруктозы и глюкозы увеличивается. В свежесобранных корневых клубнях якона содержится 37,5% фруктозы в расчете на абсолютное сухое вещество, а через две недели после уборки содержание фруктозы возрастает до 45%.

В состав корневых клубней входят амиды, аминокислоты, связанные с белком и в свободном состоянии. Белок корневых клубней якона по содержанию незаменимых аминокислот значительно превосходит протеин зерна пшеницы, кукурузы, сои. Количество лизина и серосодержащих аминокислот – метионина и цистеина – в белке якона больше, чем в протеине амаранта и сои. Содержание глицина в протеине корневых клубней якона сравнимо с соей, но существенно ниже количества этой кислоты в белке амаранта. Необходимо отметить, что корневые клубни якона также характеризуются высоким содержанием незаменимых аминокислот: метионина, лейцина, изолейцина, серина.

Содержание свободных аминокислот в корневых клубнях якона в значительной степени варьирует в связи с местом произрастания.

Процесс гидролиза в корневых клубнях якона идет быстрее при повышении температуры хранения. Существенного изменения в содержании аминокислот, входящих в состав белков, например цистеина, метионина, лизина, фенилаланина, тирозина, не наблюдается при выращивании данной культуры в пленочной теплице, тогда как количество серина, глутамина, гистидина, аргинина повышается в корневых клубнях, возделываемых в открытом грунте.

При сравнении якона с топинамбуром, используемым в пищевых целях, можно отметить более высокое содержание белка в корневых клубнях, тогда как содержание липидов, клетчатки и углеводов практически не различается.

В сухом веществе корневых клубней якона также содержится: золы – 3,4%, клетчатки – 3,9%, жира – 1,0%, протеина – 3,1%, кальция – 0,1%, фосфора – 0,1%.

В экстракте суммы сахаров содержание олигосахаридов превышает содержание моносахаридов. Все олигосахариды (пента- и гексасахариды) состоят из фруктозы и глюкозы, т.е. являются глюкофруктанами. После двух месяцев хранения содержание сахаров в корневых клубнях якона, выращенного в теплице, составило 46% на сухое вещество, или 7,5% в пересчете на сырую массу. Преобладающим среди олигосахаридов явились дисахарид (сахароза) и трисахарид, состоящий из одного остатка глюкозы и двух остатков фруктозы (фруктозил – сахароза). В целом в корневых клубнях якона содержалось фруктозы (свободной и в составе олигосахаридов) 31,8% от сухой массы.



Углеводный состав корневых клубней, выращенных в поле и в пленочной теплице, значительно отличается. Содержание сахаров (так же как экстрактивных веществ) в клубнях повышается примерно в 1,5 раза при возделывании якона в открытом грунте.

Кроме того, корневые клубни якона способны накапливать селен до 1,1 мг/кг. При применении внекорневой подкормки селеном аккумулируется до 9 мг/кг этого элемента. Эту особенность якона можно использовать для получения новых, обогащенных селеном препаратов, сочетающих в себе диетические и лекарственные свойства корневых клубней и важнейшего антиоксиданта организма – селена.

В пищу можно использовать и сладковатые на вкус молодые побеги якона. Содержание сухого вещества в них изменяется в зависимости от условий выращивания от 8,26% до 10%. В тканях свежих стеблей якона содержатся экстрактивные углеводы, количество которых – 0,48% – значительно меньше, чем в корневых клубнях. Количественно преобладают свободная глюкоза (0,20%) и сахароза (0,20%). Фруктоза обнаружена только в составе сахарозы. Экстрагируемые пектиновые вещества составляют 0,08%. Эти данные свидетельствуют о том, что стебли якона, содержащие сахара и пектиновые вещества, можно использовать при приготовлении салатов, тушеных овощей, а также в компотах.

Якон – ценная лекарственная культура. Наличие в корневых клубнях высокого содержания фруктозы полезно людям, больным диабетом. Кроме того, клубни якона малокалорийны, могут использоваться в диетах при ожирении, оказывают благоприятное действие на кишечную флору.

ТЕХНОЛОГИЯ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ ЯКОНА В УСЛОВИЯХ НЕЧЕРНОЗЕМНОЙ ЗОНЫ РОССИИ

Якон произрастает в разнообразных почвенных условиях (дерново-подзолистые и серо-лесные почвы, выщелоченный чернозем), однако лучший результат достигается на хорошо обработанной и дренированной почве.

Эта культура имеет нейтральную реакцию на продолжительность дня в отношении формирования стеблей и корневых клубней. Якон является светолюбивым растением короткого дня, при чрезмерном загущении значительно снижается урожай клубней.

Якон может расти в широком диапазоне положительных температур – от +12оС до +30оС. Оптимальными для выращивания якона являются температуры от +18 до +30оС. Надземная часть растения повреждается при низких положительных температурах (+3…+1оС), корневища могут выдержать небольшие заморозки.

В процессе вегетации растений якона наблюдается явное угнетение растущих по соседству сорняков благодаря массивной вегетативной надземной части данной культуры.

При выращивании якона в защищенном грунте необходимо поддерживать почву во влажном состоянии. В открытом грунте особое внимание следует уделить поливу якона в период посадки и укоренения растения. Впрочем, обладая мощной, проникающей глубоко в почву корневой системой, растения хорошо переносят временные засухи. Но недостаток влаги в почве, особенно в период клубнеобразования, снижает урожайность клубней. С другой стороны, хорошо реагируя на улучшение обеспеченности влагой, растения якона не выносят избыточного увлажнения, затопления и высокого уровня стояния грунтовых вод.

Место в севообороте и удобрения. В условиях Нечерноземной зоны России, Молдавии, субтропиков России якон культивируется как травянистое однолетнее растение, при этом его вегетационный период составляет 6–7 месяцев, поэтому для выращивания растений необходимо выбирать участки с повышенным плодородием почвы и обеспечивать растения питательными веществами в легкоусваиваемой форме. Хорошими предшественниками для якона в севообороте являются культуры, не имеющие общих заболеваний и вредителей с семейством сложноцветных (Compositae), например огурец, томат, бобовые. Использование органических удобрений дает надлежащий эффект только в том случае, когда их вносят в виде хорошо перепревшего навоза.



Лучшие результаты дает совместное внесение перегноя в смеси с хорошо растворимыми минеральными удобрениями. Даже на фоне достаточно высокого плодородия почв необходимо вносить следующие удобрения: 20 т/га (2 кг/м2) хорошо перепревшего компоста, 200 кг/га (0,02 кг/м2) простого суперфосфата, 200 кг/га (0,02 кг/м2) калийной соли и не более 100 кг/га (0,01 кг/м2) азотных удобрений.

Подготовка почвы. Осенью, перед зяблевой вспашкой, в зависимости от плодородия и типа почвы, вносят минеральные и органические вещества. Пашут под зябь плугами ПЛН-4-35, ПЛН-5-35 в агрегате с тракторами ДТ-75М или «Беларус-1523» с учетом пахотного слоя почвы. На почвах с глубоким пахотным слоем вспашку проводят на глубину 25–27 см, а с мелким – на глубину 20–22 см.

Ранней весной почву перепахивают с последующим боронованием. Перед посадкой культуры дополнительно проводят культивацию и боронование на глубину посадки 12–14 см.

На приусадебных участках осенью на участок, отведенный под якон, вносят минеральные и органические удобрения и перепахивают почву мотоблоком на глубину 12–14 см. Ранней весной почву еще раз обрабатывают мотоблоком, а перед посадкой саженцев  дополнительно рыхлят.

На тяжелых глинистых и суглинистых почвах, при небольшом пахотном слое, а также в низких и сырых местах якон выращивают на грядках высотой около 20 см. На небольших садово-огородных участках почву вскапывают вручную лопатами с последующей обработкой граблями.

Выращивание саженцев. Основным способом воспроизведения этой культуры в условиях Нечерноземья является вегетативное размножение путем деления корневищ и черенкования стеблей с 1–2 парами листьев с последующим высаживанием в грунт.

Якон может размножаться клонированием, но использование питательных сред для выращивания полноценных саженцев in vitro рационально лишь для оздоровления посадочного материала. В настоящее время фермерам и владельцам приусадебных участков практически недоступен этот метод в связи с тем, что проведение клонирования культуры ведется лишь в лабораторных условиях научно-исследовательских институтов и сопряжено с большими материальными затратами на производство. Наиболее удобным и доступным для фермеров и любителей-овощеводов способом размножения якона является метод зеленого черенкования.

Размножение якона участками корневищ. Корневища якона разрезают на несколько частей, содержащих по 1–2 почки возобновления, срезы опудривают фунгицидом или древесной золой для предотвращения развития грибных заболеваний. Участки корневищ помещают в торфяные горшочки размером 10х10 см и засыпают смесью, в составе которой песок, дерновая земля, перегной и торф смешаны в соотношении 1:2:1:1, и накрывают сверху пластиковыми стаканами или разрезанными пластмассовыми бутылками, чтобы создать микроклимат с 80% влажности.

При использовании для укрытия полиэтиленовой пленки верхний слой почвы в торфяных горшках быстро высыхает, что снижает процент укоренения черенков. Для предотвращения загнивания листьев или побегов черенков желательно осуществлять проветривание, периодически приподнимая пластиковые стаканчики.

Необходимо поддерживать почву во влажном состоянии. Уровень укореняемости растений при этом методе составляет 83–85% на 18–22-е сутки. Следует отметить, что необработанные срезы корневищ начинают гнить в субстрате почвы, снижая процент укоренения до 70%. По мере отрастания побегов их можно использовать в зеленом черенковании.

Размножение стеблевыми черенками. Для формирования полноценных саженцев черенкование следует начинать в конце февраля. Перед этим в начале января необходимо выбрать корневища, которые станут основой для черенкования. С учетом коэффициента размножения нетрудно рассчитать необходимое количество корневищ для выгонки.

Корневища помещают в сосуды с почвенной смесью, обильно поливают и размещают в отапливаемых помещениях с досвечиванием или обогреваемых теплицах с дополнительным освещением в течение 10–12 часов, при температуре +18…20оС. Для досвечивания используют лампы ЛФУ-30.

По мере отрастания вегетативной массы растения приступают к черенкованию, используя участки стеблей с 1–2 парами листьев. Зеленые черенки помещают в торфяные горшочки (10х10 см) с приготовленной почвенной смесью. Для ускорения процесса укоренения черенки сверху накрывают пластиковыми стаканчиками, как описано выше.

Укрытия снимаются при явных признаках укоренения, которые проявляются через 18–20 суток. Уровень укореняемости растений при этом методе составляет 89–92%. С одного растения за один раз можно срезать в среднем до 8 стеблевых черенков, не причиняя вред растению, и по мере отрастания вегетативной массы использовать вторично.

Уход за саженцами. После укоренения при условии, что саженцы росли при пониженной освещенности, для предотвращения дальнейшего вытягивания растений температуру желательно снизить до +10…12оС. По мере улучшения световых условий температуру повышают до +18…20оС. При этом растения дважды подкармливают комплексными удобрениями с добавлением микроэлементов через 10–12 суток согласно рекомендациям производителя. В дальнейшем почву в горшочке поддерживают во влажном и чистом от сорняков состоянии.

Подготовка и высадка саженцев. За день до пересадки в грунт растения обильно поливают. Саженцы помещают в ящики, одновременно проводят отбраковку больных растений. После чего высаживают в хорошо подготовленную почву в пленочной теплице или в открытом грунте по схеме 70х70 см с одновременным поливом. Растения должны иметь хорошо развитую корневую систему, высота вегетативной части – не менее 20 см с 6–8 четко сформированными листьями. Высаживают растения с комом земли вручную из расчета 3–4 растения на 1 м2. После укоренения саженцев проводят подсадку и оправку растений. В открытом грунте высадку саженцев проводят после периода возможного возврата заморозков, примерно 6–8 июня, а защищенном грунте – в мае, как только прогреется почва в теплице.

Авторы:
П.Ф. Кононков, доктор сельскохозяйственных наук, профессор
В.К. Гинс, доктор биологических наук, профессор
В.Ф. Пивоваров, доктор сельскохозяйственных наук, профессор
М.С. Гинс, доктор биологических наук, профессор

Источник: журнал «Аграрное обозрение», №3, 2014 год