Отраслевая сеть инноваций в АПК

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ​

Оценка влияния пространственного варьирования свойств почвы на продукционный процесс и качество продукции в севообороте хозяйства, аккредитованного по международным стандартам «Органик»

Титульный лист и исполнители

РЕФЕРАТ

Отчет 139 с., 34 рис., 5 табл., 4 прил.

Название темы: ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ ПРОСТРАНСТВЕННОГО ВАРЬИРОВАНИЯ СВОЙСТВ ПОЧВЫ НА ПРОДУКЦИОННЫЙ ПРОЦЕСС И КАЧЕСТВО ПРОДУКЦИИ В СЕВООБОРОТЕ ХОЗЯЙСТВА, АККРЕДИТОВАННОГО ПО МЕЖДУНАРОДНЫМ СТАНДАРТАМ «ОРГАНИК»

Ключевые слова: органическое сельское хозяйство, безопасность продукции, растениеводство, токсиканты, тяжелые металлы, органическая продукция, качество сырья, экологическая оценка, почвы, химия почв.

Объект исследования: Почва, сельскохозяйственная продукция производства Общества с ограниченной ответственностью «Эфирмасло», район села Русаковка Белогорского района Республики Крым.

Цель работы: на основе продолжения обследования почвенных и водных ресурсов хозяйства-экспортера органической продукции дать оценку пространственного варьирования свойств почвы на продукционный процесс и улучшение качества продукции при бессменном выращивании культур и севообороте, дать объективную оценку результатов одного из самых длительных опытов (11 лет) органического производства экономически успешного хозяйства-экспортера зерновых и эфиромасличных культур, сертифицированного по международным стандартам ЕС и США.

Описание проделанной работы и ее результаты.

Изучен и проведен анализ исходных данных по имеющимся в хозяйстве почвенным картам полей, севооборотам, проведен отбор и проанализированы образцы почв полей хозяйства. Проведено агрохимическое обследование восемнадцати полей в ООО «Эфирмасло», оценка почвенного плодородия на основании данных хозяйства и анализов выборочных образцов (рН, гумус, калий, фосфор, макро- и микроэлементы). Проведен химико-токсикологический анализов образцов, проведена оценка пространственного варьирования свойств почвы на продукционный процесс и качество продукции в севообороте и бессменном выращивании сельскохозяйственных культур в хозяйстве. Проведена оценка урожайности и качества зерна пшеницы, лаванды и шалфея, эфирного масла лаванды и шалфея. Дополнены рекомендации по увеличению содержания в почве подвижного фосфора. Изучены термодинамические и кинетические параметры почв и сельскохозяйственной продукции при органическом производстве в сравнении с традиционным земледелием. Оценка химического состава эфирного масла лаванды и шалфея показало, что образцы соответствуют требованиям ГОСТ по качеству и безопасности продукции. Разработаны предложения для повышения сбора эфирного масла лаванды и шалфея.

Результаты анализа использованы в образовательном процессе при обучении магистров по программе «Агроэкологический менеджмент, химико-токсикологический, микробиологический анализ и оценка объектов агросферы» по направлению «Агрохимия и агропочвоведение», а также аспирантов при обучении по дисциплине «Физико-химические методы анализа» и «Термохимия биологических объектов». Подготовлена рабочая программа повышения квалификации «Качество продукции органического сельского хозяйства», разработаны методические рекомендации по выращиванию лаванды и шалфея в органическом земледелии. Разработаны и утверждены методические рекомендации по выращиванию эфиромасличных культур в условиях южных регионов страны с учетом органического сельского хозяйства.

Уровень значимости: всероссийский. Результаты исследований могут быть использованы в сельскохозяйственных предприятиях, которые выращивают эфиромасличные и лекарственные растения в различных регионах страны.

Публикации. По результатам работы опубликована 1 статья в международной базе данных Scopus, 3 статьи в журналах ВАК, доклады на международных конференциях – 8, получено 6 свидетельства о государственной регистрации базы данных. На сайте Союза органического земледелия опубликовано 4 статьи.

ВВЕДЕНИЕ

«Недостаток знаний нельзя заменить

избытком удобрений»

(Академик Д.Н. Прянишников)

Перспективы развития органического сельского хозяйства в России определяются тем, что с января 2020 года вступил в силу Федеральный закон №280 «Об органической продукции и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации». В соответствии с этим законом органическое сельское хозяйство получило официальный статус и новый импульс для интенсивного развития. Многие жители нашей страны в соответствии с программами, направленными на развитие физической культуры, спорта, здорового образа жизни и здорового питания, все чаще приобретают в магазинах продукцию с полок, где размещены товары с маркой «Органик».

На региональном уровне также приняты ряд местных законов, направленных на поддержку аграриев, которые производят продукцию по органическому типу земледелия. Так в Краснодарском крае принят Закон Краснодарского края от 05.07.2019 года № 4077-КЗ «О развитии производства органической продукции на территории Краснодарского края». В Воронежской области действует закон №226-ОЗ «О производстве органической сельскохозяйственной продукции в Воронежской области» от 30.12.2014 г.

На Межпарламентской Ассамблее государств – участников Содружества Независимых Государств принят Закон «Об экологическом агропроизводстве» от 18.04.2014 № 40-8.

Российское законодательство и нормативные акты в сфере органического производства связаны с нормативно-технической документацией Европейского Союза: Регламент Комиссии (ЕС) № 889/2008 от 05.09.2008г., Постановление (ЕС) 2018/848 Европейского парламента и Совета от 30 мая 2018 года «Об органическом производстве и маркировке органических продуктов и отмене постановления Совета (ЕС) № 834/2007». С различной нормативной документацией по вопросу производства, аккредитации можно ознакомиться на сайте Союза органического земледелия (www.soz.bio), разделе Обзор нормативной базы на мировом рынке органики (FAO_eng).

В последние два года все большее число сельхозтоваропроизводителей переходят на производство органической сельскохозяйственной продукции. В нашей стране есть примеры хозяйств, которые уже более 11 лет присутствуют на мировом рынке продукции «органик». Поэтому цель настоящей работы состояла в том, чтобы провести аналитические исследования и дать объективную оценку положительных результатов одного из самых длительных в России опытов (11 лет) в системе органического земледелия, выявить дополнительные ресурсы хозяйства-экспортера зерновых и эфиромасличных культур, сертифицированного по международным стандартам ЕС и США.

Для проведения исследований были выбраны поля хозяйства ООО «Эфирмасло», на которых в течение нескольких лет (до 26 лет бессменно) растет лаванда сорта Степная, озимая пшеница сорта Есаул, шалфей. Почему необходимо провести научные исследования в этом новом направлении сельскохозяйственного производства – органическом земледелии? Это важно по нескольким причинам. Сегодня в мире в основном решены проблемы с продовольствием (с количеством пищевой продукции). Так средняя урожайность зерновых в Европе и в США составляет 85-90 и приближается даже к 100 ц/га. Но за счет чего производится такой объем растениеводческой, а также и животноводческой продукции. Конечно, благодаря интенсивным агротехнологиям, в которых применяют и высокие дозы органических и минеральных удобрений, пестицидов на всех стадиях от предпосевной обработки семян до хранения продукции.

В этих условиях у России есть все шансы, чтобы стать лидером в органическом сельском хозяйстве. Практически во всех регионах страны относительно «чистые» почвы, характеризующиеся низким уровнем загрязнения токсикантами. На полях наших агропредприятий мы пестицидов применяем в 3-4 раза меньше, чем в Западной Европе. На 42% пашни не применяют совсем минеральные удобрения. На полях страны в 2020 году было внесено 3,5 млн тонн минеральных удобрений из 23 млн тонн, которые производит сегодня Россия. В расчете на 1 га посевных площадей это в среднем около 17,5 кг/га (рис. 1). При этом 30-40 лет назад в стране в почву вносили более 13 млн т.

При этом в других странах, как мы можем видеть из рисунка 1, вносят от 167 кг/га во Франции до 322 в Бельгии и до 526 кг/га в Китае. Поэтому и урожайность в этих странах по зерновым, как мы сказали ранее, 80-90 и до 100 ц/га.

word image 637 Оценка влияния пространственного варьирования свойств почвы на продукционный процесс и качество продукции в севообороте хозяйства, аккредитованного по международным стандартам «Органик»

Рисунок 1 – Применение минеральных удобрений в разных странах

Сегодня в супермаркетах мы видим большие отделы, где торгуют ЭКО- БИО- НАТУРАЛЬНЫМИ- и ОРГАНИК продуктами. А в чем разница между этими продуктами? Современный покупатель хочет потреблять не только разнообразную пищу, но, чтобы она была экологически безопасной, обладала высокими показателями пищевой ценности, была внешне привлекательной. При этом необходимо отметить, что и цена на продукты питания этого сегмента – очень высокая (рисунок 2).

word image 638 Оценка влияния пространственного варьирования свойств почвы на продукционный процесс и качество продукции в севообороте хозяйства, аккредитованного по международным стандартам «Органик»

Рисунок 2 – Витрина с продуктами органического производства. Гипермаркет «Глобус», д. Юдино, Одинцовский район, Московская обл. (сентябрь 2020 г.)

Может ли такую продукцию с высокими требованиями по качеству предоставить Органическое сельское хозяйство, технологии органического земледелия. Ответ: «да» – может.

За счет чего органические технологии могут дать такой результат?

  • Надо использовать возобновляемые биоресурсы в агросфере.
  • Для снабжения посевных площадей питательными веществами применять технологии рециклинга, перерабатывать и вторично использовать отходы и побочные продукты растительного и животного происхождения.
  • Сохранять экосистему и улучшать плодородие почвы.
  • А для этого необходимо подбирать соответствующие и подходящие для данного региона виды и сорта, многолетние севообороты, агротехнологии, повторное использование органического сырья.
  • Перерабатывать органическую продукцию методами переработки, гарантирующими экологическую целостность и сохранение определяющих качественных признаков продукции на всех стадиях производственной цепочки.
  • Следовательно, цель органического сельскохозяйственного производства – выпуск высококачественной сбалансированной, натуральной продукции высокого качества.

Чем выше качество продукции, тем выше ее цена. Это важная составляющая для экспорта продукции органического производства. При этом важно иметь ввиду, что при проведении контроля равноценности импортируемой продукции должны учитываться международные стандарты Продовольственного кодекса (Codex Alimentarius) и российские стандарты.

В чем может и должно быть преимущество органического сельского хозяйства перед традиционным. Это тесная связь всех участников агроэкосистемы. И конечным звеном здесь выступает Потребитель, который платит деньги и должен понимать, какая это продукция, какого качества, в чем ее преимущество перед полученной по технологиям традиционного земледелия.

Таким образом, среди агротехнологий различного уровня интенсификации технологии «Органик» соответствуют высшему уровню, поэтому изучение всех элементов агротехнологий в зарождающемся в нашей стране органическом производстве, начиная от почвы до растения и конечного продукта, обмен накопленным практическим опытом в различных регионах, почвенных и агроклиматических условиях – это важрешалась в рамках выполнения настоящего исследования.

1 ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ

1.1 Сельскохозяйственное предприятие «Эфирмасло» в Республике Крым

Сельскохозяйственное предприятие Общество с ограниченной ответственностью «Эфирмасло» располагается вблизи села Русаковка в Белогорском районе Республики Крым (рис.3, 4). С 2020 года вдоль полей хозяйства на расстоянии 0,5 – 6,0 км проходит автомобильная трасса Таврида, что делает еще более удобным транспортную доступность для всех полей данного хозяйства. В собственности сельскохозяйственного предприятия находится 807 га, под пашней занято 288 га и 519 га заняты многолетними насаждениями лаванды.

word image 639 Оценка влияния пространственного варьирования свойств почвы на продукционный процесс и качество продукции в севообороте хозяйства, аккредитованного по международным стандартам «Органик»

Рисунок 3 – Расположение ООО «Эфирмасло» в Республике Крым

word image 640 Оценка влияния пространственного варьирования свойств почвы на продукционный процесс и качество продукции в севообороте хозяйства, аккредитованного по международным стандартам «Органик»

Рисунок 4 – Сельскохозяйственные поля в районе села Русаковка

Продукция предприятия имеет сертификат Organic (Приложение 1) в соответствии с требованиями стандартов ЕС (EU) и США (NOP).

Ресурсосберегающие технологии, которые применяются в хозяйстве, направлены на рециклинг различных отходов, включая создание собственного производства по переработке отходов соседних птицефабрик и выпуск биодизеля. Сотрудники предприятия в 2010 году самостоятельно разработали и смонтировали специальное оборудование, произвели его запуск, наладку и стали производить биодизель.

Сельскохозяйственное предприятие ООО «Эфирмасло» является одним из крупных предприятий в Республике Крым по выращиванию и переработке эфиромасличных культур — лаванды и шалфея мускатного. Схема по производству лавандового масла в хозяйстве отработана в течение многих лет и представлена на схеме (рисунок 5). Однако в хозяйстве используется и зерновой клин, в состав которого входят озимые — пшеница мягких и твердых сортов, рожь и спельта, а также яровые — полба и овес голозерный. В обязательном порядке в севооборот включается черный пар. По мнению специалистов компании, четырехпольная схема не является оптимальной, поскольку в ней отсутствует бобовая составляющая в качестве естественного накопителя азота в почве. По нашей рекомендации, данной в 2019 году в 2020 году в яровой сев включили опытные делянки нута и масличного льна.

Рисунок 5 – Схема производства лавандового масла

Агрометеорогические условия. Земли предприятия находятся в степной части Крымского полуострова с континентальным климатом, холодными зимами с морозами до –30 ºС, жарким летом, когда температура воздуха может достигать +50ºС, а температура почвы превышает 35 оС. Среднегодовая норма осадков в районе села Русаковка составляет 280–320 мм. Почвы представлены предгорными карбонатными черноземами на основе известняков и мергелей. Основной механический состав почв — тяжелые, средние и легкие суглинки, сильно щебенчатые. Содержание гумуса колеблется от 2,3 до 4,5%, реакция почвенного раствора — от 8,2 до 8,9 единицы – щелочная. Карта почв Крыма представлена на рисунке 6.

В хозяйстве постоянно проводятся работы по подбору сортов сельскохозяйственных культур, особенно после 2014 года и вхождения Крыма в Российскую Федерацию, в частности, по зерновым культурам – пшенице и ржи, а также шалфею мускатному. В связи с этим выбраны сорта, изначально по своим генетическим признакам подходящие к почвам полей предприятия, реагирующим положительно на листовые подкормки в период вегетации, препараты биологического происхождения, рекомендованные для использования в органическом земледелии, способствующие получению высоких, устойчивых и качественных урожаев культур.

 

word image 70 Оценка влияния пространственного варьирования свойств почвы на продукционный процесс и качество продукции в севообороте хозяйства, аккредитованного по международным стандартам «Органик»

Рисунок 6 – почвенная карта Крыма

Интересен для практического применения опыт по посеву не характерных для Крыма культур – овса голозерного и ржи. Этот опыт важен, поскольку качество зерна при достаточно высокой урожайности было очень высокого качества. Важно отметить, что до настоящего времени не было научно обоснованных экспериментов, химических анализов, оценки и сравнительного анализа показателей качества сельскохозяйственной продукции в органическом производстве, характеризующихся по химическому составу (по белкам, липидам, углеводам, аминокислотам, жирнокислотному составу, витаминам, макро- и микроэлементному составу и др.). На сегодняшний день показана только принципиальная возможность выращивать данные культуры в степном Крыму.

Подготовка полей перед зимой основывается на индивидуальном подходе к каждому конкретному полю. Малый горизонт плодородного слоя на землях предприятия не позволяет использовать стандартные методики, поэтому все участки обрабатываются по индивидуальным схемам с применением либо безотвальной обработки, либо мелкой лущевки на определенную глубину. На полях, которые по севообороту следуют под посев шалфея мускатного, применяются вспашка и последующая разделка почвы под посев. Какие-либо другие специфические мероприятия по подготовке полей перед зимой в органическом земледелии в данном хозяйстве не применяют.

В разны периоды вегетации сельскохозяйственных культур предприятие практикует механическую обработку почвы. Для этого используются стандартные агрегаты, но специально усовершенствованные сотрудниками предприятия. Модернизированные зубчатые и ротационные бороны применяются на культурах сплошного сева до фазы их кущения и на начальном периоде развития сорняков. По шалфею мускатному применяют междурядные культивации до смыкания рядов. Остальные работы по подготовке почв проводят между уборкой и посевом.

На рисунке 7 на примере четырех полей представлен вариант севооборота, который был в хозяйстве в период с 2011 по 2020 годы.

За период двух лет наблюдений необходимо отметить, что основные средства и методы борьбы с вредителями и сорняками в данном сельскохозяйственном предприятии являлись строгое соблюдение севооборота, проведение механических обработок. Эти мероприятия позволили предупредить возникновение заболеваний, служили своеобразной профилактикой против вредных насекомых и сорных растений. Как правило, в хозяйстве применяют до семи обработок на одном поле за полный цикл выращивания сельскохозяйственных культур.

word image 641 Оценка влияния пространственного варьирования свойств почвы на продукционный процесс и качество продукции в севообороте хозяйства, аккредитованного по международным стандартам «Органик»

Рисунок 7 – Севооборот на четырех полях хозяйства «Эфирмасло»

Одной из самых затратных статей в органическом сельском хозяйстве является, как раз, борьба с сорняками. Как известно, применение пестицидов и других химических средств защиты растений запрещено. Поэтому для этих целей предприятие использует в севообороте черный пар, в период которого поля многократно механически обрабатываются — проводятся дискование, культивация и боронование.

На посевах предприятия многие заболевания, в частности, сетчатые пятнистости, септориоз колоса, ржавчины, мучнистые росы, не переходят критического порога вредоносности, корневые гнили в течение последних лет не фиксировались по причине недостаточного количества влаги в период вегетации растений. Сегодня хозяйство ведет активный поиск препаратов и технологий, которые бы позволили работать превентивно с болезнями и вредителями.

Необходимо отметить, что поля предприятия были обследованы сотрудниками ФГБНУ «ВНИИ биологической защиты растений», которые провели отбор почв на полях предприятия для изучения почвенной микробиоты с целью понять, что происходит в ней в результате многолетнего возделывания сельскохозяйственных культур в соответствии с самыми строгими стандартами органического земледелия, поскольку почва — один из важнейших ресурсов получения высококачественного урожая. Итоги проведенного микробиологического анализа показали, что почва не потеряла свое плодородие за последние 10 лет [5]. Следовательно, систему органического производства экологически безопасной продукции можно отнести к устойчивому земледелию с восполняемым ресурсом, несущим реальную пользу людям и экосистемам.

Отмеченные положительные результаты по почвенному плодородию необходимо постоянно уточнять, отслеживать динамику изменения показателей свойств почвы и продукции. Отмеченные тенденции по постоянству и даже некоторому увеличению содержания органического вещества, наблюдаемое на полях ООО «Эфирмасло», могут происходить за счет запашки соломы от зерновых культур. Кроме того, при выращивании растений с глубокой корневой системой и высокой растворяющей способностью, например, ржи и лаванды, возможен переход труднодоступных фосфатов и части необменного калия в обменную форму по мере истощения запасов этих элементов. Однако, это надо доказывать исследованиями по массопереносу фосфора. Объяснить данный факт можно также тем, что почва при выращивании таких культур, может подкисляться вследствие выделения ионов водорода из корневых волосков в корнеобитаемый слой.

Почвы на полях предприятия представлены преимущественно карбонатными черноземами, характеризующимися высокой биологической активностью, поэтому увеличение содержания в них подвижного фосфора можно объяснить его переходом из органических соединений в минеральную форму. Как правило, черноземы южные карбонатные содержат 148 мг / 100 г почвы валового фосфора и 75 мг / 100 г почвы — органического, то есть 50,7% от количества первого. Растительные остатки также богаты этим элементом, который переходит в доступную форму после минерализации их микрофлорой. Кроме того, черноземы относятся к почвам с большим запасом необменного и обменного калия и с хорошей подвижностью первого.

Проект реализуется на территории села Русаковка, в Белогорском районе Республики Крым. Площадь обрабатываемых земель составляет 807 га, из них – 288 га пашня, 519 га многолетние насаждения лаванды. За период с 2011 по 2014 годы произведено 1269 тонн органического зерна. Урожаи 2011-2014 были реализованы третьим лицам в виде зерна, урожай 2017 года был переработан на органик-продукт (мука, крупа и др. продукцию) для российских потребителей. Ведется поиск партнеров. Также за период с 2011 по 2014 годы выращено 1928 тонн органического сырья лаванды и 3750 тонн органического сырья шалфея мускатного [6]. Эфиромасличные растения на данном этапе развития предприятия являются основной культурой, дающей максимальный доход.

Результаты исследования в рамках выполнения данного проекта поможет участнику агропромышленного биотехнологического кластера Республики Крым ООО «Эфирмасло» в ближайшей перспективе расширить рынки сбыта и увеличить объем производства органик-сертифицированных эфирных масел в Республике Крым.

1.2 Объекты и методы исследования

      1. Объекты исследования

Лаванда. Ботаническая характеристика.

Лаванда настоящая, лаванда узколистная (Lavandula officinalis Chaix., Lavandula vera D.C., Lavandula angustifolia Moench.) родом из Средиземноморья. Представляет собой небольшой кустарник с фиолетово-голубыми цветками, из которых паровой дистилляцией или обработкой растворителями получают эфирное масло.

Существуют несколько подвидов настоящей лаванды, растущих в определенных регионах и предпочитающих определенную высоту над уровнем моря. Эфирное масло из них различается по ароматическим свойствам и химическому составу и, в конечном счете, по качеству.

Lavandula officinalis Chaix. var. delphinensis Jord. Невысокая форма, растущая до высоты 1300 м над уровнем моря. Из-за способности расти на большой высоте иногда называется «горная лаванда». Из этой разновидности производят масло высшего качества.

Lavandula officinalis Chaix. var. fragrans Jord. Средняя по высоте форма, растущая до высоты 500 м над уровнем моря. Дает масло более низкого качества, но вполне удовлетворяющее коммерческим потребностям.

Исследование проведено на полях, где выращивают лаванду (Lavandula angustifolia Mill. ). В государственный реестр селекционных достижений, допущенных к использованию (2017 год) были внесены следующие сорта лаванды с кодами:

  • код 8557222 сорт Вдала с 2014 года,
  • код 5800510 сорт Вознесенская 34 с 1962 года,
  • код 8557223 сорт Изида с 2014 года,
  • код 7402260 сорт Ранняя с 1980 года,
  • код 8703965 сорт Синева с 2014 года,
  • код 5800137 сорт Степная с 2014 года,
  • код 9801073 сорт Южанка с 1998 года.

Кроме того, исследования проведены и с использованием пшеницы. Изучена пшеница мягкая озимая (Triticum aestivum L.), сорт Есаул, внесена с 2006 года в Государственный реестр селекционных достижений, допущенных к использованию (код №9705649).

В наших исследованиях на полях ООО «Эфирмасло» был использован сорт лаванды Степная.

Шалфей мускатный (лат. Salvia sclarea) – полукустарник, вид рода Шалфей (Salvia) семейства Яснотковые (Lamiaceae). Ботаническая характеристика – полукустарник высотой 100-120 см. Стебель прямой, простой, длиннее соцветия, опушены курчавыми волосками с примесью стебельчатых желёзок. Нижние и средние стеблевые листья длиной 5,5—32 см, шириной 5—22 см, яйцевидные или яйцевидно-продолговатые, острые или туповатые, по краю выгрызенно-зубчатые, морщинистые, длинночерешковые; прикорневые мельче, рано свёртываются и засыхают; верхние стеблевые меньше средних, на укороченных черешках; прицветные — широкояйцевидные, сидячие, стеблеобъёмлющие, коротко заострённые. Соцветия метельчато-разветвлённые, реже простые или слабо ветвистые, с 2 – 6- цветочными ложными мутовкамичашечка длиной 10-12 мм; венчик в два-три раза длиннее чашечки, розоватый, белый или сиреневый, верхняя губа серповидная, нижняя — с широко обратнояйцевидной средней лопастью и продолговатыми, обычно скрученными боковыми лопастями. Орешки бурые, эллипсоидальные, длиной 2—3 мм, сетчато-морщинистые. Цветёт в июне — сентябре. Плоды созревают в августе — сентябре. В надземной части растения содержится эфирное масло (масло мускатного шалфея), выход его из соцветий составляет 0,1—0,3 % (на сырую массу). Эфирное масло представляет собой бесцветную или слегка желтоватую жидкость с очень своеобразным приятным запахом, напоминающим запах амбрыапельсина и бергамота. Главной составной частью эфирного масла являются сложные эфиры (50—77 %), среди которых ведущее место занимает линалилацетат, в масле содержатся также линалооллиналилфорнисатα- и β-пиненкамфенмирценлимоненβ-оцименn-цимолаллооцимен, свободные органические кислоты — муравьинаяуксусная и др.; обнаружены также сесквитерпеновые, ди- и тритерпеновые углеводороды. В плодах содержится до 31 % (на абсолютно сухую массу) быстро высыхающего жирного масла, основным компонентом которого является линолевая кислота; по качеству масло близко тунговому маслу. В корнях содержатся кумарины.

В соцветиях и листьях имеются ароматические смолыорганические кислоты – муравьиная и уксусная, сапонины, флавоноиды. Шалфей обладает антибактериальными свойствами, содержит фитонциды.

Кумарины из корней обладают противоопухолевым действием [24], играют большое значение также другие вещества для применения таких компонентов в пищевой, фармацевтической промышленности, ароматерапии, химической промышленности и других областях.

Сорта шалфея мускатного, рекомендованные для выращивания в Крыму, имеют промышленное значение, но перечень сортов недостаточно широк [25]:

https://niishk.ru/attachments/Image/image016.jpg?template=generic Сорт С 785

 Автор З.Г.Майченко

Выделен методом индивидуального отбора на посевах образца С-27 (крымский дикорастущий).

Сорт среднеспелый, цветение в 1-1 и 2-й годы вегетации. По данным конкурсного сортоиспытания урожайность соцветий 69,0 ц/га, массовая доля эфирного масла – 0,39%, сбор эфирного масла  – 27,1 кг/га. Сорт зимостойкий, засухоустойчивый.

https://niishk.ru/attachments/Image/image010.jpg?template=generic Сорт Ай-Тодор

Авторы: Л.Ф.Савченко, В.А.Чумак, Н.И.Иванова

Сорт выведен путем скрещивания экспериментально полученных полиплоидных форм сорта С-785 и сортообразца С-87 и последующего индивидуального отбора на инфекционном фоне высокопродуктивных генотипов, устойчивых к черной корневой гнили.

Сорт полиплоидный, двулетний, скороспелый. По данным конкурсного сортоиспытания урожайность соцветий 151,9 ц/га, массовая доля эфирного масла – 0,39%, сбор эфирного масла  – 60,0 кг/га. Сорт зимостойкий, засухоустойчивый, устойчивый к черной корневой гнили.

https://niishk.ru/attachments/Image/image012.jpg?template=generic Сорт Тайган

Авторы: Л.Ф.Савченко, Л.П.Зобенко, В.О.Чумак

Сорт создан путем индивидуально-семейного отбора из гибридной популяции   С-785 х С-87

Сорт среднеспелый, двулетний. По данным конкурсного сортоиспытания урожайность соцветий 150,7 ц/га, массовая доля эфирного масла – 0,31%, массовая доля склареола в сыром сырье – 0,60%, сбор эфирного масла  – 60,0 кг/га. Сорт зимостойкий, засухоустойчивый.

https://niishk.ru/attachments/Image/image014.jpg?template=generic Сорт Крымский поздний

 Авторы: Л.П.Зобенко, В.С.Игнатов

Сорт создан путем отбора позднеспелых биотипов в потомстве от однократного самоопыления сорта С -785.

Сорт среднеспелый, двулетний. По данным конкурсного сортоиспытания урожайность соцветий 217,9 ц/га, массовая доля эфирного масла – 0,29%, сбор эфирного масла  – 54,1 кг/га.

https://niishk.ru/attachments/Image/image016.jpg?template=generic Сорт Орфей

Авторы: Л.Ф.Савченко, В.А.Чумак

Сорт создан путем индивидуального отбора из коллекционного образца среднеазиатского происхождения продуктивной формы с высоким содержанием склареола в сырье.

Сорт среднеспелый, двулетний. По данным конкурсного сортоиспытания урожайность соцветий 166,7 ц/га, массовая доля эфирного масла – 0,375% на сырую массу соцветий, 1,593% – на абсолютно сухую массу, сбор эфирного масла  – 62,5 кг/га, массовая доля склареола в сырье – 0,84%.

Растения компактные, густооблиственные с хорошо развитыми 4-5 соцветиями. Стебель ветвистый, прямостоячий, среднеопушенный.

Характеристика полей ООО «Эфирмасло» представлена на рисунке 8 и таблице 1.

Таблица 1 – Характеристика полей ООО «Эфирмасло»

Поле Площадь, га Поле Площадь, га Поле Площадь, га
55 44,9 167 2,95 159 5,7
49 35,3 56 6,0 38 20,6
177 20,5 31/1 28 30/2 22,35
29/2 23,3 30/1 23,0 29/1 23,0
29/3 23,3 30/3 25,35 31/2 28,0
63 24,7 65 26,6 175 40,0
4 10,0 1 10,0 100/2 16

word image 642 Оценка влияния пространственного варьирования свойств почвы на продукционный процесс и качество продукции в севообороте хозяйства, аккредитованного по международным стандартам «Органик»

Рисунок 8 – Схема полей ООО «Эфирмасло» для обследования

1.2.2 Методы исследования

Проведено изучение следующих показателей:

Окраска почвы – зависит от входящих в нее соединений. Гумусовые вещества придают черный цвет и темно-коричневый, оксиды кремния, СаСО3 – светлый, оксид железа – красный.

Гранулометрический состав: легкие (песчаные и супесчаные), средние (легко и среднесуглинистые) и тяжелые. Механические элементы – фракции по размерам: более 1 мм – каменистая часть, менее 1 мм – мелкозем. В мелкоземе 1,0 – 0,01 мм – это физический песок, менее 0,01 мм – это физическая глина, менее 0,0001 мм – коллоиды. Комочки более 10 мм – глыбистая структура, 0,25-10 мм – это макроструктура, менее 0,25 мм – микроструктура.

Органическое вещество почвы – неразложившиеся остатки растений, микроорганизмов и гумус. В состав гумуса входят гуминовые и фульвокислоты и др. органические вещества.

Плотность твердой фазы – отношение массы твердой фазы почвы (почвенных частиц определенного объема к массе того же объема воды при 4оС). Плотность твердой фазы минеральных почв 2,4-2,8 г/см3. Торфяных 1,4-1,8 г/см3.

Плотность почвы – отношение массы абсолютно сухой почвы, взятой без нарушения природного сложения, к ее объему. Она характеризует плотность сложения почвы и степень ее рыхлости. Для гумусовых горизонтов плотность почвы 0,9-1,3 г/см3.

Пористость общая – суммарный объем пор между почвенными частицами и комочками почвы, выраженный в % к общему объему почвы. Она подразделяется на капиллярную и некапиллярную. Капиллярная пористость – объем всех мельчайших пор (менее 0,1мм), заполняемых водой. Капиллярные поры сосредоточены внутри почвенных агрегатов и удерживают доступную растениям влагу. Оптимально: общая пористость 55%, капиллярная 30%, некапиллярная 25%.

Водоудерживающая способность почвы – свойство удерживать от стекания под действием капиллярных и сорбционных сил то или иное количество влаги. Она характеризуется величинами гигроскопической влажности и влагоемкости. Влага, поглощенная почвой из воздуха, называется гигроскопической. Наибольшее количество парообразной воды может поглотить почва, если насыщенность воздуха водяными парами 100%. Эта величина называется максимальной гигроскопичностью. Гигроскопическая вода недоступна для растений.

ГОСТ 26205-91 Почвы. Определение подвижных соединений фосфора и калия по методу Мачигина в модификации ЦИНАО [7].

ГОСТ 26423-85. Почвы. Методы определения удельной электрической проводимости, рН и плотного остатка водной вытяжки [8].

Наблюдения, анализы и учеты проводились согласно общепринятым методам полевых и лабораторных исследований по почвоведению.

Изучали следующие характеристики почвы в соответствии с НТД [9]:

– плотность твердой фазы почвы – пикнометрически (А.Ф. Вадюнина, З.А. Корчагина, 1986);

– общая порозность – методом расчета по Н.А. Качинскому (А.Ф. Вадюнина, З.А. Корчагина, 1986);

– общая и гигроскопическая влажность почвы – термостатно-весовым методом (А.Ф. Вадюнина, З.А. Корчагина, 1986);

– гранулометрический состав – методом пипетки Качинского с предварительной пирофосфатной обработкой (А.Ф. Вадюнина, З.А. Корчагина, 1986);

– гранулометрический показатель структурности «Кг» по А.Ф. Вадюниной (А.Ф. Вадюнина, З.А. Корчагина, 1986):

для гумусных почв Кг=(И+МП/СП+КП)·100%;

для малогумусных почв Кг=(И/МП+СП+КП)·100%,

где И – содержание ила,

МП – содержание мелкой пыли (0,001-0,005 мм), %;

СП – содержание средней пыли (0,005-0,01мм), %; КП – содержание крупной пыли (0,01-0,05 мм), %;

– структурно-агрегатный состав почвы – по методу Н.И. Саввинова – сухое и мокрое просеивание (А.Ф. Вадюнина, З.А. Корчагина, 1986);

Показатели гумусного состояния почвы:

– содержание общего гумуса (Г) – по ГОСТ 26213-91 в образцах почвы из генетических горизонтов и непосредственно в воздушно-сухих и водоустойчивых агрегатах размером: 3-1 мм, 1-0,5 мм, 0,5-0,25 мм [10],

Агрохимические свойства:

– рН – в 1,0 М KCl вытяжке (ГОСТ 26483-85) [11];

– рН водной вытяжки – потенциометрическим методом [8].

Экспериментальные данные были обработаны методами математической статистики (Доспехов, 1985) [12] с использованием программных средств Microsoft Office EXCEL, STATISTICA 6.0. Оценку корреляционной зависимости проводили по шкале Чеддока (Кремлев А.Г., 2001): 0,1-0,3 – слабая; 0,3-0,5 – умеренная; 0,5-0,7 – заметная; 0,7-0,9 – высокая; 0,9-0,99 – весьма высокая [13].

Определение показателей качества зерна пшеницы – по ГОСТ Р 54078. Пшеница кормовая. Технические условия [14].

Испытания биологических образцов методом термического анализа по методике [15].

Элементный анализ образцов почвы и биологических объектов методом сканирующей электронной микроскопии. Сканирующая электронная микроскопия (СЭМ) позволяет одновременно получать электронные микрофотографии, определять химический состав, благодаря рентгеновской приставке – детектору EDS. Сканирующий электронный микроскоп визуализирует поверхность при различном увеличении. Полученные микрофотографии дают информацию о качественном и количественном составе. В наших исследованиях использован сканирующий электронный микроскоп COXEM EM-30AX PLUS (Корея), источник электронов – электронная пушка с термоэлектронным типом эмиссии, оснащенная эмиттером на основе вольфрамовой нити накаливания (W). Микроскоп имеет 2 режима режимы работы вакуумной системы: высокий и низкий вакуум, оснащен тремя детекторами: SE (для получения изображения с информацией о морфологии поверхности.), BSE (для получения изображения с информацией о вариациях состава на основе контраста по среднему атомному номеру), EDS (для элементного анализа состава образцов). Преимуществом данного микроскопа по сравнению с аналогами является возможность проводить анализ без дополнительной специальной пробоподготовки.

Методом ближней инфракрасной спектроскопии (БИК) проведен анализ качества пшеницы, почвы. В наших исследованиях использован инфракрасный анализатор SpectraStar XT, который способен делать быстрый и точный анализ основных показателей качества сельскохозяйственных (зерно, корма, комбикорма, комбикормовое сырьё и т.д.) и пищевых (мясное сырье, полуфабрикаты, колбасные изделия, сыры, масло, печенье, и т.д.) продуктов. Методом БИК – анализа можно определять такие показатели, как влага, клетчатка, зола, крахмал и другие (в том числе аминокислоты в сырье).

Прибор SpectraStar серии XT – это автономный прибор, используемый для анализа размолотых и неразмолотых, жидких и пастообразных продуктов. Он откалиброван по стандартам отражения NIST (Американский Национальный Институт Стандартов) и произведен в соответствии с технологией TAS. Технология использует при производстве приборов только высококачественные комплектующие и настройку приборов по первичным стандартным образцам (SRM). Прибор работает в диапазоне до 2600 нм, что дает возможность качественно определять такие вещества, как аминокислоты, лигнин, протеин и клетчатка. Сканирующий монохроматор с предварительным разложением излучения в спектр. Режим измерения спектра: отражение или пропускание. Источник света: предварительно настроенная галогеновая лампа со сроком службы 10000 часов. Дифракционная решетка: голографическая решетка для работы в диапазоне 1100 – 2600 нанометров. Интервал между точками спектра: 1 нанометр. Число точек спектра: 1500. Ширина полосы: 10 +/-0.3 нм. Фотометрический диапазон: 3.0 Abs. Время сканирования: менее 0.8 секунд на сканирование. Время анализа: 10 – 60 секунд. Точность установки длин волн: менее 0.1 нм. Уровень шумов в диапазоне 1100-2600 нм: менее 20 микроединиц оптической плотности. Система включает в себя компьютер, прибор управляется оператором. Продолжительность анализа составляет около 1 минуты. Результаты анализа отображаются на экране автоматически, что позволяет без дополнительных действий оператора сравнивать результаты анализа нескольких последних образцов, передавать результаты анализа по сети или распечатывать на принтере.

Химический состав масла лаванды (Lavandula angustifolia Mill.) – по ГОСТ ISO 3515-2017 [16].

Химический состав масла шалфея – по ГОСТ 31791-2017. Эфирные масла и цветочно-травянистое эфиромасличное сырье. Технические условия [26].

Качество зерна пшеницы – по ГОСТ 9353-2016. Пшеница. Технические условия [17].

Контроль содержания пестицидов – по ГОСТ 32689.1-2014[18].

2 РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

2.1 Исследование эколого-химического состояния почв полей ООО «Эфирмасло»

На основании проведенных почвенных исследований по определению концентраций подвижного фосфора, калия (рисунок 9) установлено, что 80% почв полей хозяйства имеют очень низкое и низкое содержание подвижного форфора (рисунок 9а), при достаточно высоком содержании калия (рисунок 9б).

word image 643 Оценка влияния пространственного варьирования свойств почвы на продукционный процесс и качество продукции в севообороте хозяйства, аккредитованного по международным стандартам «Органик» word image 644 Оценка влияния пространственного варьирования свойств почвы на продукционный процесс и качество продукции в севообороте хозяйства, аккредитованного по международным стандартам «Органик»
а) б)

Рисунок 9 – Распределение полей по содержанию подвижного фосфора (а) и обменного калия (б) в почвах полей ООО «Эфирмасло»

При этом на 65% полей почвы сильнокислотные, а 35% полей – это среднекислотные почвы. Эти результаты подтверждены данными, полученными нами в 2019 и 2020 году, а также коррелируют с данными агрохимического обследования полей в 2017 году ФГБУ «Центр агрохимической службы «Крымский».

Как отмечалось ранее, основной проблемой на полях ООО «Эфирмасло» остается критически низкая концентрация фосфора. Сегодня, к сожалению, нет хороших, разрешенных к использованию в органическом земледелии, фосфорсодержащих препаратов. Внесение азот- и фосфорфиксирующих бактерий не принесло никаких результатов в связи с малым содержанием влаги в почвах в момент их применения.

Рекомендация: надо применять препараты сразу же после дождей, применять новые препараты, основанные на сорбции фосфатов на органических остатках биомассы лаванды, рыбную муку.

Основу системы питания сельскохозяйственных культур в ООО «Эфирмасло» составляет естественное плодородие земель, а улучшение их структуры, влияние на изменение агрохимических показателей, связанных, прежде всего, с переводом фосфора в доступное состояние, осуществляется при помощи внесения органических остатков с применением деструкторов стерни и немедленной их заделкой в почву. Помимо этого, практикуются листовые подкормки в период вегетации растений препаратами, разрешенными и согласованными с органами сертификации «Organic» (приложение 2).

Как правило, урожайность на сельскохозяйственных предприятиях, реализующих принципы органического земледелия, обычно в первые пять лет существенно меньше, чем там, где используется традиционное земледелие. Однако после грамотного подбора сортов, схем и доз применения природных подкормок продуктивность культур и качество зерна оказываются на уровне традиционного земледелия. Например, на полях данного предприятия урожайность пшеницы составляет 20–35 ц/га, а ее зерно соответствует III классу. Содержание клейковины составляет 24–28%, белка — 11,5–13%, ИДК — 70–90 единиц. Это подтверждается результатами 2019 года и 2020 года, приведенными в последующих разделах отчета.

После сбора зерна следующей стадией является хранение зерна, и доведение полученного зерна до товарной кондиции по чистоте. При обнаружении значительного количества сорных примесей необходимо проводить многократную доочистку сырья на семяочистительных машинах. Но далеко не всегда полученный результат удовлетворяет специалистов, а объем отходов может превышать 20% от собранного урожая.

Серьезной проблемой является хранение продукции и борьба с амбарными вредителями. Применение частой механической перекидки зерна и продувание буртов с помощью вентиляционного устройства лишь на время сдерживают заражение сырья долгоносиком и амбарной молью. По этой причине подобные операции приходится проводить многократно. Хранение готовой продукции в органическом сельском хозяйстве, как известно, также жестко регламентируется. К примеру, обработка складов может осуществляться только препаратами природного происхождения, например, гашеной известью, что не всегда эффективно.

Рекомендации: использовать, разработанный в РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева, способ обработки с использованием озонатора «ТРИОФОН», который вырабатывает озон, а также универсальный отпугиватель крыс, мышей, насекомых и других вредителей.

В 2020 году проведен отбор проб образцов почвы для проведения последующих аналитических определений (акт отбора образцов, рисунок 10, приложение 3).

word image 645 Оценка влияния пространственного варьирования свойств почвы на продукционный процесс и качество продукции в севообороте хозяйства, аккредитованного по международным стандартам «Органик»

Рисунок 10 – Акт отбора образцов почвы

Оценка содержания фосфора и калия в почвах полей ООО «Эфирмасло».

Приводим результаты агрохимического анализа почв ООО «Эфирмасло», которые были получены в 2017 году ФГБУ «Центр агрохимической службы «Крымский». Установлено, что из 423,6 га обследованных площадей 100,8 га (или 23,8%) имеют содержание подвижных фосфатов до 11 мг/кг почвы; 236,3 га (или 55,8%) – 11- 15 мг/кг; 71,8 (или 17,0%) – 16 – 30 мг/кг почвы; 3,0 га (или 0,7%) – 31 – 45 мг/кг; 5,7 га (или 1,3%) – 46-60 мг/кг; 6 га (или 1,4 %) – более 60 мг/кг. Среднее значение подвижного фосфора составляет всего лишь 15 мг/кг почвы.

Анализ подвижного фосфора в почвах ООО «Эфирмасло» в 2019 г. С учетом того, что содержание подвижных форм фосфора из расчета Р2О5 мг/100 г почвы (карбонатных черноземов по Мачигину) считается очень низким при концентрации < 1, низким – при 1,0 – 1,5; средним – при 1,5 – 3,0; повышенным – при 3,0 – 4,5; высоким – при 4,5 – 6,0; и очень высоким – при > 6,0. По результатам проведенных исследований на полях ООО «Эфирмасло» содержание подвижного фосфора является очень низким. Так на поле №4, где выращивают пшеницу по технологии органического земледелия, концентрация подвижного фосфора в почве составляет 7,5 мг/кг почвы, а по традиционной технологии (поле №21) – 4 мг/кг почвы. На полях №175 и №179, где выращивают лаванду 25 лет содержание подвижного фосфора составляет 6,5 и 7,5 мг/кг соответственно. Для полей №1 и №100/2 с лавандой, выращиваемой с 2005 года содержание фосфора 1,5 и 2,0 мг/кг почвы соответственно.

Анализ подвижного фосфора в почвах ООО «Эфирмасло» в 2020 г.

В качестве примера ниже представлены результаты определения концентрации подвижного фосфора на поле №38 (рисунке 11). Остальные результаты по другим полям представлены в приложении 3. Необходимо отметить, что минимальное значение для подвижных фосфатов в образцах составило 10 мг/кг, максимальное значение – 31 мг/кг, что подтверждает наши экспериментальные данные 2019 года и результаты наших крымских коллег, свидетельствующие о низком содержании подвижного фосфора в образцах почвы полей ООО «Эфирмасло».

Вывод: в почвах на полях ООО «Эфирмасло» очень низкое содержание подвижного фосфора. С 2017 года по 2020 год отмечена тенденция к снижению подвижного фосфора в почве на исследованных полях.

word image 646 Оценка влияния пространственного варьирования свойств почвы на продукционный процесс и качество продукции в севообороте хозяйства, аккредитованного по международным стандартам «Органик»

Рисунок 11 – Содержание подвижного фосфора в почве поля №38, 2020 год.

Рекомендации: 1. Необходимо проводить комплекс мероприятий по насыщению почвы фосфором, например, используя насыщение (сорбцию) растворимыми фосфатами органической биомассы, которую получают после отгонки эфирного масла лаванды и шалфея (как органический сорбент). 2. Использовать ресурсы рыбоперерабатывающих предприятий Крыма, расположенных в Керчи, Судаке и других городах Крымского полуострова. 3. Использовать птичий помет, имеющий кислую реакцию среды для перевода нерастворимого фосфора из почв в растворимое состояние.

Для оценки дополнительного внесения фосфора в почвы органического хозяйства цели нами проведен повторный анализ 12 образцов рыбной муки в 2020 году на содержание основных компонентов и фосфора компонентов в рыбной муке (рисунок 12), который коррелирует с данными 2019 года.

word image 647 Оценка влияния пространственного варьирования свойств почвы на продукционный процесс и качество продукции в севообороте хозяйства, аккредитованного по международным стандартам «Органик»

Рисунок 12 – Результаты химического состава рыбной муки

Рыбная мука содержит в своем составе около 3,7-4,4 % фосфора, в ней небольшое количество азота – около 1 %. Недостатком является достаточно высокая концентрация кальция – более 4%, но в то же время в рыбной муке есть органические компоненты и другие макро- и микроэлементы. Таким образом, применение рыбной муки может быть рекомендовано для использования в качестве природного удобрения для органического земледелия при согласовании с контролирующими экспертами.

Кроме того, нами был проведен химический анализ куриного помета и показана возможность применения его как кислого компонента на карбонатных черноземах для снижения рН и увеличения подвижности фосфора. Результаты одного их вариантов птичьего помета представлены в таблице 2. Как следует из полученных данных помет имеет кислую реакцию среды около 5,4. В составе помета отмечено высокое количество общего азота – более 10%, аммонийного азота – 3,5-4,2 г/кг, фосфора – 3,5-4,2%, калия общего – более 3%, другие важные для почвы и растений компоненты. Таким образом, птичий помет от органических птицеводческих хозяйств может быть использован как источник азота, фосфора и калия.

Таблица 2 – Количественные химические характеристики птичьего помета

Определяемые

показатели

Ед.

изм..

Результат* Характериcтика

погрешности, ∆

Метод испытаний
рН Ед. рН 5,4 ±0,2 ГОСТ 26483
Зольность* % 12,8 ±0,4 ГОСТ 26714
Органическое вещество* (потери при прокаливании) % 87,2 ±0,5 ГОСТ 26714
Аммонийный азот мг/кг 3773,1 ± 282,9 ГОСТ 26716
Нитратный азот мг/кг 6,9 ±0,5 ГОСТ 26488
Азот общий* % 10,1 ± 0,6 ГОСТ 26715
Фосфор общий* % 3,77 ± 0,2 ГОСТ 26717
Калий общий* % 3,13 ± 0,1 ГОСТ 26718
Массовая доля влаги % 74,4 ± 0,5 ГОСТ 26713

 

* показатели представлены % на сухое вещество

Результаты исследований 2017 года, проведенные ФГБУ «Центр агрохимической службы «Крымский», показали, что из 423,6 га обследованных площадей 47,1 га (или 11,1 %) имеют содержание обменного калия на уровне 101-200 мг/кг почвы; 316,9 га (или 74,8 %) – 201- 300 мг/кг; 44,9 (или 10,6 %) – 301 – 400 мг/кг почвы; 3,0 га (или 0,7%) – 401 – 600 мг/кг; 11,7 га (или 2,8 %) – более 600 мг/кг. Среднее значение содержания обменного калия составляет 274 мг/кг почвы, минимальное значение – 195 мг/кг почвы, максимальное – 322 мг/кг почвы.

Исследования и химический анализ обменного калия в почвах в 2019 году подтвердили результаты 2017 года. С учетом того, что содержание обменного калия в почвах из расчета К2О мг/кг почвы (карбонатных черноземов по Мачигину) считается очень низким при концентрации < 55, низким – при 55 – 100; средним – при 100 – 200; повышенным – при 200 – 300; высоким – при 300 – 400; и очень высоким – при > 400. По результатам проведенных исследований на полях ООО «Эфирмасло» содержание обменного калия является средним и повышенным. Эти выводы подтвердились результатами 2020 года при обследовании всех полей хозяйства. В качестве примера на рисунке 13 представлены данные по содержанию обменного калия в почве поля №38 (см. Приложение 4).

word image 648 Оценка влияния пространственного варьирования свойств почвы на продукционный процесс и качество продукции в севообороте хозяйства, аккредитованного по международным стандартам «Органик»

Рисунок 13 – Содержание обменного калия в почве поля №38

Минимальное значение этого показателя для поля №38 составляет 215 мг/кг, а максимальное – 335 мг/кг.

Остановимся еще на одном из основных показателей при оценке почв, который был определен в 2017 году ЦАС «Крымский», – это содержание органического вещества. Специалистами центра было установлено, что из 423,6 га обследованных площадей по содержанию органического вещества на всех наблюдается концентрация органического вещества более 4,0 %. Среднее значение составляет 4,47 %. Минимальное значение – 4,09 %, максимальное – 5,64 %. На обследованных в 2019 году полях нами было определено, что концентрация органического вещества составляет 4,65±0,34%. Эти данные коррелируют с ранее проведенными исследованиями, и плодородие почвы по органическому веществу за эти годы не снижается. В 2020 году в результате наших испытаний установлены концентрации органического вещества для всех полей органического хозяйства. В качестве примера на рисунке 14 представлены результаты для поля №38.

word image 649 Оценка влияния пространственного варьирования свойств почвы на продукционный процесс и качество продукции в севообороте хозяйства, аккредитованного по международным стандартам «Органик»

Рисунок 14 – Содержание органического вещества в почве поля №38

Следует отметить, что для данного поля показатель по содержанию органического вещества варьирует и имеются вкрапления, как это видно из карты, более 6%. Другие данные по остальным обследованным полям по показателю – органическое вещество – представлены в приложении 4 и зарегистрированной базе данных.

Представляет практический интерес содержание в почве полей других химических элементов. Ниже приведены максимальные и минимальные значения концентраций химических элементов (мг/кг), а более подробные сведения и картограммы представлены в приложении 4:

О 37,7 – 47,2 Са 2,5 – 44,9
Si 1,35 – 24,7 C 4,4 – 31,8
Fe 0,2 – 9,9 Al 0,4 – 7,3
Ti 0,05 – 0,8 Mg 0,05 – 0,8
P 0,05 – 0,12 Mn 0,05 – 0,4
S 0,05 – 0,1 Cl 0,05 – 0,4
Cu 0,05 – 1,6 Na 0,05 – 0,3
F 0,05 – 0,06 Zn 0,05 – 1,4

Необходимо отметить, что почвы богаты по макро- и микроэлементному составу. Во всех образцах присутствует титан, который является аналогом кремния, но двуокись титана также производят на химическом заводе в Красноперекопске. В почвах хозяйства фиксируется медь, которая, вероятно, может накапливаться от обработок в Крыму медным купоросом или другими медьсодержащими препаратами виноградников и других растений.

В 2020 году в образцах почв разных полей установлено, что их рН находится в интервале 7,4 – 8,65.

Вывод: почвы всех исследованных полей имеют щелочную реакцию среды.

Результаты исследования агрегатного состава почвы полей ООО «Эфирмасло», обследованных в 2020 году представлены на рисунке 15.

word image 650 Оценка влияния пространственного варьирования свойств почвы на продукционный процесс и качество продукции в севообороте хозяйства, аккредитованного по международным стандартам «Органик»

word image 651 Оценка влияния пространственного варьирования свойств почвы на продукционный процесс и качество продукции в севообороте хозяйства, аккредитованного по международным стандартам «Органик»

word image 652 Оценка влияния пространственного варьирования свойств почвы на продукционный процесс и качество продукции в севообороте хозяйства, аккредитованного по международным стандартам «Органик»

word image 653 Оценка влияния пространственного варьирования свойств почвы на продукционный процесс и качество продукции в севообороте хозяйства, аккредитованного по международным стандартам «Органик»

word image 654 Оценка влияния пространственного варьирования свойств почвы на продукционный процесс и качество продукции в севообороте хозяйства, аккредитованного по международным стандартам «Органик»

word image 655 Оценка влияния пространственного варьирования свойств почвы на продукционный процесс и качество продукции в севообороте хозяйства, аккредитованного по международным стандартам «Органик»

word image 656 Оценка влияния пространственного варьирования свойств почвы на продукционный процесс и качество продукции в севообороте хозяйства, аккредитованного по международным стандартам «Органик»

word image 657 Оценка влияния пространственного варьирования свойств почвы на продукционный процесс и качество продукции в севообороте хозяйства, аккредитованного по международным стандартам «Органик»

word image 658 Оценка влияния пространственного варьирования свойств почвы на продукционный процесс и качество продукции в севообороте хозяйства, аккредитованного по международным стандартам «Органик»

word image 659 Оценка влияния пространственного варьирования свойств почвы на продукционный процесс и качество продукции в севообороте хозяйства, аккредитованного по международным стандартам «Органик»

word image 660 Оценка влияния пространственного варьирования свойств почвы на продукционный процесс и качество продукции в севообороте хозяйства, аккредитованного по международным стандартам «Органик»

word image 661 Оценка влияния пространственного варьирования свойств почвы на продукционный процесс и качество продукции в севообороте хозяйства, аккредитованного по международным стандартам «Органик»

word image 662 Оценка влияния пространственного варьирования свойств почвы на продукционный процесс и качество продукции в севообороте хозяйства, аккредитованного по международным стандартам «Органик»

word image 663 Оценка влияния пространственного варьирования свойств почвы на продукционный процесс и качество продукции в севообороте хозяйства, аккредитованного по международным стандартам «Органик»

word image 664 Оценка влияния пространственного варьирования свойств почвы на продукционный процесс и качество продукции в севообороте хозяйства, аккредитованного по международным стандартам «Органик»

Рисунок 15 – Агрегатный состав почв полей ООО «Эфирмасло»

Из полученных данных на 2 года исследований следует, что от 55 до 65% суммарно в почвах занимают частицы с размером 2-7 мм и менее 0,5 мм. От 7 до 18% – это частицы крупные, имеющие размер более 7 мм. От 23 до 33% – это суммарно частицы размером от 0,5 до 2 мм.

По полям, на которых выращивают пшеницу, можно отметить следующее:

1. Поле с ведением органического земледелия содержит меньше (в среднем на 15-20% мелких пылевидных частиц). Интенсивная обработка поля почвы под зерновые способствует лучшему удержанию влаги. В почве создаются более комфортные условия для корней растений и микроорганизмов, происходит на склонах меньше смыв плодородного слоя почвы вследствие ветров, дождей, талых вод.

2. На поле с органической системой земледелия меньше в 1,5-2 раза пустой породы из подстилающих горизонтов. При использовании технологий интенсивного земледелия выносится на поверхность больше подстилающей породы с низким почвенным плодородием.

3. На органическом поле почва по агрегатному состоянию имеет больше фракций частиц, которые обеспечивают плодородие почвы, они являются в свою очередь основой почвенно-поглощающего комплекса.

На основании двухлетних данных исследований по полям, на которых выращивают в течение многих лет лаванду, можно сделать следующие выводы:

1. Выращивание лаванды на почвах с высоким уровнем плодородия, а также многократная механическая обработка способствуют снижению количества крупных и мелких фракций.

2. Увеличивается в 1,4-1,6 раза доля средних фракций, обеспечивающих более высокое плодородие почвы.

3. При выращивании лаванды на одном месте постоянно более 25 лет количество крупных и мелких фракций уменьшается и повышается доля средних фракций, обеспечивающих плодородие почвы и являющихся основой почвенно-поглощающего комплекса.

Эти выводы подтверждается результатами термоаналитических исследований. На рисунках 16 представлены в качестве примеров термограммы исследования почв с разными фракциями частиц.

word image 665 Оценка влияния пространственного варьирования свойств почвы на продукционный процесс и качество продукции в севообороте хозяйства, аккредитованного по международным стандартам «Органик»

Рисунок 16 – Термограммы разных фракций почв полей №177 и №175

Для оценки спектральных характеристик почв и составления базы данных спектров нами применен метод БИК-анализа (приложение 1). На рисунке 17 представлены спектры почвы поля №175.

word image 666 Оценка влияния пространственного варьирования свойств почвы на продукционный процесс и качество продукции в севообороте хозяйства, аккредитованного по международным стандартам «Органик»

word image 667 Оценка влияния пространственного варьирования свойств почвы на продукционный процесс и качество продукции в севообороте хозяйства, аккредитованного по международным стандартам «Органик»

Рисунок 17 – БИК-спектр почв поля №175 фракция < 0,5 мм и 2-7 мм

Исследование максимальной гигроскопичности почвы.

Максимальная гигроскопичность почвы – важный показатель, особенно для засушливых территорий, какими являются почвы Крыма. Этот показатель характеризует наибольшее количество парообразной влаги, которое почва может поглотить из воздуха, насыщенного парами воды. Максимальная гигроскопичность тяжелых по гранулометрическому составу почв и почв с высоким содержанием органического вещества выше, чем почв легких и с низким содержанием органического вещества. На рисунке 18 представлены результаты по исследованию максимальной гигроскопичности почвы.

Рисунок 18 – Максимальная гигроскопичность почвы, %

В нашем случае максимальная гигроскопичность имеет наибольшие значения для полей №175, №1, №64, №65, №177, что коррелирует также с содержанием органического вещества почвы и агрегатным составом почвы по размерам частиц в слое почвы 0 – 20 см.

Термодинамическая характеристика почв. Для оценки термодинамических характеристик, содержания минеральных, органических компонентов и связанной воды проведено дальнейшее изучение почв полей с учетом распределения частиц почвы по размерам термоаналитическим методом. Определены энергии активации каждого из компонентов, кинетические константы скорости термического разложения каждого из компонентов, содержание компонентов в почве. Результаты по энергиям активации компонентов в зависимости от размеров частиц почвы представлены на рисунке 19.

word image 668 Оценка влияния пространственного варьирования свойств почвы на продукционный процесс и качество продукции в севообороте хозяйства, аккредитованного по международным стандартам «Органик»

word image 669 Оценка влияния пространственного варьирования свойств почвы на продукционный процесс и качество продукции в севообороте хозяйства, аккредитованного по международным стандартам «Органик»

Рисунок 19 – Термодинамическая характеристика почв полей 63 и 65

Исследование элементного состава образцов почвы

На рисунке 20 представлены результаты элементного анализа образцов почвы с поля №63, фракция менее 0,5 мм.

word image 670 Оценка влияния пространственного варьирования свойств почвы на продукционный процесс и качество продукции в севообороте хозяйства, аккредитованного по международным стандартам «Органик»

word image 671 Оценка влияния пространственного варьирования свойств почвы на продукционный процесс и качество продукции в севообороте хозяйства, аккредитованного по международным стандартам «Органик»

word image 672 Оценка влияния пространственного варьирования свойств почвы на продукционный процесс и качество продукции в севообороте хозяйства, аккредитованного по международным стандартам «Органик» Рисунок 20 – Агрегатный состав и суммарный спектр карты по химическим элементам для почвы поля № 63, < 0,5 мм

На рисунке 21 представлена карта распределения кальция и алюминия на поле №63, а на рисунке 22 – железа и титана.

word image 673 Оценка влияния пространственного варьирования свойств почвы на продукционный процесс и качество продукции в севообороте хозяйства, аккредитованного по международным стандартам «Органик»

Рисунок 21 – карта распределения кальция и алюминия на поле №63

Из полученных результатов видно, что элементный состав образцов почвы, отобранных с одного поля в апреле и в июле 2019 года, сохраняет свое постоянство. Как и отмечалось ранее в почве имеется в высоких концентрациях калий, который достаточно легко переходит в обменную форму. В концентрациях более 0,1% содержатся неметаллы – углерод, кислород и кремний, которые включены в силикаты или диоксид кремния, карбонаты и оксиды металлов.

word image 674 Оценка влияния пространственного варьирования свойств почвы на продукционный процесс и качество продукции в севообороте хозяйства, аккредитованного по международным стандартам «Органик»

Рисунок 22 – карта распределения железа и титана на поле №63

Из металлов в концентрациях более 0,1% присутствуют марганец, титан, магний, калий, алюминий, железо, кальций, высокие концентрации которых могут, в том числе определять щелочную реакцию среды. Высокими концентрациями металлов также определяется цветовая характеристика почв, отмеченная выше. Результаты по содержанию и карты по распределению химических элементов в почвах полей представлены в приложении 1 и 4 и опубликованы в зарегистрированной в Роспатенте базе данных.

Полученные нами данные по элементному анализу почвенных образцов подтвердили результаты 2019 года по полям №179 и №1. Отмечена близость концентраций химических элементов, а соответственно нахождение их в форме оксидов, карбонатов, силикатов, и частично, хлоридов и сульфатов. Из металлов в концентрациях более 0,1% присутствуют, титан, магний, калий, алюминий, железо, кальций, высокие концентрации которых определяют щелочную реакцию почвенного раствора. Высокими концентрациями металлов также определяется цветовая характеристика почв, отмеченная выше. В 2020 году в почве поля №1 присутствует такой важный микроэлемент как марганец, но в почве поля №179 марганец находится в концентрациях ниже предела обнаружения. Содержание кислорода и углерода практически одинаковое для этих двух полей, но на поле №179 более, чем в 1,5 раза больше кальция и титана, но существенно меньше алюминия. Более подробная информация по полям представлена на картах полей (приложение 4).

Также необходимо отметить, что в крупных фракциях частиц почвы размером 1-2 и 2-7 мм поля №63, основным компонентом является карбонат кальция, как это следует из рисунка 23.

word image 675 Оценка влияния пространственного варьирования свойств почвы на продукционный процесс и качество продукции в севообороте хозяйства, аккредитованного по международным стандартам «Органик» word image 676 Оценка влияния пространственного варьирования свойств почвы на продукционный процесс и качество продукции в севообороте хозяйства, аккредитованного по международным стандартам «Органик»

word image 677 Оценка влияния пространственного варьирования свойств почвы на продукционный процесс и качество продукции в севообороте хозяйства, аккредитованного по международным стандартам «Органик» Рисунок 23 – Микрофотографии образца почвы, поле №63, фракция 1-2 мм, белые частицы

Соотношение между кислородом, углеродом и кальцием однозначно свидетельствуют о наличии карбоната кальция.

Необходимо также отметить, что полученные данные подтверждают тот факт, что выращивание на полях хозяйства озимой пшеницы по технологии органического земледелия влияет на содержание макро- и микроэлементов в почве. Сравнительный элементный анализ агрегатов, одинаковых по размеру частиц, показывает, что концентрация углерода (органического вещества, а не входящего в состав карбонатов) в 2-3 раза выше по технологии «органик», чем при традиционном выращивании. При этом в технологии «органик» концентрация кремния ниже в 2,5 раза, кальция меньше в 1,5 раза, железа и алюминия меньше в 1,7 раза, чем в традиционных технологиях.

Полученные результаты по элементному составу почвы этого поля №100/2 представлен карбонатом кальция и наличием таких химических элементов как кремний, железо, алюминий в концентрации 1,9%, медь и цинк в достаточно высокой концентрации 1,4% и 1,0% соответственно, а также калий магний и титан. Важно отметить наличие в почве меди и цинка, которые оказывают положительное фунгицидное действие.

Эти результаты подтверждаются, если проанализировать минеральную составляющую почвы после отжига при температуре 950оС. Результаты элементного анализа почвы поля 63 после удаления сжиганием органической составляющей представлены на рисунке 24.

word image 678 Оценка влияния пространственного варьирования свойств почвы на продукционный процесс и качество продукции в севообороте хозяйства, аккредитованного по международным стандартам «Органик»

word image 679 Оценка влияния пространственного варьирования свойств почвы на продукционный процесс и качество продукции в севообороте хозяйства, аккредитованного по международным стандартам «Органик»

word image 680 Оценка влияния пространственного варьирования свойств почвы на продукционный процесс и качество продукции в севообороте хозяйства, аккредитованного по международным стандартам «Органик»

Рисунок 24 – Микрофотографии почвы поля №63 после ожига при Т=950 оС

Как следует из микрофотографий рисунка 24 и соотношения между химическими элементами, минеральная часть почвы представлена карбонатами, силикатами кальция, железа, алюминия, магния, натрия, хрома, титана и их оксидами. Обращает на себя внимание тот факт, что в минеральной части малое содержание фосфора и серы.

Таким образом, почвы полей ООО «Эфирмасло» представлены разнообразными химическими элементами, с преобладанием карбонатов, силикатов (оксида кремния), однако недостаточно сбалансированным составом, особенно по фосфору и сере, а для оптимизации соотношений и содержания компонентов в почве необходимо проводить соответствующие рекомендованные нами агрохимические мероприятия.

2.2 Исследование химического состава эфирного масла лаванды

Несмотря на пандемию короновируса COVID-19 по предварительным данным «Persistence Market» объем продаж в 2020 году не упал и сохранил позиции на уровне $80,0 млн. Это может быть связано и с тем, что лавандовое масло обладает антисептическим действием и, как ароматизатор, может через ароматические палочки распространяться в рабочих и бытовых помещениях, улучшая самочувствие человека и оказывая бактерицидное действие. Эта рекомендация была высказана в 2019 году и в 2020 году был получен патент на Способ ароматизации с использованием эфирного масла лаванды.

Содержание химических компонентов в эфирном масле лаванды, выращенной по традиционной технологии, составляет (%): α-пинен – 0,20; камфен -0,24; октен-3-ол – 0,94; мирцен – 0,77; карен – 0,69; 1,8-цинеол – 4,35; транс-оцимен  – 3,12; цис-оцимен – 2,26; γ-терпинен –   0,14; линалоол – 39,74; 3-октенилацетат  – 0,67; камфора- 0,59; терпинен-4-ол – 1,34;  лавандулол –   0,57; терпинен-4-ол –   3,08; α-терпинеол – 1,29; гексилбутират – 0,23; нерилацетат – 0,19; геранилацетат – 0,28; линалилацетат – 28,36; лавандулилацетат – 1,18; нерилацетат – 0,30; геранилацетат – 0,49; кариофиллен – 3,70; α-сантален – 0,74; β-фарнезен – 1,76; гермакрен D – 0,75.

В эфирном масле лаванды, которое выращено по традиционной технологии, присутствуют и могут быть достоверно определены до 30 химических веществ. По содержанию линалилацетета на уровне 28-29% такое масло может быть использовано для изготовления мыла.

При выращивании лаванды и выработки эфирного масла необходимо руководствоваться следующим:

  • показатели качества эфирного масла лаванды зависят от соотношения отдельных компонентов масла.
  • содержание терпинен-4-ола ниже 1,6% свидетельствует об отличном масле.
  • масло с содержанием терпинен-4-ола в пределах 1,6-2,4% заслуживает хорошей оценки (4-4.5),
  • масло с содержанием этого компонента 2,4-5,8% является средним
  • масло с содержанием выше 5,8% оценивается по парфюмерным показателям самым низким баллом (2).

Повышенные концентрации 1,8-цинеола и камфоры (выше 5-8%, каждый) фактически лишают лавандовое масло какой-либо коммерческой ценности, так как это лавандин. В натуральном масле эти вещества находятся на уровне до 1%. Они появляются в масле только в том случае, если в сырье для дистилляции попал лавандин или при фальсификации лавандового масла добавкой эфирного масла лавандина.

Рекомендации: для улучшения качества эфирного масла лаванды можно провести его детерпенизацию, используя процесс вакуум-отгонки легких фракций терпеновых углеводородов. Качество масла будет выше, если повышается концентрация в нем лавандулилацетата и октанона-3.

Важно: обработки биологически активными веществами (БАВ), разрешенными для органического сельского хозяйства, надо выбирать по их действию на биосинтез этих веществ.

Рекомендации. Дистиллят с содержанием эфирного масла 0,001-0,002% можно использовать как репеллент для отпугивания насекомых.

Эфирное масло лаванды производства ООО «Эфирмасло»

Проведен отбор образцов масла и растений лаванды (рисунок 25), проведен химический анализ эфирного масла урожая 2019 года и 2020 года. Результаты представлены на рисунках 26-30 и таблице 3 и 4.

word image 681 Оценка влияния пространственного варьирования свойств почвы на продукционный процесс и качество продукции в севообороте хозяйства, аккредитованного по международным стандартам «Органик»

Рисунок 25 – Акт отбора образцов эфирного масла лаванды

Вывод: результаты проведенных исследований по химическому составу эфирного масла лаванды производства 2019 и 2020 года, сравнение с показателями эфирного масла лаванды, произведенного с 2013 года подтверждают его высокое качество и соответствие требованиям стандарта.

 

Таблица 3. Результаты хроматографического анализа лавандового масла производства ООО «Эфирмасло», урожай 2019 года

Компонент % σ Компонент % σ Компонент % σ Компонент % σ
Tricyclene cis-b-Ocimene trans-Linalool oxide (furanoid) 0,030 0,0006 b-Caryopyllene 4,593 0,0531
a-Pinene Octanone-3 cis-Linalool oxid 0,019 0.0005 Epi-β-Santalene 0,066 0,0011
b-Thujene n-Hexyl acetate α-Cubebene 0,024 0,0006 b-Farnesene 0,548 0,0019
Camphene o-Cymene α-Cubebene 0,078 0,0009 Lavandulol 0,319 0,0017
b-Pinene p-Cymene Camphor 0,095 0,0009 α-Caryophyllene 0,094 0,0010
Sabinene γ-Cadinene 0,570 0,0018 Linalool 18,896 0,1619 Cryptone 0,183 0,0014
D3-Carene Geraniol 0,265 0,0012 Linalyl acetate 56,946 0,2782 a-Terpineol 1,862 0,0118
b-Myrcene n-Hexyl butyrate 0,004 0,0006 α-Bergamotene 0,125 0,0009 endo-Borneol 1,087 0,0106
D-Limonene n-Hexanol Santalene 1,871 0,0228 MM 204
1,8-Cineol следы 1-Octen-3-yl acetate 0,176 0,0011 Isocaryophyllene 0,157 0,0012 Terpinen-4-yl acetate 0,964 0,0045
b-Phellandrene 3-HEXEN-1-OL α-Farnesene 0,569 0,0021 β-Citral 0,038 0,0005
a-Phellandrene n-Hexy iso-butyrate 0,134 0,0009 Lavandulyl acetate 2,497 0,0161 Neryl-2-methylbutanate 1,799 0,0115
trans-b-Ocimene C15H32 0,039 0,0005 Terpinen-4-ol 2,071 0,0145 β-Cadinene 0,080 0,0012
Terpinolene p-Cumic aldehyde 0,219 0,0015 o-Cymenene 0,117 0,0011 Caryopyllene oxid 1,719 0,0119
n-Hexyl propionate Nerol 0,690 0,0156 p-Cymenene 0,094 0,0009 α-Santalol 0,157 0,0017

Примечание: Не обнаружено монотерпеновых углеводородов

Рисунок 26 – Хроматограмма эфирного масла лаванды «органик» производства ООО «Эфирмасло», 2019 год

Рисунок 27 – Хроматограмма эфирного масла лаванды «органик» производства ООО «Эфирмасло», 2019 год

Рисунок 28 – Хроматограмма эфирного масла лаванды «органик» производства ООО «Эфирмасло», 2020 год

Рисунок 29 – Хроматограмма эфирного масла лаванды «органик» производства ООО «Эфирмасло», 2020 год

Рисунок 30 – Хроматограмма эфирного масла лаванды. Южная Болгария, 2020 год

Таблица 4. Результаты хроматографического анализа лавандового масла производства ООО «Эфирмасло», урожай 2019 года

Компонент % σ Компонент % σ Компонент % σ Компонент % σ
Tricyclene cis-b-Ocimene trans-Linalool oxide (furanoid) 0,030 0,0006 b-Caryopyllene 4,593 0,0531
a-Pinene Octanone-3 cis-Linalool oxid 0,019 0.0005 Epi-β-Santalene 0,066 0,0011
b-Thujene n-Hexyl acetate α-Cubebene 0,024 0,0006 b-Farnesene 0,548 0,0019
Camphene o-Cymene α-Cubebene 0,078 0,0009 Lavandulol 0,319 0,0017
b-Pinene p-Cymene Camphor 0,095 0,0009 α-Caryophyllene 0,094 0,0010
Sabinene γ-Cadinene 0,570 0,0018 Linalool 18,896 0,1619 Cryptone 0,183 0,0014
D3-Carene Geraniol 0,265 0,0012 Linalyl acetate 56,946 0,2782 a-Terpineol 1,862 0,0118
b-Myrcene n-Hexyl butyrate 0,004 0,0006 α-Bergamotene 0,125 0,0009 endo-Borneol 1,087 0,0106
D-Limonene n-Hexanol Santalene 1,871 0,0228 MM 204
1,8-Cineol следы 1-Octen-3-yl acetate 0,176 0,0011 Isocaryophyllene 0,157 0,0012 Terpinen-4-yl acetate 0,964 0,0045
b-Phellandrene 3-HEXEN-1-OL α-Farnesene 0,569 0,0021 β-Citral 0,038 0,0005
a-Phellandrene n-Hexy iso-butyrate 0,134 0,0009 Lavandulyl acetate 2,497 0,0161 Neryl-2-methylbutanate 1,799 0,0115
trans-b-Ocimene C15H32 0,039 0,0005 Terpinen-4-ol 2,071 0,0145 β-Cadinene 0,080 0,0012
Terpinolene p-Cumic aldehyde 0,219 0,0015 o-Cymenene 0,117 0,0011 Caryopyllene oxid 1,719 0,0119
n-Hexyl propionate Nerol 0,690 0,0156 p-Cymenene 0,094 0,0009 α-Santalol 0,157 0,0017

2.3 Исследование химического состава шалфея мускатного

Перспективным направлением для ООО «Эфирмасло» является выращивание шалфея мускатного и его глубокая переработка. Нами отобраны образцы растений шалфея мускатного с разных полей 1, 2 и 3 года, и проведено исследование химического состава. Результаты представлены на рисунках 31- 33.

word image 682 Оценка влияния пространственного варьирования свойств почвы на продукционный процесс и качество продукции в севообороте хозяйства, аккредитованного по международным стандартам «Органик»

word image 683 Оценка влияния пространственного варьирования свойств почвы на продукционный процесс и качество продукции в севообороте хозяйства, аккредитованного по международным стандартам «Органик»

word image 684 Оценка влияния пространственного варьирования свойств почвы на продукционный процесс и качество продукции в севообороте хозяйства, аккредитованного по международным стандартам «Органик»

Рисунок 31 – Электронные микрофотографии листьев шалфея мускатного, поле 30/2, 2020 г.

Элементный анализ показал, что в образцах листьев шалфея концентрация кислорода составляет (масc. %) – 46,9±1,5; C – 42,1±1,8; K – 3,4±0,1; Ca – 3,1±0,1; Si – 2,0±0,1; Mg – 0,8±0,1; Al – 0,7±0,1; Fe – 0,4±0,1; S – 0,20±0,05; Cl – 0,20±0,05; P – 0,20±0,05; Na – 0,10±0,05.

Для сравнения на рисунках 32 представлены электронные микрофотографии листьев шалфея мускатного поля 30/3

word image 685 Оценка влияния пространственного варьирования свойств почвы на продукционный процесс и качество продукции в севообороте хозяйства, аккредитованного по международным стандартам «Органик»

word image 686 Оценка влияния пространственного варьирования свойств почвы на продукционный процесс и качество продукции в севообороте хозяйства, аккредитованного по международным стандартам «Органик» word image 687 Оценка влияния пространственного варьирования свойств почвы на продукционный процесс и качество продукции в севообороте хозяйства, аккредитованного по международным стандартам «Органик»

Рисунок 32 – Электронные микрофотографии листьев шалфея мускатного, поле 30/3, 2020 г.

Элементный анализ показал, что в образцах листьев шалфея концентрация кислорода составляет (масc. %) – 48,3±1,9; C – 38,3±2,2; K – 8,8±0,4; Ca – 3,4±0,2; Si – 0,4±0,1; Mg – 0,3±0,1; Al – 0,7±0,1; Fe – 0,4±0,1; S – 0,30±0,05; Cl – 0,10±0,05; P – 0,20±0,05. Отличия в химическом составе от поля 30/2 по калию, которого значительно больше, кремнию и магнию – их концентрация меньше, и немного увеличилась концентрация серы, что объясняется тем, что в процессе роста и развития наблюдается накопление тех или иных химических компонентов.

На рисунке 33 представлены результаты элементного анализа листьев шалфея мускатного с поля 33/1.

word image 688 Оценка влияния пространственного варьирования свойств почвы на продукционный процесс и качество продукции в севообороте хозяйства, аккредитованного по международным стандартам «Органик»

word image 689 Оценка влияния пространственного варьирования свойств почвы на продукционный процесс и качество продукции в севообороте хозяйства, аккредитованного по международным стандартам «Органик»

word image 690 Оценка влияния пространственного варьирования свойств почвы на продукционный процесс и качество продукции в севообороте хозяйства, аккредитованного по международным стандартам «Органик»

Рисунок 33 – Электронные микрофотографии листьев шалфея мускатного, поле 30/1, 2020 г.

Элементный анализ показал, что в образцах листьев шалфея поля 30/1 концентрация кислорода составляет (масc. %) О – 47,7±1,6; C – 43,5±1,4; K – 3,7±0,2; Ca – 3,8±0,2; Si – 0,9±0,1; Mg – 0,7±0,1; Al – 0,20±0,05; S – 0,20±0,05; Cl – 0,10±0,05; P – 0,10±0,05. В этих образцах увеличивается доля органического вещества в листьях, что проявляется в последующем в химическом составе и компонентах эфирного масла шалфея.

Таким образом, оценка элементного состава биомассы шалфея мускатного на разных этапах его роста и развития позволяет рекомендовать подкормки соответствующими элементами питания для получения высококачественного эфирного масла.

 

2.4 Исследование химического состава зерна пшеницы

Образцы пшеницы озимой мягкой (Triticum aestivum L. ) сорта Есаул, выращенной по технологии «органик» и по традиционной технологии, были проанализированы в тех же условиях, что и в 2019 годы, для подтверждения тех тенденций, которые были зафиксированы в 2019 году на полях 100/2 и 4.

Обработка на поле по традиционной технологии была аналогична условиям 2019 года и состояла в весенней обработке пестицидами Балерина из расчета 250 г/га, фунгицидом Маэстро из расчета 0,5 л/га.

В органическом земледелии применяли препарат Эффект Био®, Биокомплекс-БТУ из расчета 0,5 л/га. Для оценки качества зерна пшеницы, выращенной по традиционной технологии и технологии «органик», проведено определение этих показателей качества в соответствии со стандартами. Результаты представлены в таблице 5.

Таблица 5 – Показатели качества зерна пшеницы, 2020 г.

Вид земледелия Число падений Стекло-видность Влага ИДК Зола Клейковина Протеин
Традиционное 262,8±8,2 37,5±1,3 11,5±0,4 76,8±2,2 1,67±0,03 10,9±0,4 10,71±0,24
Органическое 191,4±5,6 47,8±1,4 10,8±0,4 77,5±2,3 1,51±0,03 25,7±0,8 15,95±0,30

Как видно из приведенных показателей, они коррелируют с данными, полученными в 2019 году. При выращивании пшеницы с использованием органической системы земледелия снижается показатель числа падения, что свидетельствует об уменьшении количества крахмала и снижении активности фермента гликозид-гидролазы. При этом содержание массовой доли влаги в зерне пшеницы имеет тенденцию к снижению с 11,5 % до 10,8 %, а также значительно увеличивается содержание сырого протеина с 10,71 % до 15,95 % и особых клейковинных белков c 10,9 % при традиционном земледелии и до 25,7% при органическом земледелии. Это обуславливает улучшение хлебопекарных характеристик получаемой продукции и улучшение качества хлеба, выпекаемого из пшеничной муки.

Необходимо отметить увеличение показателя стекловидности зерна при применении органического земледелия до 47,8 % по сравнению с вариантом выращивания пшеницы при традиционном земледелии (37,5%). Возрастание величины стекловидности свидетельствует о лучшей упаковке белковых гранул в эндосперме и определяет лучший выход муки и улучшение показателей качества хлебной продукции.

Снижение массы 1000 зерен 37,5 до 32,1 граммов определяет изменение структуры урожая и количество оболочек, переходящих в муку при размоле зерна пшеницы. Одновременное уменьшение содержания сырой золы говорит об увеличении качества данной сорта пшеницы при выращивании в условиях ведения органического земледелия.

Содержание сырого жира и углеводов, в том числе в виде клетчатки, определяет пищевую ценность зерна зерновых культур и обуславливаются генетическими характеристиками данного сорта пшеницы. Однако условия выращивания также вносят большой вклад в формирование пищевой ценности зерна пшеницы. Результаты исследований свидетельствуют о достоверном увеличении содержания сырой клетчатки в зерне при применении органического земледелия (3,03±0,06%, в традиционном – 2,21±0,04%), что обуславливает пищевую ценность и эффективность размола полученного зерна пшеницы.

Оценивая показатели содержания белка, сырой клейковины, индекса деформации клейковины (ИДК), стекловидности качество зерна, полученного при традиционном земледелии можно оценить по 4 классу технических требований (ГОСТ 9353-2016). По показателям качества зерно, полученное в результате органического земледелия, оценивается по 3 классу технических требований (ГОСТ 9353-2016).

Аминокислотный состав

Оценка аминокислотного состава пшеницы выращенного при органическом земледелии показала увеличение содержания, как суммы аминокислот, так и количества отдельных незаменимых аминокислот. Увеличение содержания аминокислот, а также возрастание количества сырого протеина свидетельствует об увеличении размеров поступления азота в растения пшеницы и наиболее эффективное использование его на формирование зерновой хорошего качества, обладающего ценными пищевыми, хлебопекарными и мукомольными характеристиками.

Результаты аминокислотного состава зерна пшеницы представлены на рисунке 34.

word image 691 Оценка влияния пространственного варьирования свойств почвы на продукционный процесс и качество продукции в севообороте хозяйства, аккредитованного по международным стандартам «Органик»

word image 692 Оценка влияния пространственного варьирования свойств почвы на продукционный процесс и качество продукции в севообороте хозяйства, аккредитованного по международным стандартам «Органик»

Рисунок 34 – Аминокислотный состав зерна пшеницы

Результаты аминокислотного анализа зерна пшеницы подтверждают данные 2019 годы, концентрация всех измеренных аминокислот при органическом способе производства выше. По сравнению с традиционным земледелием.

В связи с тем, что при выращивании пшеницы по традиционной технологии был использован гербицид и фунгицид, а поле примыкало к полю органик, то представляло интерес установить, содержатся ли остаточные концентрации пестицидов в зерне пшеницы, выращенной по технологии органик. Измерения массовой доли основного вещества пестицида методом газовой хроматографии по методике МИ-01/19 показало отсутствие этих веществ в зерне пшеницы, выращенной по технологии органик.

Таким образом, можно сделать вывод, что применение органического земледелия при выращивании пшеницы позволяет получить зерно 3 класса качества, с хорошими мукомольными, хлебопекарными и пищевыми характеристиками по сравнению с традиционной системой земледелия. Кроме того, показано улучшение сохранности и меньшая повреждаемость насекомыми, а также улучшение показателей лежкости зерна, что имеет большое значение при хранении зерна в течение длительного времени.

Как следует из Сравнительной оценки агротехнологий, органические технологии имеют неоспоримые преимущества перед традиционными агротехнологиями.

При Интенсивном сельском хозяйстве отмечается:

– дисбаланс пищевой ценности: по питательным веществам (аминокислотам, витаминам, микроэлементам – йод, фтор, цинк, биологически активным веществам, энергетической ценности, органолептическим свойствам). Т.е. продукция получается низкого качества, но зато много такой продукции. При органическом земледелии – пищевая ценность продукции должна быть и, как мы убеждаемся в нашем исследовании более высокой.

Рассмотрим, каковы преимущества органики, например, при производстве эфиромасличных культур, переработке в продукцию, например, парфюмерной и косметической промышленности?  Это:

1. Экологичность: в процессе производства не используются химические вещества, которые выделяются в окружающую среду и вызывают загрязнение.

2. Отсутствие аллергии и побочных эффектов: т.к. не применяются искусственные химикаты, красители и ароматизаторы, которые содержат аллергены. Никаких побочных эффектов (таких как нарушение гормонального баланса нашего организма), вызванных искусственными консервантами, нет.

Тогда В чем разница между натуральным и органическим?

«Натуральный продукт» – основан на натуральных ингредиентах, это широкое понятие. Когда используется «натуральный» продукт, это совсем не означает, что его ингредиенты не подвергались химическому или какому-либо другому воздействию в процессе выращивания.

Что важно сегодня в интенсивно развивающемся органическом земледелии? Органическое (экологическое) агропроизводство должно использовать возобновляемые ресурсы в локально организованных сельскохозяйственных системах. Основная задача, которую необходимо решать сельхозтоваропроизводителям, которые занимаются органическим производством на современном этапе – это сохранить баланс питательных веществ, прежде всего, по азоту, фосфору и калию, а также микроэлементам.

С целью ограничения применения не возобновляемых ресурсов для снабжения посевных площадей питательными веществами должны использоваться отходы и побочные продукты растительного и животного происхождения. Это достаточно проблематично, поскольку животноводческие хозяйства в редких случаях располагаются вблизи растениеводческих хозяйств для организации совместного сотрудничества. Перевозка на большие расстояния отходов животноводства практически невозможна.

Органическое (экологическое) растениеводство должно вносить вклад в сохранение и улучшение плодородия почвы и в предотвращение её эрозии. Растения должны получать питательные вещества преимущественно через экосистему почвы, а не из вносимых в почву растворимых удобрений.

Центральными элементами в системе экологического растениеводства являются забота о плодородии почвы, выбор подходящих видов и сортов, многолетний севооборот, повторное использование органического сырья и агротехники. Многолетний севооборот, если это касается сельхозпредприятий, выращивающих эфиромасличные культуры, как в нашем случае – лаванду, невозможно применить. Тогда надо использовать приемы совместного выращивания некоторых сельскохозяйственных культур, дополняющих друг друга и обогащающих почву макроэлементами. Необходимо помнить, что дополнительные удобрения, улучшители качества почвы и средства защиты растений должны применяться лишь в том случае, если их использование совместимо с целями и основными положениями экологического производства.

При этом переработанная экологическая продукция должна производиться с помощью методов переработки, гарантирующих экологическую целостность и сохранение определяющих качественных признаков продукции на всех стадиях производственной цепочки.

Таким образом, возвращаясь к сказанному ранее, цель органического земледелия – производство высококачественной продукции.

Россия сегодня имеет все шансы стать ведущей в области производства эфиромасличной продукции. В настоящее время страна ежегодно импортирует около 400 тонн различных эфирных масел и 300 тысяч тонн их синтетических заменителей. Они используются в парфюмерной, косметической, пищевой, фармацевтической промышленности, а также при производстве бытовой химии.

Таким образом, развитие эфиромасличной промышленности в Крыму и южных регионах страны представляется важной и своевременной задачей, особенно при выращивании высококачественной продукции по технологии органического земледелия, цена на которую превышает в несколько раз продукцию, выращенную по традиционным агротехнологиям.

Для оценки возможности перехода сельскохозяйственного предприятия на технологию «органик» необходимо понять в какой мере поля предприятия соответствуют требованиям органического земледелия, прежде всего, по содержанию в почве пестицидов, тяжелых металлов, оценить плодородие почвы, провести оценку содержания макро- и микроэлементов, подобрать сельскохозяйственные культуры, ввести их в севооборот, оценить многие другие сопутствующие факторы. Наши исследования дали научно-методическую основу для проведения аналогичных испытаний.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В условиях Республики Крым и в южных регионах страны переход части хозяйств на органическое земледелие является одним из перспективных направлений. Это касается хозяйств, которые выращивают, прежде всего, эфиромасличные культуры, масличные культуры, рынок которых в нашей стране и в мире ежегодно растет. Также в дополнение к эфироносам в таких хозяйствах экономически выгодно выращивать органическую пшеницу, а также органический масличный лен.

При переходе на органическое земледелие в случае сертификации по Российскому, Европейскому или Американскому законодательству необходимо руководствоваться следующими документами, разработанными в последние годы и действующими в странах:

  • Федеральный закон №280-ФЗ. Об органической продукции и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации.
  • ГОСТ Р 56104-2014. Продукты пищевые органические. Термины и определения.
  • ГОСТ Р 56508-2015. Продукция органического производства. Правила производства, хранения, транспортирования.
  • ГОСТ Р 57022-2016. Продукция органического производства. Порядок проведения добровольной сертификации органического производства.
  • ГОСТ 33980-2016. Продукция органического производства. Правила производства, переработки, маркировки и реализации.
  • Кодекс Алиментариус. Органические пищевые продукты. http://mcx.ru/upload/iblock/dc1/dc1d59e41d7fd74f55effad82de756ab.pdf
  • Международные требования по сертификации производства органической продукции для органов по сертификации. Разработаны при участии Продовольственной и сельскохозяйственной организации Объединенных Наций (FAO, Рим) Международной федерации движения за органическое сельское хозяйство (IFOAM, Бонн) и Конференцией Организации Объединенных Наций по торговле и развитию (UNCTAD, Женева). 2008.
  • Нормативные требования IFOAM для системы органического производства и переработки. 2012. Общие цели и требования органических стандартов (COROS) – Единые требования IFOAM. Стандарт IFOAM для системы органического производства и переработки. Утвержденные IFOAM требования аккредитации для органов по сертификации, контролирующих органическое производство и процессы переработки.
  • Регламент совета (ЕС) № 834/2007 от 28 июня 2007 г. Об экологическом производстве и маркировке экологической продукции и о прекращении действия Регламента ЕЭС № 2092/91.

В рамках выполнения проекта проведено обследование 21 поля, составлены карты полей, на которых выращивают лаванду, шалфей мускатный и в севообороте зерновые сельскохозяйственные культуры.

Результаты исследований, выводы и рекомендации представлены в конце каждого раздела настоящего отчета.

Необходимо отметить, что на карбонатных черноземах данного хозяйства при проведении оценки почвенного плодородия на основании данных хозяйства и анализов образцов (рН, гумус, калий, фосфор, макро- и микроэлементы) отмечено, что содержание гумуса достаточно высокое – до 4,5%, при этом рН почв имеет щелочной характер. Для всех показатель рН имеет щелочную реакцию среды.

Главной проблемой, которую необходимо решать хозяйству по минеральному составу – то, что в почвах на полях ООО «Эфирмасло» очень низкое содержание подвижного фосфора. Так на полях, где выращивают пшеницу по технологии органического земледелия, концентрация подвижного фосфора в почве составляет 7,5 мг/кг почвы. На полях №175 и №179, где выращивают лаванду в течение 25 лет содержание подвижного фосфора составляет 6,5 и 7,5 мг/кг соответственно. Для полей №1 и №100/2 с лавандой, выращиваемой с 2005 года содержание фосфора 1,5 и 2,0 мг/кг почвы соответственно. То есть содержание подвижного фосфора крайне мало.

С 2017 года по 2020 год отмечена тенденция к снижению подвижного фосфора в почве на исследованных полях.

Исследования содержания в почвах обменного калия показали, что на полях хозяйства его концентрация характеризуется как средняя и составляет от 115 мг/кг до 270 мг/кг почвы соответственно.

Проведена оценка урожайности и качества пшеницы и лаванды, исследован биохимический состав товарного качества урожая сельскохозяйственных культур на примере зерна пшеницы и лаванды (белок, сухое вещество, общий жир, ненасыщенные жирные кислоты, элементный состав, химический состав эфирного масла и т.д.). Предложены рекомендации по увеличению содержания в почве фосфора и подвижных форм других макро- и микроэлементов.

Впервые проведена оценка термодинамических характеристик почв с разных полей и урожая сельскохозяйственных культур в хозяйстве при органическом производстве в сравнении с традиционным.

Необходимо отметить, что результаты исследований по двум годам показали преимущество по качеству пшеницы в органическом земледелии по сравнению с интенсивным. Показано, что урожайность пшеницы, выращенной по технологии органического и традиционного земледелия практически одинаковы, но органика превосходит по биохимическим показателям: увеличивается содержание сырого протеина с 9,8 % до 15,9 % и особых клейковинных белков c 10,6 % до 25,5%. Это обуславливает улучшение хлебопекарных характеристик получаемой продукции, улучшение качества хлеба, выпекаемого из пшеничной муки.

Результаты хроматографического анализа эфирного масла лаванды за 2013-2020 годы также свидетельствуют об его высоком качестве, не уступающем французскому маслу. В эфирном масле лаванды производства ООО «Эфирмасло» присутствует до 53 химических компонентов, придающих маслу специфический Крымский аромат и являющихся объективным доказательством происхождения масла именно из этого региона. Эфирное масло лаванды соответствует всем требованиям ГОСТ по максимальным значениям показателей. Предложены рекомендации по увеличению сбора эфирного масла лаванды.

Результаты проведенных по проекту исследований использованы в образовательном процессе при обучении магистров по программе «Химико-токсикологический анализ и оценка объектов агросферы» и аспирантов при практическом применении физико-химических методов анализа в токсико-экологической экспертизе, методам оценки качества растениеводческой органической продукции, в том числе эфиромасличной. Разработан проект методических рекомендаций по выращиванию эфиромасличных культур в условиях южных регионов страны на примере лаванды, которые необходимы при подготовке экспертов по контролю и сертификации органического сельскохозяйственного производства, органического сырья и органической продукции.

Разработаны 4 базы данных, получены свидетельства о государственной регистрации баз данных. Результаты наших исследований в части баз данных по картам химического состава каждого из полей хозяйства ООО «Эфирмасло», могут быть использованы для проведения мероприятий по повышению плодородия почв, по составлению севооборота с учетом почвенных характеристик, получения высококачественной продукции.

Апробация результатов проведенного исследования осуществлена в рамках многочисленных круглых столов, конференций. По теме данного исследования было опубликовано 8 работ, в т.ч. 1 статья в журнале из базы данных WoS и Scopus, 3 статьи в журналах из списка ВАК.

Интенсивное развитие органического земледелия, повышение его конкурентоспособности приводят к тому, что сторонники традиционного земледелия (или противники органического) ставят дополнительные более жесткие требования. Например, французские производители эфирного масла не согласны новыми требованиями ЕС, согласно которым масло лаванды получает классификацию как потенциальный аллерген, что помещает ее в категорию «химические токсины». По новым правилам, продукты, содержащие эфирное масло лаванды, должны маркироваться – «Может вызывать необратимые последствия при попадании в дыхательную или пищеварительную систему». По мнению производителей и экспертов-химиков, лавандовое масло, используемое в парфюмерии, средствах косметики и ароматерапии, не является химически производимым ингредиентом, и максимальный негативный эффект от аллергии, вызываемой им, является зуд и сыпь. С другой стороны, целебные и успокоительные свойства масла перевешивают все возможные негативные последствия. Кроме того, лавандовые поля притягивают миллионы туристов, желающих полюбоваться их видом. Производители не возражают против маркировки «потенциальный аллерген», но приравнивать масло к реальным химикатам не разумно и вредно [22].

Таким образом, в условиях юга России целесообразно увеличивать объемы производства эфиромасличных культур, применяя в севообороте сельскохозяйственные культуры, которые могут иметь конкурентные преимущества по сравнению с теми же, но выращиваемыми по традиционной агротехнологии.

Список использованной литературы и источников

Приложения

 

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *