Разработка эффективной системы хранения плодов яблони в условиях краснодарского края

На правах рукописи

ОЛЕФИР Евгений Анатольевич

РАЗРАБОТКА ЭФФЕКТИВНОЙ СИСТЕМЫ ХРАНЕНИЯ ПЛОДОВ
ЯБЛОНИ В УСЛОВИЯХ КРАСНОДАРСКОГО КРАЯ

05.18.01 – Технология обработки, хранения и переработки злаковых, бобовых культур, крупяных продуктов, плодоовощной продукции и виноградарства

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата сельскохозяйственных наук

Мичуринск – наукоград РФ

2012

Работа выполнена в ФГБОУ ВПО

«Кубанский государственный аграрный университет»

Научный руководитель:	доктор сельскохозяйственных наук, Кладь Александр Анатольевич
Официальные оппоненты:	Манжесов Владимир Иванович доктор сельскохозяйственных наук, профессор ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный аграрный университет имени императора Петра I»/ кафедра технологий хранения, переработки и стандартизации сельскохозяйственной продукции, заведующий Митрохин Михаил Анатольевич кандидат сельскохозяйственных наук, доцент ФГБОУ ВПО «Мичуринский государственный аграрный университет»/кафедра технологии хранения и переработки продукции растениеводства, доцент
Ведущая организация:	ГНУ «Всероссийский НИИ садоводства им. И.В. Мичурина Россельхозакадемии»

Защита диссертации состоится «27» апреля 2012 года в 13 час. 30 мин. на заседании диссертационного совета Д 220.041.01 при ФГБОУ ВПО «Мичуринском государственном аграрном университете» по адресу: 393760, Тамбовская обл., г. Мичуринск, ул. Интернациональная, 101.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Мичуринского государственного аграрного университета», с авторефератом дополнительно на сайте университета: http://www.mgau.ru//, а также на сайте Высшей аттестационной комиссии Министерства образования и науки РФ http:/www.vak.ed.gov.ru

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные и скрепленные гербовой печатью, просим направлять ученому секретарю диссертационного совета.

Автореферат разослан 23 марта 2012 г.

Ученый секретарь диссертационного

совета Д 220.041.01,

кандидат сельскохозяйственных наук Н.М. Соломатин

1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

1.1. Актуальность темы. Существующие технологии хранения: обычная (ОА), регулируемая (РА), модифицированная (МА) атмосферы - не обеспечивают защиту плодов яблони от многих физиологических и грибных заболеваний, не гарантируют сохранение их исходного качества на стадиях хранения, транспортировки и реализации. По этим причинам производители несут огромные потери (до 20-30%), а потребители не всегда удовлетворены качеством продукции (свежесть, сочность, твердость, питательная ценность).

На основе анализа отечественной, зарубежной литературы и результатов собственных исследований было установлено, что основной причиной развития заболеваний и снижения качества является избыточное накопление этилена внутри плодов и окружающей среде (Гудковский, 2003). Кардинальным решением проблемы длительного сохранения качества плодов является ингибирование синтеза этилена и исключение его отрицательного воздействия (Гудковский, 2003, 2010).

Соединение 1-метилцикнопропен (препарат «Фитомаг», Россия), при послеуборочной обработке плодов интенсивно ингибирует биосинтез этилена, позволяя затормозить процессы послеуборочного созревания и старения плодов. Изучение влияния препарата «Фитомаг» на сроки хранения плодов в ОА, РА и МА, развитие физиологических заболеваний, сохранение качества продукции на всех этапах ее продвижения до потребителя - актуально. До настоящего времени эти вопросы, применительно к сортименту плодов яблони Краснодарского края не изучались.

1.2. Цель работы. Целью настоящей работы является разработка эффективной системы хранения плодов яблони в условиях Краснодарского края с использованием отечественного ингибитора биосинтеза этилена «Фитомаг» сочетающей условия обычной (с искусственным охлаждением и без искусственного охлаждения), регулируемой и модифицированной атмосферы.

1.3. Основные задачи исследований:

- систематизировать и провести анализ научно-технической литературы и патентной информации по теме исследований;

- установить эффективность влияния послеуборочной обработки плодов препаратом Фитомаг на интенсивность выделения плодами яблони этилена и углекислого газа;

- исследовать эффективность использования ингибитора этилена при различных технологиях хранения (ОА, РА, МА) плодов основных сортов яблони, возделываемых в условиях Краснодарского края;

- установить оптимальные сроки хранения плодов при каждой технологии;

- исследовать влияние почвенных разностей на качество плодов яблони в саду и при хранении;

___________________________________________________________________

Автор выражает благодарность за помощь, оказанную при работе над диссертацией научным консультантам: академику РАСХН, доктору сельскохозяйственных наук В.А. Гудковскому и кандидату сельскохозяйственных наук А.П. Перепелица.

- изучить влияние сроков съема на длительность и качество хранения плодов;

- рассчитать экономическую эффективность использования ингибитора биосинтеза этилена при различных технологиях хранения.

1.4. Научная новизна. Впервые, в условиях Краснодарского края разработаны технологии хранения плодов яблони в обычной, регулируемой и модифицированной атмосфере с использованием отечественного ингибитора этилена препарата «Фитомаг».

1.5. Практическая значимость. Применение послеуборочной обработки плодов яблони ингибитором биосинтеза этилена препаратом «Фитомаг»: продлевает сроки хранения, снижает потери качества и позволяет значительно повысить экономическую эффективность хранения яблок в условиях Краснодарского края. Данная технология освоена и внедрена в плодоводческом хозяйстве ЗАО «Сад-Гигант», в объеме 30 тысяч тонн (ежегодно). Прибыль от внедрения технологий составила от 11 до 32 тыс. руб. на 1 т плодов (в зависимости от способа хранения, помологического сорта).

1.6. Апробация работы. Результаты исследований докладывались и обсуждались: на заседании кафедры плодоводства Кубанского государственного аграрного университета (2007-2011 гг.); на научно – практической конференции 5 – 6 сентября 2009 года (г. Мичуринск, Тамбовская область); международной научно-практической конференции «Высокоточные технологии производства, хранение и переработки плодов и овощей», 7-10 сентября 2010 г. (ГНУ СКЗНИИСиВ, г. Краснодар); 4 Всероссийской научно – практической конференции молодых ученых «Научное обеспечение агропромышленного комплекса», ноябрь 2010 г.( ФГБОУ ВПО КубГАУ, г. Краснодар) и ежегодно докладывались на научно - практических конференциях садоводов «День сада», проводимых в плодоводческом хозяйстве ЗАО «Сад-Гигант» Краснодарского края с 2007 по 2011 год.

1.7. Публикации. По материалам выполненных исследований опубликовано 6 научных работ, в том числе 4 научные статьи в журналах, рекомендованных ВАК РФ.

1.8. Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, аналитического обзора литературы, экспериментальной части, выводов, списка использованной литературы и приложений. Основная часть работы изложена на 123 страницах компьютерного текста, содержит 21 таблицу, 15 рисунков и 7 приложений. Список литературы включает 137 источников, в том числе 24 – иностранных авторов.

2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Методика проведения исследований. Исследования выполнены в 2007-2011 гг. на базе промышленных насаждений ЗАО Сад-Гигант (Краснодарский край), хранение плодов проводили в фруктохранилищах с ОА, РА, МА - пакетах фирмы «SteРak», Израиль. Биохимические исследования выполнены в лабораториях ЗАО «Сад-Гигант», отдела послеуборочных технологий ГНУ ВНИИС им. И.В. Мичурина.

Объекты исследований. Объектами исследования являлись плоды помологических сортов яблони, имеющие широкое распространение в Краснодарском крае: Голден Делишес, Флорина, Айдаред, Гренни Смит, Ренет Симиренко. Часть плодов в день съема обрабатывали ингибитором этилена препаратом «Фитомаг», по разработанной во ВНИИС им. И.В. Мичурина технологии.

Условия проведения исследований. Плодоводческое хозяйство ЗАО «Сад-Гигант» Славянского района Краснодарского края расположено в Прикубанской зоне, плавневой подзоне, первого агроклиматического района Краснодарского края. Климат умеренно-континентальный. Почвы сформированы на аллювиальных отложениях р. Протока, они развиваются на однородном по гранулометрическому составу глинистом отложении или на разнообразном слоистом аллювии, по профилю разреза имеют слоистый характер с чередованием слоев от песчаных до глинистых.

Варианты опыта при изучении влияния условий хранения плодов:

- контроль (с последующим хранением в ОА – обычная атмосфера; РА – регулируемая атмосфера; МА – модифицированная атмосфера);

- обработка ингибитором этилена «Фитомаг» (с последующим хранением в ОА, РА, МА).

Варианты опыта при изучении влияния сроков съема плодов (индивидуально для сорта):

- ранний срок;

- оптимальный срок;

- поздний срок.

Варианты опыта при изучении влияния почвенных разностей:

- суглинок легкий;

-суглинок средний;

- глина.

В зависимости от сорта и задач исследований хранение плодов проводили при температуре от 0 до +2оС.

В ходе выполнения диссертационной работы использовали стандартные методы исследований и специальные методы физико-химических анализов растительных объектов.

При закладке на хранение плодов яблони проводили анализы по определению: общего количества сухих растворимых веществ, титруемой кислотности (Ермаков, 1987); крахмала – по пятибалльной шкале. Твердость мякоти плодов определяли – пенетрометром FT- 327 с плунжером для яблок; содержание эндогенного и экзогенного этилена, интенсивности его выделения определяли газохроматографически (GS – 2014, SHIMADZU, Япония) по методике Ракитина В.Ю. и др. (1986 г). Отбор проб внутритканевых газов производили с помощью специального устройства (Родиков, 1995). Содержание -фарнезена и продуктов его окисления определяли спектрофотометрически (СФ-201, Россия) по методике Морозовой Н.П., Сальковой Е.Г.(1980г). Содержание СО2 и О2 в атмосфере хранения контролировали газоанализатором ГА-202.

При товарной оценке плодов учитывали болезни: загар, разложение от старения, побурение сердцевины и мякоти, повреждение кавернами и внутренним побурением от СО2, грибные гнили. Одновременно оценивали качество плодов: внешний вид, твёрдость, сочность. Для выявления потенциальной лёжкоспособности плодов на период их транспортирования и реализации, среднюю пробу (20 плодов), в течение 7 дней выдерживали в условиях комнатной температуры (18-20оС), после чего проводили оценку состояния продукции (Франчук, 1980).

Расчёт экономической эффективности исследований осуществлен согласно рекомендациям И.А. Минакова (2005).

Статистическая обработка экспериментальных данных проведена методом дисперсионного анализа (Доспехов, 1979).

3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

3.1. Влияние послеуборочной обработки плодов яблони препаратом «Фитомаг» на интенсивность выделения углекислого газа и этилена. Установлено, что этилен является основным гормоном созревания и старения плодов и овощей. Этилен оказывает прямое и косвенное влияние на звенья обмена веществ, при этом повышается интенсивность дыхания и активность некоторых ферментов или синтез их de novo (полигалактуроназ, пероксидаз, липоксидаз, фенилаланин-аммиак-лиаз, полифенолоксидазы и др.). Этилен стимулирует образование продуктов вторичного обмена и, как следствие, развитие ряда физиологических заболеваний: загара, мокрого ожога, распада от старения, внутреннего побурения тканей, побурения сердцевины, маслянистости кожицы и грибных гнилей (Гудковский, 1990).

Полученные нами экспериментальные данные указывают на значительную роль препарата «Фитомаг» в ингибировании выделения этилена и углекислого газа плодами яблони различных помологических сортов Краснодарского края, при различных температурных условиях: +10С и +250С (рисунки 1,2,3,4).

Максимальной интенсивностью выделение этилена и высокой - углекислого газа отличались контрольные (без обработки) партии плодов сорта Айдаред. Послеуборочная обработка плодов препаратом «Фитомаг» снижала интенсивность выделения газов. Так, интенсивность выделения этилена контрольными и обработанными партиями плодов при температуре хранения +10С и +250С составляла 2,5 - 0,42 мкл/кг час и 3,56 - 0,82 мкл/кг час соответственно, интенсивность выделения углекислого газа 1,1 - 0,36 мл/кг час и 2,4 - 1,68 мл/кг час соответственно. Аналогичные данные получены на сортах Голден Делишес, Флорина, Гренни Смит, Ренет Симиренко, что свидетельствует о высокой эффективности препарата для ингибирования созревания плодов.

В результате исследований установлено, что эффект от обработки не является кратковременным - он сохраняется как на протяжении всего периода хранения, так и после открытия холодильных камер и доведения плодов до потребителя. Послеуборочная обработка плодов препаратом «Фитомаг», являясь эффективным приемом, защищающим плоды от поражения физиологическими и грибными заболеваниями, надежно сохраняет исходную твердость, сочность, хрустящую консистенцию, товарный вид и вкусовые качества плодов.

Рисунок 1 – Интенсивность выделения этилена плодами яблони разных помологических сортов после уборки при температуре +10С, мкл/кг час

Рисунок 2 – Интенсивность выделения этилена плодами яблони разных помологических сортов после уборки при температуре +250С, мкл/кг час

Рисунок 3 – Интенсивность выделения углекислого газа плодами яблони разных помологических сортов после уборки при температуре +10 С, мл/кг час

Рисунок 4 – Интенсивность выделения углекислого газа плодами яблони разных помологических сортов после уборки при температуре +250С, мл/кг час

3.2. Исследование лежкоспособности плодов районированных в Краснодарском крае сортов яблони.

3.2.1. Хранение плодов яблони в обычной атмосфере. В настоящее время самым доступным является способ хранения плодов в обычной атмосфере. Многие плодоводческие хозяйства, специализирующиеся на хранении плодов, не имеют фруктохранилищ, с регулируемой атмосферой. Поэтому совершенствование технологии хранения плодов в обычной атмосфере является актуальным вопросом в современной системе хранения продукции (таблица 1).

В результате исследований установлено, что плоды сорта Гренни Смит обладают очень высокой предрасположенностью к загару, в отдельные годы возможно поражение до 100% хранимой продукции. По нашим данным, потери от загара в контрольных партиях в 2008 году составили 80,2%, в 2009 году – 92,1%, в 2010 году - 54,8%. В варианте с обработкой препаратом «Фитомаг» потери от заболевания составили – 1,6%, 5,4% и 2,6 % соответственно, что подтверждает эффективность обработки плодов ингибитором биосинтеза этилена. После 5 дней хранения в комнатных условиях (условия доведения до потребителя) 100% необработанных плодов поражались загаром. Обработка плодов препаратом «Фитомаг» обеспечила снижение потерь до 4 - 6%. Потери от грибных гнилей в контрольных партиях в 2008, 2009, 2010 году составляли - 2,6%, 2,8%, 2,1% соответственно, в варианте с обработкой плодов препаратом «Фитомаг» - 1,8%, 2,1% и 0,6% соответственно.

Основные проблемы при хранении плодов сорта Голден Делишес связаны с их поражением подкожной пятнистостью, загаром, грибными гнилями. Обработка плодов обеспечивает снижение потерь от заболеваний. В 2009 году потери от грибной гнили в контрольных партиях составили 3,6%, в варианте с обработкой «Фитомаг» – 2,2%. В 2008 и 2010 годах получены аналогичные зависимости.

Таблица 1 – Влияние обработки препаратом «Фитомаг» на восприимчивость плодов различных сортов яблони к физиологическим и микробиологическим заболеваниям при хранении в ОА, 2008-2010 гг.

Сорт	Вариант:	Год исследования	Здоровых, %	Подк. пятн., %	Загар, %	Грибные гнили, %	Комнатные условия, 7 дней в тепле.
							Загар,%	Побур. серд.,%
Голден Делишес*	Контроль	2008	76,6	16,2	2,4	4,8	6,8	0,0
		2009	79,0	16,5	0,9	3,6	8,0	0,0
		2010	79,0	15,2	1,6	4,2	4,2	0,0
		средняя	78,2	16,0	1,6	4,2	6,3	0,0
Голден Делишес	Фитомаг	2008	94,0	3,1	0,4	2,5	0,2	0,0
		2009	95,6	2,2	0,0	2,2	0,6	0,0
		2010	94,9	2,1	0,4	2,6	0,8	0,0
		средняя	94,7	2,5	0,3	2,4	0,5	0,0
НСР05 (для средней)			1,9	1,7	1,5	1,2	5,2	-