Поэтому, управляя процессами, протекающими в растении и его отдельных органах, путем использования комплекса экологических, биологических и агротехнических факторов и биорегуляторов растений, важно обеспечить высокое качество плодов в саду (90–95% плодов высшего и I сорта). На последующих этапах продвижения плодов до потребителя (хранение, товарная обработка, транспортировка) основной задачей становится максимальное сохранение исходного качества, достигнутого в саду.
Оптимальные сроки съема
Одним из наиболее важных факторов, которые определяют качество и продолжительность хранения плодов яблони, является степень их зрелости при съеме.
При ранних сроках съема плоды имеют недостаточный уровень антиоксидантов и несбалансированный минеральный состав (K, Mg, Ca, P, N), в результате чего не достигают характерного для сорта размера (калибра), окраски, биохимического состава и вкуса. При хранении эти плоды не могут приобрести свойственные сорту вкусовые качества, восприимчивы к загару, подкожной и чечевичной пятнистости, побурению тканей и увяданию.
При поздних сроках съема в плодах протекает процесс нарушения обмена веществ, что приводит к побурению сердцевины, повреждениям стекловидностью, подкожной пятнистостью, растрескиванию, восприимчивости к грибным заболеваниям, повышению вероятности опадения плодов. При хранении такие плоды быстрее теряют потребительские качества, а именно, твердость и сочность, низкую кислотность, подвергаются распаду от старения и низкой температуры.
Только съем в оптимальные сроки позволяет плодам достичь свойственных сорту калибра, окраски, вкуса, аромата и питательной ценности. В этом случае биохимический и минеральный состав плодов, а также степень их зрелости обеспечивают высокое качество при хранении и доведении до потребителя. Период оптимального срока съема зависит от генотипа сорта, экологических и агротехнических факторов выращивания.
Для определения правильных сроков съема плодов необходим мониторинг их физиологического состояния и качества. В мировой практике для подобного мониторинга используются показатели и индексы:
- количество дней от полного цветения до съема;
- индекс Thiault (соотношение сахара к кислоте);
- индекс Streif (соотношение твердости к содержанию крахмала и сухим растворимым веществам);
- индекс Perlium (на основе данных по твердости, содержанию сухих растворимых веществ, сахаров);
- индекс – AD (по содержанию хлорофилла);
- антиокислительная активность плодов.
Также применяются показатели, определяющие потенциал лежкости плодов в саду (табл. 1.)
Таблица 1.Показатели, определяющие потенциал лежкости плодов в саду
Наименование |
Значение |
|
Содержание эндогенного этилена |
0,1–0,5 ppm |
|
Индекс йод-крахмальной пробы при съеме (5–8 баллов) |
2,5–4 |
|
Твердость при съеме (кг, d=12 мм) |
6,5%–10,0 кг/см2 |
|
Содержание сухих веществ |
>12% |
|
Содержание элементов минерального состава (мг/100 г сырой массы) |
Ca2++>5;P>9;Mg2++<10; K = 90–120 |
|
Соотношение элементов |
(K + Mg2++) / Ca2++ < 25; N / Ca2++ < 10; Ca2++ / Mg2++ ≥ 0,5 |
Приведенные показатели и факторы сада, как то: урожайность, интенсивность роста побегов, возраст насаждений, особенности почвы и погодных условий, количество и распределение осадков в вегетационный период, наличие плодов с грибными заболеваниями, стекловидностью, подкожной пятнистостью, – определяют лежкость плодов в саду.
При комплексном использовании этих показателей становится возможным разделить урожай на партии длительного, среднего и краткосрочного хранения и выбрать для каждой из них наилучшие технологию и сроки хранения.
Опадение плодов
Несвоевременная уборка приводит к опадению плодов, которое может достигать в отдельные годы в зависимости от помологического сорта 20% и выше: при урожайности 30 т/га осыпаемость может составлять 6 т/га и более. Производители терпят огромные убытки, так как цена на эти плоды снижается в среднем на 10–12 руб./кг, т.е. стоимость потерь на 1 га сада может составлять 60–80 тыс. руб.
Опадение плодов и листьев вызывается нарушением гормонального баланса в растении и плоде и связано с образованием отделительной ткани в области плодоножки и черешка. Важную роль в регуляции опадения играют этилен, индуцирующий опадение, и ауксин, подавляющий физиологическое действие этилена. При снижении поступления ауксина в область плодоножки и увеличении содержания этилена начинается процесс отделения плода от материнского растения за счет активизации деятельности ферментов целлюлаза, пектиназа, которые вызывают разрушение клеток в отделительном слое.
Поэтому опадение плодов и листьев в первую очередь связано с нарушением баланса ауксина и этилена в сторону увеличения этилена. Этому могут способствовать многие факторы, среди которых – недостаточная обеспеченность ассимилятами, цитокининами, кальцием и др. В связи с этим в настоящее время самым эффективным способом, позволяющим снизить уровень опадения плодов, является обработка деревьев ауксинсодержащими препаратами (Обстормон, Обстактин) за две-три недели до начала уборки урожая. Можно выделить основные факторы, которые усиливают или сдерживают опадение (табл. 2).
Таблица 2. Факторы, усиливающие и сдерживающие опадение
Факторы, усиливающие опадение плодов (для сортов Орлик, Макинтош и др.) |
Факторы, сдерживающие опадение плодов (для сортов Голден Делишес, Северный Синап) |
|
Снижение притока ауксинов и повышение содержания этилена в отделительном слое плодоножки |
Поступление ауксинов в область отделительного слоя плодоножки; ингибирование биосинтеза этилена |
|
Снижение активности роста листьев, плодов |
Использование слаборослых клоновых подвоев |
|
Недостаток света, ассимиллятов |
Хорошая освещенность кроны; высокая фотосинтетическая активность листьев и обеспеченность листьев и плодов ассимиллятами |
|
Стресс-факторы (засуха, высокие температуры, переувлажнение, сильный ветер и др.) |
Повышение устойчивости растений к стресс-факторам |
|
Повреждения болезнями, вредителями, градом; недостаточное количество семян |
Оптимизация водного и минерального режимов |
|
Сильный рост побегов |
Сдержанный рост побегов (отгибание ветвей, использование регуляторов роста); квалифицированная обрезка деревьев |
|
Высокая нагрузка урожаем |
Нормальная нагрузка урожаем |
|
Низкий уровень содержания кальция в плодах |
Плоды с высоким содержанием кальция |
|
Содержание семян менее 5 |
Содержание семян не менее 5 |
|
Обработка плодов этиленпродуцентами (этефон, гидрел и др.); избыточная пестицидная нагрузка на растения |
Предуборочная обработка препаратами, содержащими ауксины или ингибирующими биосинтез этилена |
Уборка и транспортировка плодов
На этапе уборки и транспортировки происходят основные механические повреждения плодов – нажимы, ушибы, проколы, плоды без плодоножки (целая плодоножка – стандарт для плодов высшего сорта). Эти повреждения значительно снижают категорию и качество плодов.
К способам обеспечения минимального уровня механических повреждений и повышения качества плодов относятся:
- оценка труда работников при съеме по содержанию в партии плодов высшего и I сорта;
- использование специальных платформ, комбайнов, сумок;
- поэтапный съем плодов;
- подсортировка плодов при выкладке в тару;
- качество тары;
- качество транспортных средств и дорог.
Формирование однородных партий для хранения
Важнейшую роль в устойчивости плодов к поражению физиологическими и грибными болезнями при хранении играет исходное качество плодов (биохимический, минеральный состав, анатомо-морфологическая структура, физиологическое состояние).
В пределах одного предприятия исходное качество и лежкость плодов одного сорта могут быть различными. Это зависит от типов подвоев, почвы и возраста насаждений, силы роста побегов и нагрузки урожаем, агротехнических факторов и сроков уборки.
Для формирования однородных партий для длительного, среднего и краткосрочного хранения, определения оптимальных технологии и сроков хранения используют комплекс упомянутых выше показателей.
Технологии хранения и обработка плодов для закладки на хранение
Хранение плодов является важнейшим этапом рассматриваемой живой системы, это технологический процесс управления жизнедеятельностью плодов в послеуборочный период, позволяющий сдерживать созревание, старение плодов, защищать от физиологических и грибных заболеваний и максимально сохранять исходное качество в течение длительного периода времени.
Гормоном созревания и старения плодов является этилен, поэтому качество хранения плодов зависит от уровня накопленного этилена. Эффективно ингибирование биосинтеза этилена и исключение его отрицательного действия на качество плодов в послеуборочный период позволяют сохранить качество плодов и увеличить сроки хранения.
В послеуборочный период основными факторами, влияющими на управление жизненными процессами плодов, становятся температура и относительная влажность и состав атмосферы (содержание кислорода, двуокиси углерода, этилена).
Комплексное использование этих факторов позволило разработать несколько технологий хранения плодов яблони:
- обычная атмосфера (ОА) (О2=21%, СО2=0,03%);
- регулируемая атмосфера (РА) с ультранизким содержанием кислорода (О2 = 0,8–1,5%, СО2 = 0,8–3%);
- модифицированная атмосфера (МА) (О2 = 12–18%, СО2 = 3–6%).
В некоторых странах (Италия, Голландия, Германия и др.) разработана и применяется технология хранения плодов в динамичной регулируемой атмосфере (ДРА).
Каждая из указанных технологий имеет свои преимущества и недостатки.
В 2000-х гг. в США и России был разработан ингибитор этилена 1-метилциклопропен (1-МЦП), который стал основным компонентом препаратов Smart Frech и Фитомаг соответственно. Механизм действия 1-МЦП заключается в присоединении его молекул к рецепторам этилена на клеточной мембране, занимая его место. В связи с этим этилен не может присоединится к его рецепторам и образовывать активные комплексы. Так как связь 1-МЦП с рецепторам этилена в 10 раз прочнее, чем этилена, то 1-МЦП эффективно контролирует биосинтез этилена и позволяет сохранить качество плодов как при хранении, так и при доведении до потребителя, продлевая «жизнь на полке». Таким образом, максимальная результативность существующих технологий хранения достигается при их использовании в сочетании обработкой плодов 1-МЦП в послеуборочный период.
Основные причины потерь во время хранения – это поражение плодов заболеваниями, в т.ч. загаром, подкожной пятнистостью, внутренним и внешним побурением тканей, распадом, грибными гнилями и др. Устойчивость плодов к этим болезням зависит от генотипа сорта, предуборочных и послеуборочных факторов, технологий и сроков хранения, что подтверждает необходимость управления всеми этапами единой живой системы.
Многолетние исследования привели к разработке:
- показателей оптимальных сроков съема плодов;
- показателей формирования однородных партий для закладки на хранение;
- дифференцированных условий (tоС, О2, СО2) и сроков хранения плодов яблони с учетом биологических особенностей сортов и каждой партии в ОА, РА и МА;
- технологии послеуборочной обработки плодов ингибитором этилена в зависимости от помологического сорта (дозировка, сроки обработки);
- показателям прогноза лежкости однородных партий плодов и сроков их реализации.
Системы хранения требуют адаптации к условиям каждого хозяйства с учетом сортового состава, типа садов, наличествующей базы хранения и квалификации кадров, при этом для освоения новых технологий необходимы подготовка и переподготовка специалистов, занимающихся производством, уборкой, хранением и реализацией плодов.
Новые технологии хранения плодов прошли апробацию в крупных хозяйствах южной зоны (ОАО «Сад-Гигант» и др.) и средней полосы (ОАО «15 лет Октября», ОАО «Агроном») в течение 12 лет, и с учетом обобщенного опыта рекомендованы для широкого освоения.
Дифференцированное использование новых технологий позволяет обеспечивать длительное хранение плодов (7–10 месяцев) с наименьшими потерями и сохранением высокого качества.
Контроль качества плодов при хранении
В период хранения проводится мониторинг физиологического состояния и качества плодов (табл. 2). На основании приведенных в табл. 2 показателей составляется план реализации плодов.
Таблица 2.Мониторинг физиологического состояния и качества плодов
Наименование показателя |
Значение показателя |
|
Экзогенное содержание этилена в камерах |
не более 5 ppm |
|
Эндогенное содержание этилена в плодах |
менее 5 ppm |
|
Твердость плодов |
не менее 6 кг/см2 |
|
Содержание конъюгированных триенов (для загарных сортов) |
не более 5 нмоль/см2 |
|
Визуальный осмотр плодов в камерах и после пребывания плодов в комнатных условиях в течение 7–10 дней |
свежесть, привлекательность плода, наличие загара, подкожной пятнистости, внутреннего и внешнего побурения тканей, вкус и др. |
Товарная обработка и реализация
Товарная обработка и реализация плодов – это процесс формирования однородных по товарному качеству партий плодов для установления оптимальных цен и рынков сбыта.
На этом этапе одним из важных условий сохранения качества плодов является использование современных линий товарной обработки тары, которые могут снизить уровень потерь от механических повреждений и способны разделять плоды на товарные сорта с учетом калибра, окраски, степени повреждения различными дефектами.
Доставка плодов до рынков сбыта должна осуществляться специализированным транспортом, в котором предусмотрено регулирование температуры и относительной влажности воздуха.
Гудковский В.А., заведующий отделом послеуборочных технологий ФГБНУ «ФНЦ им. И.В. Мичурина», доктор сельскохозяйственных наук, профессор, академик РАСХН