Одним із найперспективніших джерел низькокалорійних природних солодощів є інтродукована із Південної Америки багаторічна травяна рослина Stevia rebaudiana Bertoni, в листках якої міститься не менше восьми різних дитерпенових глікозидів з винятково солодким смаком.

У нашій країні роботи з вивчення біологічних та агротехнічних особливостей цієї рослини з метою її інтродукції розпочаті ще в 1986 році і проводяться в різних грунтово-кліматичних зонах.

Одним з основних завдань при інтродукції стевії в Україні є вирощування її в польових умовах за однорічним циклом і вивчення таких важливих питань, як строки посадки, площа живлення рослин, попередники стевії, грунти і їх обробіток, добрива, догляд за рослинами, збирання врожаю та інші. 

 

У зв’язку з тим, що товарною частиною, заради якої вона вирощується, є листки, всі агротехнічні прийоми мають бути направлені

на досягнення оптимальної площі листкової поверхні, при якій би листки мали найкращі можливості для фотосинтезу, а отже і для біосинтезу дитерпенових глікозидів.

Попередники

У зв’язку з тим, що стевія пропасна культура, попередниками її мають бути рослини вузькорядного або суцільного способу сівби; це можуть бути трави, зернові (краще на зелений корм), зернобобові.

Грунти та їх обробіток

Для вирощування стевії поле обробляють так само, як і для вирощування пізніх просапних культур. Але підготовку грунту потрібно проводити ретельніше, тому що коренева система стевії при посадці ще не дуже розвинена; крім того, стевія в перший період вегетації росте досить повільно.

Кращими для стевії є грунти з легким механічним складом, слабо-кислі, з високим рівнем ґрунтових вод. На важких грунтах, збагачених органічними речовинами, можуть розвиватися хвороби кореневої системи.

Весною, на полі, де буде висаджуватися стевія, проводять закриття вологи, а потім – першу культивацію на глибину 12-14 см. Другу культивацію проводять за декілька днів до висадки розсади. В цей період особливо потрібно звернути увагу на якість підготовки поля: відсутність бур’янів та розпушеність грунту гарантують якісну посадку рослин.

Розсаду висаджують у відкритий грунт тоді, коли минає загроза заморозків, а середньодобова температура повітря досягає +10 0С.

Посадка стевії. Густота стояння

При ручній посадці розсади стевії нарізають борозни глибиною 15 см, щоб забезпечити вертикальне розміщення кореневої системи. У борозни перед посадкою наливають воду і після її поглинання грунтом висаджують рослини, заглиблюючи їх на 1-2 см вище кореневої шийки, або до першої пари листків. Якщо рослини переросли, то посадку можна проводити трохи глибше. Після посадки рослини потрібно добре полити зверху, щоб грунт осів і біля коренів не утворювалися порожнини, тому що в такому випадку розсада погано приживається.

При посадці у відкритий грунт цінного матеріалу, з метою збільшення коефіцієнта розмноження, можна застосовувати дещо видозмінену посадку розсади, отриману методом культури in vitro з таким розрахунком, щоб заглибити в грунт не менше 3-4 міжвузлів у горизонтальному положенні. При такому способі посадки утворюються багатоярусні кореневища, які після зимового зберігання ділять частини у поперечному напрямку до стебла і висаджують у приготовлену суміш.

Найціннішою частиною врожаю стевії є листки, в яких накопичуються солодкі глікозиди. Тому при вирощуванні стевії необхідно забезпечити на ділянці вирощування оптимальну площу листків.

Від густоти стояння рослин залежать темпи їх росту і розвитку, морфологія рослин, інтенсивність їх освітлення, а відповідно і накопичення фітомаси і її якість.

Одним із основних питань технології вирощування стевії є оптимізація площі живлення. Оптимальна густота стояння рослин в полі є однією із важливих умов вирощування високих врожаїв. Ця проблема знайшла відгук у багатьох зарубіжних вчених. Так, Sakaguchi, вивчаючи густоту насадження стевії в межах від 80 до 400 тис/га, довів, що найбільш ефективним є розміщення на 1 гектарі 100 тисяч рослин. у Парагваї кращим варіантом виявився 45 тис/га, а в Каліфорнії (США) – не більше 200 тис/га. Але рекомендації цих авторів стосуються досліджень з вирощування стевії як багаторічної культури.

При вивчені густоти насадження стевії в Західному Лісостепу України відзначалося, що на початкових фазах розвитку рослин біометричні виміри не виявили ніякої різниці щодо висоти рослин, числа міжвузлів і кількості стебел. Але через деякий час ця різниця починає проявлятися. Так, при густоті насадження 120 тис/га рослини були нижчі на 10-12%, ніж при густоті 80 тис/га, а число міжвузлів – дещо більшим, що забезпечувало кращу облистяність рослин. варіанти з різною густотою насадження рослин відрізнялися за урожаєм сирої і сухої маси листків. У варіантах з меншою густотою маса однієї рослини збільшувалась: при 80 тис/га вона становила 168 г і 60 г відповідно; при 100 тис/га – 160г і 55 г; при 120 тис/га – 149 г і 50 г. відзначено також різницю в процентному співвідношенні сухої маси листків і стебел. При більшій густоті стояння воно було вище для листків (54-58%), при меншій – для стебел (46-48%).

У дослідах лабораторії технології вирощування стевії вивчли густоту посадки розсади залежно від відстані між рослинами в рядку за схемами: 45х20 см, 45х30 см, 45х40см.

Дослідження показали, що при розрідженній посадці (збільшенні площі живлення рослини), середня маса однієї рослини збільшується, а урожай всієї надземної маси, а також листків – зменшується.

В результаті проведених досліджень встановлено, що при вирощуванні стевії в умовах Лісостепу України доцільно висаджувати стевію за схемою 45х20 см (ширина міжрядь 45 см. Відстань між рослинами в рядку 20 см). Така схема посадки забезпечує густоту стояння 111 тис. штук рослин на гектар і дозволяє найбільш повно використати можливості родючості грунту з урахуванням біологічного потенціалу стевії. За такої густоти одержано максимальний урожай загальної маси рослин, сирих листків, загальної сухої маси і окремо сухих листків. Підвищення густоти стояння за рахунок зменшення ширини міжрядь з 60 до 45 см позитивно впливає на підвищення врожаю зеленої маси з одиниці площі. Урожай сухих листків при цьому становить в середньому 2,4 т/га, що на 15-20% вище, порівняно з урожаєм, отриманим при міжрядді 60 см.

При збільшенні відстані між рослинами в рядках з 20 до 30 см урожай сухих листків знижується на 16,7%, а при збільшенні відстані до 40 см – на 37,5%. У зв’язку з тим, що товарною частиною стевії є листки, то їх частка від загальної наземної маси має важливе значення в загальній структурі урожаю. В проведених дослідах із збільшенням відстані між рослинами вихід листків, сирих і сухих,збільшується. Багато дослідників на інших культурах показали, що при збільшенні площі живлення окремі рослини утворюють більше листків, збільшуються розміри листків. За даними інших дослідників, при адаптації до загущення співвідношення між біомасою листків і стебел зберігаються незмінними. Такі показники, як вихід сухої маси від загальної сирої, та вихід сухих листків від загальної сирої маси в дослідах по варіантах практично не відрізнялися. Більша площа живлення при розрідженій посадці (55-74 тис. штук рослин на гектар), безперечно забезпечує кращі умови для росту і розвитку кожної окремої рослини. Але оптимально є така густота стояння рослини, при якій досягається одержання максимального урожаю основної продукції з одиниці площі, а не найбільша продуктивність однієї рослини.

Щодо строків посадки стевії потрібно зазначити, що рання, травнева посадка розсади у відкритий грунт за відсутності замовників дозволяє одержати вищий врожай. Це пов’язано з тривалішим періодом вегетації рослин у польових умовах, а також сприятливішими умовами приживлення розсади.

За ранніх строків посадки (23-25 травня) у грунті зберігається достатньо вологи, що сприяє кращому приживанню розсади. Як показали біометричні виміри, рослини, висаджені дещо пізніше (8-10 червня), хоча не дуже відставали в розвитку порівняно з травневими посадками, але за кількістю міжвузлів, стебел та облистяності відставання було значним.

Облисяність рослин, висаджених раніше, більше ніж у два рази перевищувала облисяність рослин, висаджених у певній декаді червня. Травневі строки посадки за показником урожаю листків значно перевищували червневі. Саме тому при відсутності загрози заморозків стевію краще висаджувати у відкритий грунт не пізніше 23-25 травня.

Для кращого приживання розсади часто застосовуються паперові касети (Paperpot) та торфоперегнійні горщики. Лабораторією стевії ІЦБ розроблено технологію вирощування розсади в паперових касетах для механізованої посадки стевії. Застосування паперових касет з комірками розміром 5х5 см та 5,5х6,5 см дозволяє здійснювати укорінення зелених живців і дорощувати рослини, отримані методом in vitro. При вирощуванні розсади стевії в паперових касетах не пригнічується розвиток кореневої системи і при пересадці у відкритий грунт вона не травмується. Швидше вкорінюється. Найкращими субстратами при вирощуванні розсади в паперових касетах є: перліт/пісок – 3:1. а також перліт/пісок 3:1 + ґрунтова суміш.

Для механізованої посадки стевії в паперових касетах можна використовувати тютюнову розсадосадильну машину СКИ-6А або овочеві розсадильні машини, що переобладнанні відповідним чином.

Розсада, висаджена в поле у торфоперегнійних горщиках, у перший період вегетації розвивається краще, ніж в паперових касетах, а також краще, ніж та, що була висаджена прямо в грунт. Уже через місяць вона випереджала інші види розсади за показниками висоти і облистяності. Це пояснюється тим, що у таких рослин не травмувалась коренева система, був сприятливим водний та поживний режими.

Але в умовах недостатнього зволоження торфоперегнійні горщики у подальшому обмежують розвиток кореневої системи, внаслідок чого пригнічується ріст і розвиток рослини. окрім того, рослини у торфоперегнійних горщиках інтенсивніше уражаються грибковими хворобами, що й обумовлює недобір врожаю.

Найнижчий урожай зеленої маси був отриманий на тих варіантах, де проводили пряму посадку розсади в грунт. Це пояснюється тим, що при пересадці розсади у грунт значно пошкоджувається коренева система, рослини погано приживаються і уповільнюються темпи росту рослин на початку вегетації.

Найвищий урожай отримано при ранніх, травневих строках посадки розсадою, висадженою в паперових касетах з шириною міжрядь 45 см. За такого способу посадки розсади на 30-33% врожай був вищим, ніж за прямої посадки у грунт і на 15-20% вищим від висадженої у торфоперегнійних горщиках.

Догляд за рослинами.

Після посадки розсади до її приживання потрібно систематично проводити поливи та розпушування грунту. Після того, коли розсада приживеться, поливи потрібно проводити у міру потреби, оскільки надмірні поливи в цей період не сприяють нормальному розвитку кореневої системи. В період інтенсивного росту стевії поливи проводять так, щоб вода проникала на глибину 30-50 см. У зв’язку з тим, що стевія погано переносить посуху, поливи потрібно проводити частіше.

Під час догляду за рослинами розпушування потрібно проводити не досить близько від рослини, тому що останні дуже крихкі і швидко ламаються, а коренева система, розміщуючись неглибоко від поверхні грунту, при необережному обробітку може пошкоджуватися. Для нормального росту і розвитку стевії грунт повинен бути розпушеним. Для забезпечення оптимального повітряного режиму протягом вегетаційного періоду потрібно проводити 3-4 розпушування та вести боротьбу з бур’янами.

Удобрення стевії

При вирощуванні розсади стевії проводили досліди з визначення оптимальних доз добрива, що вносили в субстрат, які б забезпечували добре приживання рослин і високу якість розсади. Результати досліджень показали, що при вирощуванні розсади на субстраті перліт-пісок при густоті 225 штук рослин на 1 м2 найоптимальнішим є внесення на 0,4 м2 субстрату: при вирощуванні розсади із рослин, одержаних із культури тканин: N – 1-2г, P2O5 – 2г, K2O – 2г; при вирощуванні розсади із живців: N – 2-3 г, P2O5 – 2-3 г, K2O – 2-3 г у вигляді простих добрив.

Для вивчення впливу основних елементів живлення на продуктивність стевії, одержаної із розсади in vitro, проводили вегетаційні досліди, в яких вивчали дію азоту, фосфору і калію, а також подвійних і потрійних сполучень цих елементів живлення.

Оптимальна доза добрив на одну посудину становила: азоту (N) – 2 г, фосфору (P2O5) – 2 г, калію (К2О) – 2 г; у варіантах з внесенням подвійних доз – кількість основних елементів живлення подвоювали. Добрива вносили у вигляді аміачної селітри, суперфосфату простого гранульованого, 40% калійної солі. У кожну посудину висаджували по одній рослині, отриманій із культури in vitro.

Проведені в ІЦБ дослідження показали, що при внесенні в посудини одного лише фосфору в другій половині вегетації і особливо перед збиранням, рослинам не вистачило інших елементів живлення, в першу чергу азоту. Це призводило до того. Що листки стевії ставали блідо-зеленими з жовтуватим відтінком, а верхні листки згортались і засихали, рослини витягувались в основному за рахунок збільшення міжвузлів. Збільшення маси рослин стевії в цьому варіанті порівняно з контролем без внесення добрив в середньому за три роки становило 94,2 г, маси сухих листків – 12,7 г. при внесені тльки калійних, а також фосфорних і калійних добрив листки на рослинах стевії жовтіли і скручувалися, особливо перед збиранням. Підвищення урожаю рослин і сухих листків в цих варіантах становило відповідно: 49,7 г, 4,0 г, 90,5 г, 11,8 г. У контрольованому варіанті рослини за зовнішнім виглядом були нормально розвинені, без ознак пригнічення, але значно менших розмірів.

При внесенні парних сполучень – азоту з фосфором або азоту з калієм рослини були добре розвинені, зеленого кольору і зберігали такий вигляд до самого збирання урожаю. Приріст маси рослин становив відповідно 151,4 г і 140,5 г і маси сухих листків – 20,8 і 19,1 г.

Внесення трьох елементів живлення в одній дозі було найбільш ефективним; урожай рослин в середньому за 3 роки збільшився на 213,1 г, маса сухих листків – на 28, 9 г.

При внесенні подвійних доз добрива (2NPK) спостерігали значне пригнічення рослини стевії, особливо після підживлення азотом. Краї верхніх листків добрив порівняно з однією дозою негативно позначалося на продуктивності стевії. Крім того, вснесення подвійних норма пригнічувало розвиток кореневої системи рослин.

Визначення вмісту дитерпенових глікозидів показало, що внесення азоту не впливало на їх вміст у листках стевії. При внесенні фосфору спостерігали тенденцію зниження кількості стевіозиду в листках стевії, а внесення калію збільшувало вміст глікозидів. Особливо стевіозиду. Парні сполучення добрив порівняно з контрольним варіантом сприяли збільшенню кількості глікозидів у листках, особливо при внесенні азоту і фосфору; вміст суми глікозидів (стевіозиду і ребаудозиду) підвищується порівняно з контролем на 2,03%.

Внесення трьох елементів живлення (по 2 г діючої речовини на посудину) збільшувало відсоток глікозидів у листках на 1,51%, в основному за рахунок ребаудиозиду А, кількість якого становила 3,23%.

При подвійній дозі добрив (2NPK) спостерігається значне пригнічення рослин і зниження вмісту глікозидів порівняно з контролем на 2,06%, а порівняно з однією дозою – майже у два рази.

Таким чином, найвищу продуктивність стевії забезпечувало внесення азоту, фосфору і калію в дозі 2 г діючої речовини на посудину. При цьому маса сухих листків з однієї рослини становила 45,4 г, а вміст дитерпенових глікозидів – 7,51%.

З метою визначення оптимальних доз добрив при вирощуванні стевії у Лісостеповій зоні України проводили також польові досліди. В період вегетації проводили вимірювання рослин, які показали, що добрива позитивно впливають на висоту рослин у перший період вегетації. Уже в період масової бутонізації різниці в висоті рослин по варіантах майже не спостерігали. Але на всіх варіантах відзначали більш ранню появу на рослинах пагонів першого порядку і велику інтенсивність їх росту.

Застосування добрив впливало на урожай стевії та його структуру. При внесенні добрив у дозах: N60P60K60, N120P120K120 i N60P60KK120 спостерігали тенденцію зниження відсотку листків в урожаї стевії. Внесення добрив в дозі N60P60K60 підвищувало урожай рослин стевії на 71,4 ц/га і масу листків – на 38,6 ц/га порівняно з контролем, а масу сухих листків – на 8,3 ц/га.

За даними Ксьондз Л.І., при внесенні N120P120K120 відзначено зниження урожаю стевії порівняно з дозою N60P60К60; приріст маси рослин і сухих листків порівняно з контролем становить 45,5 і 5,5 ц/га.

Підвищення дози одного із елементів живлення до 120 кг/га знижувало урожай стевії порівняно з внесенням добрив в дозі N60P60К60, особливо при збільшенні дози калію.

При збиранні в сухих листках стевії визначали дитерпенові глікозиди (визначення глікозидів проводили Яворська Т.К. і Сеульська Т.А.). Було виявлено, що внесення добрив впливало на склад дитерпенових глікозидів у листках. В середньому за два роки внесення N60P60К60 підвищувало вміст глікозидів на 0,98% порівняно з варіантом без добрив. Збільшення дози добрив до N120P120К120 не підвищувало вмісту глікозидів порівняно з попередньою дозою, але маса абсолютно сухих листків збільшувалася.

При підвищенні дози до 120 кг/га одного з елементів живлення відзначено тенденцію підвищення вмісту глікозидів у листках при збільшенні дози фосфору і значне зниження при підвищенні дози калію.

Найвищу надбавку (0,73 ц/га) збору глікозидів з гектара отримано при внесенні добрив в дозі N60P60К60.

Таким чином, оптимальною дозою внесення добрив під стевію у зоні Лісостепу України на сірих лісових грунтах є N60P60R60, яка забезпечує підвищення урожаю рослин на 71,4 ц/га, маси сухих листків на 8,3 ц/га і вмісту дитерпенових глікозидів у листках стевії – на 0,98% при урожаї рослин в контрольному варіанті (без добрив) 189,1 ц/га, масі сухих листків – 27,7 ц/га і сумі глікозидів – 45,53%.

При можливості одержання двох укосів стевії, після першого укосу необхідно проводити підживлення рослин азотними добривами з розрахунку 30 кг/га азоту з наступним поливом.

Добрива в дозі N60P60К60 вносять у формі простих добрив: карбаміда, суперфосфата простого гранульованого, калійної солі або сірчаного калію. Фосфорні і калійні добрива вносять восени під зяблеву оранку або під культивацію. Азотні добрива вносять весною під культивацію.

Добрива і амінокислотний склад листків стевії

Біосинтез дитерпенових глікозидів зв’язаний також з метаболізмом амінокислот: мевалонова кислота може утворюватися при розкладі лейцитину. Відомо, що попередниками глікозидів є деякі амінокислоти з розгалуженим вуглеводним ланцюгом: валін, ізолейцин, лейцин і ароматичні: фенілаланін і тирозин. Враховуючи можливий зв'язок біосинтезу солодких глікозидів з метаболізмом деяких амінокислот, було проведено визначення амінокислотного складу листків стевії. За даними деяких дослідників, стевія не потребує великої кількості добрив, але позитивно реагує на внесення калію, який бере участь у регулюванні тургору рослинних клітин. Виходячи з цього, склад амінокислот визначали в листкаїх стевії, вирощеної без добрив, а також з внесенням невеликої кількості добрив (60 кг/га), а також з внесенням підвищеної кількості калію (N60P60К60 кг/га).

Якісний склад амінокислот у листках стевії не зазнавав великих змін при внесенні добрив; тільки одна амінокислота – метонін – була відсутня при внесенні N60P60К60, при досить низькому його вмісту у двох інших варіантах – 0,1 % від суми.

Загальний склад амінокислот не змінювався після внесення невеликих доз добрив і суттєво зростав (на 70%) при внесенні підвищеної дози калію.

За даними Н.І. Ковальчук і К.І. Гресь вміст окремих амінокислот і їх співвідношенні при внесенні добрив суттєво змінюється. Так, вміст проліну при внесенні помірних доз добрив збільшувався на 6,8 % порівняно з контролем (без добрив), при внесенні підвищеної кількості калію – на 8,4%, а серину відповідно на 3% і на 6,1%. В сторону зменшенні при внесенні добрив змінювалася головним чином кількість аланіну і гліцину.

За показником вмісту незамінних та глікозидогенних амінокислот відзначали однакові закономірності: при помірних дозах добрив їх кількість зменшується, при підвищеній дозі калію – значно збільшується (на 37 і 38%); при цьому частка їх від загального вмісту амінокислот зменшується: у незамінних амінокислот – з 40,9% до 32,1%, у гілкозидогенних – з 22,8 до 18,6%.

Вміст лейцину, який є одночасно незамінною і глікозидогенною амінокислотою, при внесенні добрив зменшується з 8,3% від загальної суми – в контролі, до 6,5% - при підвищеній дозі калію. Можливо, це зниження пояснюється більш активною участю лейцину в біосинтезі терпеноїдів.

Економічна ефективність вирощування стевії в Україні

Інтродукція стевії в Україні як джерела природного низькокалорійного підсолоджувала почалася в 1985 р. у Всесоюзному науково-дослідному інституті цукрових буряків (ВНІЦ) у зв’язку з відсутністю в нашій країні безпечних, нешкідливих для людини підсолоджувачів.

Дослідження, проведені Інститутом цукрових буряків упродовж 17 років, показали, що ця рослина добре пристосувалася та успішно вирощується в різних грунтово-кліматичних умовах; в Центральному та Західному Лісостепу України, в Закарпатті, Кримській АР.

Стевія – високопродуктивна рослина, тому економічна ефективність її вирощування досить висока.

Перші дослідження, проведені у ВНІЦ, показали, що кожен гектар, зайнятий цією культурою, може дати 20 центнерів і більше маси сухих листків. При наявності в листках солодких глікозидів від 7 до 10% (залежно від сорту та форми стевії) можна одержати від 140 до 200 кг чистого продукту (стевіозиду) з одного гектара, що при його солодкості, яка в 200-300 разів перевищує солодкість цукру, становить 300-450 центнерів цукру з гектара. Це при тому, що найбільш цукристі сорти цукрових буряків дають максимально 100-120 центнерів цукру з одного гектара.

Протягом останніх років зростає попит споживачів на вітчизняну стевію та продукти її переробки.

Вартість стевії та стевіозиду на світовому ринку досить висока і в різних країнах коливається в широких межах.

На ринку США сухі подрібнені листки стевії коштують 340 долларів за 1 кг, рідкий концентрат – 306 дол за 1 кг, концентрований екстракт у таблетках – 4990 дол за 1 кг.

В Японії в кінці минулого століття вартість стевіозиду перевищувала вартість цукру у 17 разів і становила 3000 ієн за 1 кг.

У зв’язку з тим, що вітчизняна стевія дешевша, конкурентноспроможніша, має кращі смакові якості, вона впевнено витісняє з українського ринку імпортні цукрозамінник, особливо синтетичного походження. До того ж, українські лікарі підтвердили безпечність вживання української стевії як лікувального, так і профілактичного засобу.

Промислове виробництво сухих листків стевії на сьогодні базується лише в Криму, де заплановано розширення площі під цією культурою.

Особливістю існуючої технології виробництва стевії в Україні є:

- вегетативний спосіб її розмноження шляхом вирощування розсади методом культури in vitro та зеленим живцюванням, оскільки насіння стевії в середній смузі європейської частини недостатньо визріває і має низьку схожість.

- Використання, в основному, ручної праці із-за відсутності спеціальних машин для її посадки, обробітку та збирання врожаю. Все це значно підвищує собівартість вирощування стевії.

Удосконалення технології виробництва стевії в Україні можливе:

1. При розмноженні її насінням, що дозволить змінити технологію та знизити собівартість її вирощування на 35-40%

2. При підвищенні рівня механізації технологічних процесів шляхом впровадження садильних та збиральних машин, а також машин для обробітку грунту та боротьби з бур’янами.

3. При збиранні двох урожаїв листків стевії на рік.
Впровадження цих заходів дозволить суттєво знизити собівартість виробництва стевії, підвищити прибутковість та рентабельність господарств, які її вирощують.