Техническая конопля: возделывание и использование сырья в перерабатывающей отрасли

Конопля посевная (Cannabis sativa) – культура многостороннего использования. Конопля является древнейшей сельскохозяйственной культурой и, по мнению ряда авторов, используется человечеством уже более 10 тыс. лет. Волокно конопли применяется для изготовления рыболовных сетей, веревок, одежды, в кораблестроении и т.д. Семена конопли используются при получении масел, красок, муки, конопляного «молока».

В последние годы спектр использования продуктов переработки конопли в мире стабильно расширяется, разрабатываются новейшие технологии производства изделий для применения в инновационных сферах промышленности. Конопля является стратегической культурой, входит в круг интересов бизнеса и правительств развитых стран. В России только в последние годы стали обращать внимание на техническую коноплю, возделывание и переработка которой получает второе дыхание.

Для интенсификации коноплеводства необходимо нормативно-правовое регламентирование деятельности, связанной с культивированием технических сортов конопли в промышленных целях, через совершенствование соответствующей законодательной базы. Новое отношение к конопле посевной вытекает из Постановления Правительства РФ от 06.02.2020 №101 «Об установлении сортов наркосодержащих растений, разрешенных для культивирования для производства используемых в медицинских целях и (или) ветеринарии наркотических средств и психотропных веществ, для культивирования в промышленных целях, не связанных с производством или изготовлением наркотических средств и психотропных веществ, а также требований к сортам и условиям их культивирования».

Согласно этому документу, сельхозпредприятиям законодательно разрешено выращивать коноплю, в сухой массе листьев и соцветий верхних частей растений которой содержится не более 0,1% наркотического вещества. При этом запрещено использовать для посева в промышленных целях семена четвертой и последующих репродукций.

В 2014 году, после объявления западными странами санкций против Российской Федерации, остро встал вопрос импортозамещения, в связи с чем исследования по возделыванию новых сортов и гибридов конопли, расширению ареала возделывания стали чрезвычайно актуальными.

Конопля имеет широкий ареал распространения, способна произрастать в широком диапазоне активных температур от 900 до 4000°С (в Курганской области сумма активных температур колеблется в пределах от 2300 до 2350°С). У региона имеются все предпосылки для развития коноплеводства – 245 тыс. га пригодной пашни, логистика и трудовые ресурсы, а наличие территорий с особым экономическим развитием (ТОСЭР) позволит реализовать проект на привлекательных условиях.

В 2020 году на территории Курганской области фермеры посеяли 105 гектаров технической конопли: 100 – в Макушинском и 5 – в Целинном районе. Кроме того, в качестве экспериментальных исследований, опыты с коноплей заложил Агрохолдинг «Кургансемена». По данным Департамента АПК Курганской области, в 2021 году посеяно 50 га в Макушинском и 8 га в Целинном районах. 

Научное значение исследований заключается в изучении адаптивного продуктивного потенциала конопли посевной в условиях лесостепи Зауралья, определении фитосанитарного состояния агроценоза. Проводимые в рамках НИР исследования имеют большую научную и практическую значимость для развития агропромышленного комплекса Курганской области, поскольку в его устойчивом росте одну из главных ролей занимает широкое использование перспективных культур.

Производственный полевой опыт по разработке технологических приёмов возделывания конопли посевной на семена, масло и целлюлозу в условиях лесостепи Зауралья был заложен 17 мая 2020 года на базе ООО «Инженерно-производственный центр «Профсервис» Макушинского района Курганской области. 

Почва опытного участка – чернозём обыкновенный солонцеватый. Она характеризуется удовлетворительными физико-химическими свойствами, имеет сравнительно высокую обменную поглотительную способность (25,5 мг.-экв./ 100 г почвы). 

Величина актуальной кислотности (рНводн) составляет около 7,2 единиц с незначительным варьированием.

В опыте изучали три фактора: фактор А – способ посева, фактор В – нормы высева млн. всхожих зерен на 1 га, фактор С – сорта. Семена высевались в количестве 30, 45 и 60 кг/га. Посев производился рядовым (22,5 см) и широкорядным (45 см) способами. Объектами исследований являлись сорта ненаркотической конопли среднерусского экотипа Вера и Надежда. Почва к посеву прогрелась до 8-10ºС. Использовалась сеялка СЗС-2,1 в агрегате с трактором Т-150, семена заделывались на глубину 4-6 см, после посева было проведено прикатывание сцепом катков 3-ККШ–6.


 

В условиях проведения исследований, появление всходов было отмечено на 12-е сутки после посева на всех вариантах. Увеличение нормы высева ускоряло прохождение основных фаз развития растений на 2-4 дня. Период вегетации от всходов до технической спелости при увеличении норм высева сократился на 2-3 дня.

Длительность вегетационного периода от массовых всходов до созревания семян находилась в прямой зависимости от продолжительности основных фаз развития растений и колебалась от 121 до 130 суток.

Проведенные исследования позволили выявить прямую зависимость длины соцветия от площади питания растений – с увеличением нормы высева происходило уменьшение длины соцветия, что, в свою очередь приводило к снижению выхода семян с растения. 

Сложившиеся погодные условия вегетационного периода можно считать неблагоприятными для выращивания конопли посевной. Год был засушливый, это отразилось и на продуктивных показателях конопли. Урожайность основных видов продукции конопли посевной определяется её основными структурными элементами – массой стебля, количеством семян с растения, массой 1000 семян, а также плотностью посева и продуктивной кустистостью стеблестоя.

В исследованиях ставилась задача изучения признаков продуктивности и урожайности семян и стеблей в комплексе с другими хозяйственно-ценными признаками и биологическими свойствами конопли посевной. Различные нормы высева и способы сева формируют неодинаковую площадь питания растений. Равномерное размещение растений по площади обеспечивает оптимальное использование растениями почвенных ресурсов питательных веществ и влаги, неравномерное – создаёт пестроту по высоте и толщине стеблей, являясь одной из причин выпадения растений. Густота стояния растений имеет важное значение для правильной оценки вариантов опыта, так как в значительной степени влияет на величину урожая. 

Средняя высота растения конопля составила 64,9 см. При норме высева 30 кг/га высота растений составила 84,1 см, при увеличении нормы до 45 кг/га снизилась до 63,0 см, до 60 кг/га – составила 47,6 см (НСР05 для частных различий – 8,6 см). Независимо от ширины междурядья и норм высева более высокими были растения сорта Надежда в сравнении с сортом Вера.

Выживаемость растений, урожайность семян определяли на специально закрепленных площадках размером 1 м2 на каждой делянке опыта. 

Число выживших к уборке растений сорта Вера с нормой высева 30 кг/га составило 31,19%, с увеличением нормы высева показатель снижался до 27,0%. Аналогичные изменения показателя происходили с растениями сорта Надежда – при норме высева 30 кг/га число выживших растений было максимальным и составило 34,4%, а с увеличением нормы высева снизилось до 26,6%.

Продуктивность конопли зависела от густоты стеблестоя растений, сохранившихся к уборке, которая, в свою очередь, зависела от нормы высева и условий минерального питания растений. Урожай семян имел диапазон варьирования по вариантам опыта от 0,05 до 0,22 до т/га. Отмечена прямая зависимость урожайности семян от нормы высева – при увеличении нормы высева с 30 кг/га до 60 кг/га урожайность по сортам снижалась. Также снижение урожайности наблюдалась при использовании широкорядного способа высева семян. 

После исследований, на профиле подготовки «Геоинформационное обеспечение и цифровые технологии в агросистемах», магистрант Кристина Александровна Сажина провела исследования с целью разработки рецепта хлеба пшеничного с применением функциональной добавки – конопляной муки, по результатам которых была подана заявка на патент.


 

Современные представления о рациональном питании предполагают, что пищевые продукты должны обладать не только высокой пищевой ценностью, но и оказывать регуляторное и лечебное воздействие на организм. Поэтому в современном мире все большую популярность приобретают продукты функциональной направленности.

Учитывая вкусовые предпочтения населения и желание создать максимально полезный продукт, нами были разработаны пять рецептов хлеба пшеничного с добавлением функциональной добавки (конопляной муки и дробленых семян конопли). Конопляная мука содержит больше белка, чем пшеничная и ржаная, также она богата липидами, в том числе незаменимыми жирными кислотами группы омега-3 и омега-6, содержит растворимые витамины и восполняет дефицит минеральных элементов. Перечисленные преимущества делают конопляную муку качественной добавкой, обогащающей продукты питания.

Кроме того, конопляная мука отличается витаминным богатством – в ней содержатся каротиноиды, витамины Е, С, D и К, витамины группы B (B1, B2, B3, B4 (холин), B5, B6, B8 (инозитол), B7 (биотин), B9 и B12.

По итогу проведения дегустационной оценки был выбран наиболее привлекательный внешне и по вкусовым качествам опытный образец хлеба, на рецепт которого подана заявка на патент.

Помимо пшеничного хлеба функциональной направленности был разработан рецепт мармелада с применением конопляного «молока», на который также была подана заявка на патент. Конопляное «молоко», по сравнению с другими растительными аналогами, является протеиновым продуктом с высоким содержанием омега-3, -6, -9 жирными кислотами, а также источником железа.

Проведенные исследования показали высокую перспективность возделывания конопли посевной в Курганской области, несмотря на неблагоприятные погодные условия вегетационного периода. Получаемая продукция может быть использована во многих отраслях промышленности региона.