Комплексный подход к выращиванию методом светокультуры и использованию стевии может быть эффективным для регионов с суровыми климатическими условиями. Очевидными преимуществами такого подхода является отсутствие затрат на решение проблем транспортировки и хранения, наличие в течение всего года свежего экологически чистого лекарственного сырья со стабильными биохимическими показателями, требуемыми для создания продуктов функционального питания.
Стевия обладает способностью произрастать в довольно широком диапазоне природно-климатических условий. Необходимость выращивания стевии в новых для нее условиях Российской Федерации поставила перед учеными много задач: разработать технологию ее возделывания; изучить отзывчивость стевии на удобрения, сроки высадки в грунт, уборки и многое другое с целью получения максимального урожая. Так, исследования по изучению адаптации стевии в условиях средней полосы России во Всероссийском научно-исследовательском институте сахарной свеклы и сахара (ВНИИСС) показали, что естественный потенциал плодородия черноземов позволяет получить 20–30 ц зеленой массы стевии с 1 га [52].
Внесение минеральных удобрений значительно улучшает режим питания этой культуры. Но интродукция стевии в Центрально-Черноземной полосе России все-таки затруднена климатическими особенностями зоны. Прежде всего, это недостаток тепла: сумма эффективных температур за вегетационный период составляет в среднем 2 400о
С, в то время как в тропиках она составляет 8 000оС; имеется дефицит влаги в почве и воздухе, относительная влажность которого, как правило, ниже 80 % (в родном климате – 80–100 %); в мае и сентябре отмечаются заморозки до –2 –5оС, а на родине стевии температура самого холодного месяца 17–18оС, а самого жаркого – 27–29оС.Частично разрешить проблему повышения устойчивости рассады стевии к разнообразным неблагоприятным воздействиям можно с помощью физиологически активных веществ, которые способны повысить ее адаптационный потенциал и увеличить продуктивность на 55 % [53]. Однако несмотря на то, что диапазон природно-климатических условий выращивания стевии достаточно широк, условия умеренного, тем более климата Сибирского региона, не позволяют получать достаточное количество этого сырья. Поэтому существует необходимость поиска более эффективных способов выращивания этой культуры в климатических условиях России. Одним из таких способов культивирования стевии является метод светокультуры, научные основы которого еще слабо изучены с учетом различных этапов роста и развития стевии и создания технологического процесса для круглогодичного производства биомассы растения. С другой стороны, важно не только научиться получать круглогодично растительное сырье стевии, но и перерабатывать его на месте получения. Потому представляет интерес создание научных основ технологической цепочки культивирования экологически чистой биомассы стевии и ее использования для получения продуктов питания функционального назначения.
Объектом исследования служило многолетнее травянистое растение семейства сложноцветных – стевия (Stevia rebaudiana Bertoni). Для проведения экспериментальных исследований стевию выращивали в Институте биофизики СО РАН методом гидропоники на керамзите, используя открытые установки ускоренного выращивания растений (УВР). Рассада стевии была получена из Агрофизического научно-исследовательского Института РАСХН.
В качестве корнеобитаемой среды использовали керамзит. Вегетационные сосуды сначала заполняли крупной фракцией 8–15 мм, затем более мелкой – 3–7 мм. Это обеспечивало хорошую водоудерживающую способность, аэрацию и теплоизоляционные свойства такого субстрата.
По физико-химическим свойствам керамзит является инертным материалом. Он не изменяет рН питательного раствора, не обладает поглотительной способностью в отношении катионов, не поглощает фосфат-ионы. Однако при длительном использовании этого субстрата на его поверхности откладываются фосфаты кальция, алюминия, железа. В этой связи периодически через 10–15 дней использования питательного раствора в течение 1–2 дней растения поливали водой с целью рассоления. При этом удаляются в основном азотные соединения и частично окись калия, магния, натрия. В качестве питательного раствора использовали модифицированный раствор Кнопа [38, 54].