Выращивание кофе в комнатных условиях в РСО

ХII Региональная научно-практическая конференция
«Колмогоровские чтения»
Направление: Биология
Тема работы: «Выращивание кофе в комнатных условиях в РСО - Алании».
Автор работы:
Габараев Кристиан Альбертович
МБОУ ДОД «СЮН с. Октябрьское»,
5 класс (11 лет)
МБОУ СОШ №1 с. Камбилеевское:
Научный руководитель:
Валиева Рита Петровна,
МБОУ ДОД «СЮН с. Октябрьское»
педагог дополнительного образования
с. Октябрьское, 2016 год
1
Оглавление
1. Введение--------------------------------------------------------3
2. Основная часть-------------------------------------------------5
2.1 Методика исследования--------------------------------------5
2.2 Результаты исследования------------------------------------8
3. Заключение------------------------------------------------------12
4. Литература-------------------------------------------------------14
2
1. Введение
Родина кофейного дерева - Эфиопия, откуда употребление кофейного
напитка распространилось в арабские страны и Иран, а затем в Европу. Наиболее
крупные производители кофе - страны Южной Америки (в первую очередь
Бразилия), а также Индия и Шри-Ланка. Химический состав кофе. Он достаточно
сложен. В состав кофе входит огромное количество различных химических
соединений, а новые добавляются еще и в процессе обжаривания кофейных зерен.
Общее количество различных веществ, содержащихся в кофе, доходит до
нескольких сотен. В жареном же кофе и вовсе около тысячи, химических
соединений, из которых восемьсот отвечают за его вкусовые качества и запах. Из
экстрактивных (выделяемых) веществ, входящих в состав практически любого
сорта кофе, можно отметить такие группы, как белки, алкалоиды, моно - и
дисахароза, фенольные соединения, липиды, аминокислоты, органические
кислоты, минеральные элементы и некоторые другие химические соединения,
которые содержатся в кофе в крайне незначительных количествах.
Основные сорта кофе: их три - Арабика (мировой лидер по объему продаж и
по объемам производства); Робуста (применяется при создании кофейных смесей,
«отвечает» за крепость напитка) и Либерика, которая также используют для
создания кофейного «букета».
Мы решили провести исследовательскую работу по выращиванию кофе
сорта «арабика».
Около пяти лет мы сами выращиваем кофе в комнатных
условиях и результаты нас самих удивили.
Целью
настоящей работы является совершенствование технологии
возделывания кофе в комнатных условиях в РСО-Алании.
Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:
1.
Адаптация биологических особенностей культуры к новым условиям;
2.
Особенности технологии возделывания кофе в комнатных условиях;
3.
Обоснование предложенной технологии возделывания кофе;
3
Тема достаточно актуальна, т. к. растение дает плоды и в комнатных
условиях. Наше кофейное дерево начинал плодоносить в возрасте 2,5 года.
Максимальный урожай начали получать через пять с половиной лет. Кофейные
зерна издавна известны как средство, придающее бодрость. В них содержатся
кофеин
-
около
2%,
органические
кислоты,
углеводы,
жиры,
белки,
аминокислоты, минеральные вещества. В создании вкуса и аромата напитка
главную роль играет хлорогеновая кислота и эфирноподобные соединения,
образующиеся
определяется
при
поджаривании
зерен,
а
физиологическое
алкалоидом
действие
кофеином.
Собранные и высушенные зерна не обладают ароматом и окраской. Их зерна
приобретают после поджаривания. В результате данного процесса карамелизуется
содержащийся в зернах сахар и они приобретают коричневый цвет. Обжаривают
кофе несколько минут при температуре 200 °С. Затем зерна быстро охлаждают,
чтобы ароматические вещества не улетучились.
На третий год мы собрали с одного дерева пять килограммов кофейных
зерен. Всего было четыре дерева. В качестве стимуляторов
использовали:
ромашку, алоэ. По химическому составу ромашка больше богата элементами.
Опыт имеет три варианта, каждый из которых имеет по две повторности.
Контрольный вариант – вода, опытный - (ромашка, алоэ). На 16 день семена,
обработанные в ромашке, взошли раньше, в количестве 10 штук.
Проведя данное исследование, мы пришли к следующим выводам:
1) Выяснили, что кофе можно выращивать в комнатных условиях климата
РСО-А.
2) Использование ромашки в предпосевной обработке семян способствует
увеличению урожайности, скорости созревания плода.
Литературный обзор. Изученные книги по кофе свидетельствуют о том,
что роль кофе в мировой экономике переоценить невозможно. Кофе - один из
наиболее ценных видов сырья в мире, на протяжении многих лет, уступающий
лишь нефти по значимости во внешней торговле развивающихся стран. Его
4
выращивание, обработка, транспортировка, маркетинг обеспечивают рабочие
места миллионам людей во всем мире. Кофейное производство имеет решающее
значение в политике и экономике многих развивающихся стран. Доля кофе в
доходах от экспорта в ряде менее развитых стран составляет более 70%.
По данным Российской ассоциации производителей чая и кофе («Росчайкофе»),
85 % натурального кофе, присутствующего на российском рынке, производится
внутри страны. Компании, работающие в этом сегменте, закупают зеленый кофе и
производят
его
технологическую
обработку.
2. Основная часть
2.1 Методика исследования
Санкции, введенные странами Запада против России, в частности в
сельском хозяйстве приведут к негативным последствиям, прежде всего для ЕС
ведь Россия великая держава и мы молодое поколение должны искать
современные технологии развития сельского хозяйства и промышленности.
Евросоюз теряет партнерские отношения с РФ, что отразится на будущих
взаимоотношениях между Брюсселем и Москвой, считает немецкий аналитик.
Санкции против России дадут толчок к развитию отечественного производства.
"Задача, хочу еще раз подчеркнуть, политическая, которую ставит перед нами
президент и правительство, перед всеми сельхоз товаропроизводителями: кроме
цитрусовых, все остальное мы должны выращивать у себя в стране и делать
ставку на собственное производство", — заявил министр сельского хозяйства
России Александр Ткачев. И мы решили попробовать вырастить кофе пока в
комнатных условиях в РСО-Алании, а в дальнейшем планируем посадить в
открытом грунте.
Северная Осетия отличается большим разнообразием форм рельефа:
равнины, впадины, котловины, балки, возвышенности, горные массивы различной
высоты, которые перерезают равнинную часть в различных направлениях. Рельеф
оказывает большое влияние на распространение влаги, питательных веществ в
почве,
на
флору,
фауну,
гидросеть,
развитие
сельского
хозяйства
и
5
промышленности. Климат республики в основном умеренно-континентальный, но
с большим разнообразием климатических условий. Климатические условия РСОА в целом определяются еѐ географическим положением. Это связано с резким
перепадом высот над уровнем моря. В связи с такими особенностями республики
климатические условия определяются не только радиационными и циркуляционными условиями, характерными для данных широт умеренного пояса, но и
орографическими особенностями горной системы Большого Кавказа. На севере
республики самая большая годовая амплитуда колебаний температур (76 °C).
Однако низкие температуры на Моздокской равнине явление редкое: средняя
температура января минус 4 °C, а июля - +24 °C.
Опыт имеет три варианта, каждый из которых имеет по две повторности:
контрольный вариант – вода; опытный - (ромашка, алоэ, ромашка+ алоэ).
Схема опыта
Варианты
Делянки по повторностям
Повторности
1
2
Контрольный (вода)
Ромашка
1
2
1
1
2
2
3
алоэ
3
3
4
Ромашка+алоэ
4
4
Биологические особенности
Характеристика
природно-климатических
условий
района
исследования.
Опытнический участок находится в Пригородном районе
с. Камбилеевском. Климат умеренно - континентальный, годовая
сумма осадков 749 мм. Рельеф ровный. Мощность гумусового
горизонта составляет 10-20см.
6
Род кофе (Coffea) включает 40 видов. Наиболее
важные
в
хозяйственном
отношении
из
них
следующие: аравийский (С. arabiса), конголезский (С.
conephera), либерийский (С. II-berica) и высокий (С.
deweorki). Это вечнозеленые
кустарники
или
деревья
семейства Мареновые (Ru-biaceae).
Листья крупные, кожистые, зеленые. Соцветие ложный зонтик, состоящий из 8-16 цветков, собранных в пучок. Цветки
беловатые, на коротких цветоножках, образуются на однолетних побегах. Плоды
двусемянные, округлые, желто-зеленые, при созревании красные. Созревший
плод состоит из плотной наружной кожицы, кисло-сладкой мякоти и двух семян
длиной 8-13 мм.
Наиболее подходящие сорта для выращивания в
комнатных условиях - аравийский (arabika). Земля для кофейного дерева должна
быть очень лѐгкой и воздухо - и водопроницаемой: 3 части листовой, 2 части
парниковой земли, 1 часть верхового торфа и 1 часть промытого речного песка.
Несколько
(небольших,
около
1
см)
кусочков
древесного угля не позволят закиснуть земле. Перед
посадкой образцы опытного варианта, кофейные зерна
обработали в соответствующих растворах, растворы
приготовили следующим образом: цветы ромашки
порезали на несколько частей,
затем их поставили на водяную баню на 30
минут, дали остыть раствору, процедили, и зерна кофе погрузили в раствор в
течении шести часов, а в соке алоэ выжатый из сочных мясистых листьев также
выдержали семена в течение 6 часов. В заранее подготовленные пластиковые
стаканы, заполнили дренажом и туда посадили кофейные зерна в глубину 2см. В
дальнейшем наблюдали за ростом и развитием (см. табл.
№2). Наиболее грубая ошибка при выращивании кофейного
7
дерева – растение, когда его выставляют под прямые лучи солнца. Но в природе,
хотя
это дерево из тропиков, оно растѐт в окружении высоких деревьев,
создающих лѐгкую тень для него. Поэтому летом мы всегда выносим их в сарай
на светлое место с доступом свежего воздуха, без сквозняков. Оптимальная
температура для выращивания кофейного дерева дома 22-25° С летом и не ниже
15° С зимой.
Таблица № 1 Всхожесть
Наименование
культуры
Кофе
«Арабика»
Варианты
сорт Контроль
Ромашка
алоэ
Ромашка + алоэ
Всхожесть через Всхожесть через
14 дней после 30 дней после
посева
посева
7
6
14
1
11
9
14
После того как показались росточки и достигшие около 15см. пересадили на
постоянное место весной. Поливали растение мягкой отстоянной водой. Молодые
растения в период активного роста опрыскивали из пульверизатора водой
комнатной температуры. Благодаря этому внешний вид растения становится
более привлекательным и лучше развиваются бутоны. Также заметили, что во
время цветения опрыскивать их не следует, так как это вызывает раннее увядание
цветов.
Кофейные деревья следует регулярно
подкармливать, раз в месяц. Полезен сухой коровяк,
которым посыпают поверхность грунта в горшке.
Очень многие формируют крону, но этого делать не
надо. Со второго года на деревце появляются боковые
ветки, которые растут равномерно во все стороны.
8
Длинные боковые побеги можно подрезать, но нежелательно: чем длиннее ветвь,
тем больше на ней образуется завязей.
Зацветает растение на 3-й год. Цветы появляются в пазухах листьев в виде
зелѐных усиков. Бутоны держатся где-то месяц, но сам цветок держится на дереве
всего 1-2 дня.
Плоды кофе вызревают 6-8 месяцев. Своим видом они напоминают красную
вишню, величиной от 1 до 2 см. При хорошем уходе с одного взрослого дерева (в
комнатных условиях) собрали 3кг килограмма плодов в год. Из литературных
источников узнали, что наибольший урожаи кофейные деревья дают в возрасте от
6 до 30 лет.
Наилучший результат всхожести зерен кофе обладали, семена, обработанные в
ромашке.
2.2 Результаты исследования
Рассмотрим действие каждого стимулятора роста: Контрольный вариант –
вариант №1. Опытный вариант подразделяется на 3 повторности (варианты 2,3,4).
27.05.2015 года в опытных вариантах обработали семена в соответствующих
растворах. Растворы (одуванчика, и алоэ) готовили следующим образом:
свежесобранное растения –ромашка нарезали и поместили в водяную банку около
30 минут. Затем остудили и процедили. В данном растворе выдерживали зерна
кофе 6 часов. Большинство из биологически активных веществ в низких и очень
низких концентрациях играют роль стимуляторов роста в данном случае раствор
крапива, способствует повышению иммунитета, активизирует образование плода.
Зерна кофе, обработанные в растворе ромашки дали большую всхожесть
(Таблица №2)
Таблица №2 Рост и развитие кофе.
Дата
проведен
ия
Номе
р
опытн
ого
участ
ка
Агротехник
а
выращиван
ие
1-вариант
(опытный)
2-вариант
(контрольный)
9
(1-14)
Высота
(см.)
Варианты
19. 04.15
19.06.15
3
Высо
та
(см.)
4
Фаза
разв.
1
Обработка и посадка
19.05.15
18.06.15
2
Фаза
разв.
Полив
1
-
1,5
Полив,
подкормка.
2
1,5
3,1
1
Рост
стебля в
высоту,
полив
Подкормка
2,8
3,9
1,8
4,9
2,3
5,6
Полив
Интенси 7,3
вный
рост
стебля,
подкорка
Полив
2,9
Рост
стебля,
полив.
подкорк
а
Полив,
интенси
вный
рост
стебля,
подкорк
а
Полив
Рост
стебля в
высоту,
полив
1,9
20.07.15
Полив
3,6
2,6
20.08.15
Полив
4,3
3,2
20.09.15
Полив,
рыхление.
5,5
4,2
интенсив
ный рост
стебля,
подкорка
интенсив
ный рост
стебля,
подкорка
3,8
Полив,
подкор
мка
Из приведенных таблиц видно, что стимуляторы роста ромашка и алоэ
повышают всхожесть и выживаемость растений. Особенно вариант № 2
(ромашка) где этот показатель составляет 100%
10
Таблица № 3 Результаты исследований заболевших растений.
Химический состав кофе сложен. В состав кофе входит огромное количество
различных химических соединений, а новые добавляются еще и в процессе
обжаривания
кофейных
зерен.
Общее
количество
различных
веществ,
содержащихся в кофе, доходит до нескольких сотен. В жареном же кофе и вовсе
около тысячи химических соединений, из которых восемьсот отвечают за его
вкусовые качества и запах. В состав кофе входят белки и углеводы, танин,
кофеин.
Белков
в кофе не так много —9-10%, большую часть из которых
составляет так называемый аминный азот (около 1,5%), то есть азот, входящий в
состав аминокислот, содержащихся в кофе. Углеводов же в кофе больше: до 50 и
иногда даже до 60% в сырых кофейных зернах. Танин представляет собой
вещество, основной функцией которого является связывание других веществ — в
частности, белков и полисахаридов. Именно поэтому так важно сохранять танин в
тех напитках и продуктах, в которых он содержится, ведь его разрушение может
№
п/п
Наименование культуры
Кофе сорт «Арабика»
Количество
всходов из 20
О
В%
отноше
нии
К
Количество
заболевших
растений
О
К
О
1
Контроль(без
обработки)
2
Ромашка
14
100
-
3
Алоэ
11
78,5
3
4
Ромашка+алоэ
14
100
-
7
50
К
7
повлечь за собой и распад многих других ценных соединений. Химический состав
танина такой же, как и у воды — он состоит из кислорода и водорода, однако
структура молекулы и количественное содержание этих элементов другие. В
сырых зернах танин может составлять достаточно большой процент — вплоть до
7,7%. Благодаря разложению танина кофе приобретает тот незабываемый аромат
и вкус, за который так ценят его истинные поклонники. Поэтому с точки зрения
11
приобретения
нужных
вкусовых
качеств
расщепление
танина
просто
необходимый процесс. Кофеин о наличии в кофе знают практически все.
Химическая формула кофеина: C8H10N4O2, то есть состоит он, как и многие
другие органические вещества, из атомов углерода, водорода, азота и кислорода.
Кофеин не имеет ни запаха, ни цвета, а при растворении в воде придает
напитку
горький
привкус.
Именно
горечью
и
можно
объяснить
вкус
приготовленного кофе. Плавится кофеин при температуре 236 градусов Цельсия,
а если его подвергать постепенному нагреванию, может даже возгоняться, то есть
переходить из твердого вещества в газообразное сразу же, без превращения в
жидкое. В различных сортах кофе кофеин может иметь разную степень
содержания — от 0,6 и до 3%. Кроме зерен кофе, кофеин в больших количествах
содержится в листьях чая и коки, а также в Мате и Гуаряне. Что касается
медицинских свойств кофеина, то известно, что он возбуждает рецепторы
головного мозга, повышая двигательную активность и улучшая реакцию. Именно
поэтому многие велогонщики (а в велоспорте с недавних пор вновь разрешено
потребление
кофеина)
употребляют
кофеиновые
батончики,
значительно
улучшающие физическое состояние, прямо во время гонки.
Существует и растворимый кофе с нулевым содержанием кофеина, но в этом
случае вместо кофеина в нем присутствует угольная кислота. Что же касается
подавляющего большинства сортов растворимого кофе, то натуральные вещества,
присутствующие в кофе изначально, составляют в этих напитках не более 20%. А
на
остальные
80%
приходятся
всевозможные
добавки:
ароматизаторы,
стабилизаторы, красящие вещества и консерванты. Именно поэтому натуральный
кофе — в зернах или молотый всегда был и остается лучше любого растворимого.
Если уж выбирать растворимый кофе, то хотя бы органический, в котором
содержится минимальное количество всяких подобных веществ, не слишком
благотворно влияющих на наш организм.
12
4. Заключение
Проведя данное исследование, мы пришли к следующим выводам:
1) Выяснили, что кофе можно выращивать в комнатных условиях климата
РСО-А.
2) Использование природных стимуляторов роста (ромашка+ алоэ) в
предпосевной обработке зерен кофе способствует всхожести растений кофе,
увеличению урожайности и скорости созревания плода.
Выращивание кофе - очень трудоемкий процесс. Во всем мире около 25 млн.
людей зарабатывают на жизнь, выращивая или обрабатывая кофе. В зависимости
от социально-экономического строя страны выращивание и обработка кофе
главным образом осуществляется в небольших хозяйствах, кооперативах, на
средних и крупных плантациях.
Кофейное дерево является вечнозеленым,
тропическим растением. Хоть его и называют деревом, это скорее полукустарник.
Кофейное дерево является прибрежным тропическим растением. Оно
может
произрастать и в Северной в комнатных условиях. В мире известно, более 55
разновидностей кофейного дерева. Но представляют интерес лишь два вида: Кофе
аравийское (C. arabica) Кофе конголезское (C. robusta) из плодов которых
соответственно получаются сорта арабика и робуста. Я и в дальнейшем хотел бы
продолжить исследовательскую работу по кофе и надеюсь вырастить кофе в
открытом грунте в климате РСО-Алании.
13
4. Литература
1.
Бактерии против кофеина. Журнал «Спрос». 2004, №12.
2.
.Богдановский А. Быть греком на работе. COSMOPOLITAN.ru.
2009,№2
3.
Белоконева О. Загадки кофе. Журнал «Наука и жизнь». 2004, №2.
4.
Гаппаров М.Г. Чашка кофе в банке. Журнал «Здоровье». 2004, №9.
5.
Гогулан М. Законы полноценного питания. М.: АСТ Москва, 2008.
6.
Жилина Е. Кофе за и против. Веста. 2009,№3.
7.
Здоровье. Хорошие новости. Уж лучше настоящий кофе! Крестьянка.
2008,№ 6.
8.
Кофе полезен для глаз. Журнал «Между нами, женщинами». 2007,
№25.
9.
Кофе без таблеток. Журнал «Здоровье».2007, №11.
10.
Кофе в зѐрнах. Домашний очаг. 2008, №9.
11.
Кофейные изыски. Журнал «Наука и жизнь». 2004, №11.
12.
Образцов П.А. Тайная история еды. – М,: Книжный клуб, 2008.
13.
Холмогорова Г. Кофе всѐ-таки вреден или полезен? Пьѐм по – черному.
Российская
14