Ваниль

Черенки Vanilla planifolia были завезены в Богор (Западная Ява) в 1819 году Маршалом. Растения росли хорошо, давали цветы, но не приносили плодов. Вскоре стало очевидно, что самоопыление цветов невозможно в отсутствие естественных пчел-опылителей на Яве. В 1836 году Моррену удалось вручную опылить цветы в ботаническом саду Льежа (Бельгия), а несколько лет спустя Эдмонд Альбиус на острове Реюньон усовершенствовал эту технику для повседневного сельскохозяйственного использования. В 1850 году Тейсман добился успеха, вырастить ванильные стручки на Яве (Deinum, 1949), и с тех пор плантации ванили распространились по всей Индонезии.

До 1967 года выращивание ванили в Индонезии было сосредоточено на Яве, вокруг Маланга (Восточная Ява), Теманггунга (Центральная Ява) и Гарута (Западная Ява). Из-за серьезного ущерба, нанесенного вспышками болезней и длительными периодами засухи, производство ванили стало развиваться за пределами Явы, например, на Бали, Лампунге и Северной Суматре в 1970-х годах, а с 1980 года расширилось, включив Северный Сулавеси, Западную Суматру, Ачех и Восточную Нуса Тенгару (Anonymous, 1993).

Производство ванили

Фермеры в Индонезии не являются специализированными производителями ванили; они также выращивают разнообразные культуры, которые и служат основным источником дохода. К таким культурам относятся – дуриан, манго, папайя, кукуруза, маниока, сладкий картофель, арахис и другие, высаживаемые в качестве вспомогательных культур в засушливый сезон. Ваниль, как товар мелких фермеров, производится на небольших площадях, разбросанных по регионам, с ограниченными агрономическими ресурсами. Обычной практикой является содержание ферм только в том случае, если цена на ваниль высока, а новые фермы часто создаются без особого внимания к пониманию технических требований выращивания ванили.

Почвенно-климатические условия на производственных площадях часто не оптимальны, в частности, песчаные почвы и продолжительный засушливый сезон, в то время как растительный материал или генетический источник ванили в основном относится к худшим типам. В Индонезии выращивают много форм V. planifolia, таких как Анггрек, Гистинг, Чилаву, Маланг, Унгаран Даун Типис, Унгаран Даун Тебал, Бакан, Бандиалит и Бали. Несмотря на происхождение от одного вида, они обладают разным продуктивным потенциалом (Asnawi and Nuryani, 1995). Поэтому, объем производства сильно отличается от одной фермы к другой, особенно когда задействовано несколько факторов.

Большинство ванильных хозяйств в качестве поддерживающих деревьев используют гамаль (Gliricidia maculata) или ламторо (Leucaena glauca) с шагом посадки около 1,0 м × 1,5 м и 1,5 м × 2,0 м соответственно. Культурные практики, такие как борьба с сорняками, обрезка опорных деревьев для уменьшения тени, использование удобрений и борьба с вредителями и болезнями, ограничены. Применение удобрений, инсектицидов и фунгицидов обычно игнорируется из-за высокой стоимости вкладываемых ресурсов и высокого риска производственных потерь из-за болезней. Удобрения вносятся только в периоды, когда цена на ваниль относительно высока. Это еще больше способствует несогласованности уровней производства. Рекомендуемая дозировка удобрений составляет 50–100 г NPK (1:2:2) на растение в год для растений младше двух лет и 100–200 г NPK (1:2:3) на растение в год для растения старше двух лет, вносимых 50% в начале и 50% в конце сезона дождей. Предполагается, что высокая дозировка калия по сравнению с азотом увеличивает устойчивость к стеблевой гнили (Zaubin et al., 1994). При необходимости ваниль также нуждается в опрыскивании листвы питательными веществами каждые 1-2 недели с концентрацией 5-8 г NPK (1:1:1)/л воды. Питательный раствор применяется утром с 6 до 7 часов или поздно вечером с 17 до 18 часов при высокой относительной влажности (Ernawati, 1993). Также (Gusmaini and Tarigan, 1999) предложено использование 0,4% Gandasil D (NPKMg 14:12:14:15 плюс микроэлементы) каждые четыре дня. Однако, фермеры, выращивающие ваниль, предпочитают использовать компост или навоз, нормы внесения которых, к сожалению, слишком низкие (3-5 кг/растение в год).

Ваниль выращивают от уровня моря до высокогорья (до 1200 м над уровнем моря). Хотя ваниль может расти в широком диапазоне температур, от 9°C до 38°C, Чало упомянул, что оптимальная температура для ванили составляет около 25°C, которая встречается на высоте от 200 до 400 м над уровнем моря (по Deinum, 1949). Температура ниже 18,6°C считается очень низкой и влияет на активность ферментов, ответственных за аромат и развитие ванильных стручков (Zaubin and Wahid, 1995).

В сухой сезон отсутствие осадков, низкая влажность воздуха и высокая температура приводят к водному стрессу, который ослабляет растения, делая их более уязвимыми для вредителей и болезней. Наиболее разрушительное заболевание – стеблевая гниль, вызываемая грибком Fusarium oxysporum f. sp. vanillae (Tombe et al., 1997) – подробно обсуждается в главе 8.

Производство начинается на втором или третьем году посадки. Фермеры обычно оставляют 8–15 стручков на соцветие, а количество соцветий на растение варьируется. Сбор урожая проводится постепенно. Собираются только спелые стручки, на что указывает небольшое потускнение зеленого цвета и пожелтение кончиков. Такое состояние наступает через 8–9 месяцев после опыления. Средняя урожайность составляет 0,2 кг зрелых стручков на растение, хотя производственный потенциал составляет около 1,0 кг на растение (Hadipoentyanti et al., 2006).

Обработка ванили

Фермеры обычно продают собранные стручки на местных рынках, в то время как экспортеры проводят послеуборочные процессы перед экспортом. Послеуборочные мероприятия включают подготовку, бланширование, выдержку и сушку (на солнце и в тени), а также кондиционирование (рис. 19.2). Во время подготовки свежесобранные стручки промывают водой с последующим отбором по длине, толщине, степени повреждения и физическим дефектам (Risfaheri and Rusli, 1995). Затем отобранные стручки обсушивают, помещают в проволочную или бамбуковую корзину и погружают в горячую воду (от 63°C до 65°C) на 2–2,5 мин. Целью бланширования является прекращение вегетативного роста и запуск ферментативной активности, которая вызывает образование ванилина.

РИСУНОК 19.2. Схематическое изображение обработки стручков ванили.

После слива воды стручки помещают в ящик с двойными стенками на 24 часа для состаривания. Между стенками в качестве изоляции закладывается кокосовое волокно или опилки, поддерживая температуру от 38°C до 40°C. Внутренний слой стенок покрывают сравнительно толстой тканью, которая впитывает влагу из стручков ванили. Со временем стручки приобретают коричневатый цвет с маслянистым видом.

Ваниль сушат на черной ткани на сушильном бамбуковом поддоне в течение 2–2,5 ч утром, периодически переворачивая. Затем стручки накрывают черной тканью и сушат на солнце до полудня, после чего их помещают в сушильную комнату. Этот процесс повторяется ежедневно, пока содержание воды в стручках не снизится до 55–60% и не появится аромат ванилина. С этого момента стручки сушатся вдали от прямых солнечных лучей, чтобы постепенно снизить содержание воды и усилить аромат ванилина. Ванильные стручки размещают на поддонах в чистом и прохладном вентилируемом помещении на 30–45 дней и регулярно проверяют на наличие гнили или плесени. Когда содержание воды упадет примерно до 30–35%, стручки кондиционируют в духовке, поддерживающей температуру 50°C в течение 3 часов. Кондиционирование направлено на улучшение аромата ванилина. Пучки по 50–100 стручков связывают, оборачивают вощеной или парафинированной бумагой, помещают в коробку, покрытую вощеной бумагой и хранят в прохладном сухом помещении в течение 2–3 месяцев. Ваниль регулярно проверяют на предмет гнили или плесени и при необходимости очищают спиртом. Стручки со слабым ароматом подвергаются дальнейшей сушке и возвращаются в процесс кондиционирования. После кондиционирования ваниль сортируется, упаковывается и готовится к экспорту.

Коммерциализация ванили

Торговле ванилью в Индонезии не хватает структуры и организации. В регионах с относительно высоким производством, у экспортеров обычно есть местные агенты, которые покупают зеленые стручки ванили напрямую у фермеров, чтобы сократить сбытовую цепочку. Но в регионах с низким уровнем производства сбытовая цепочка длиннее. Ваниль, прежде чем попасть к экспортерам, сначала продается фермерами деревенским торговцам, затем от деревенских торговцев районным, которые продают её региональным торговцам (Board of National Export Development, 1995).

Цена ванили во многом определяется качеством стручков. Каждая страна определяет свои собственные необходимые условия. Общие и особые наборы предварительных условий, определенные Национальным советом по стандартизации Индонезии (SNI), показаны в таблицах 19.1a и b. Соединенные Штаты предпочитают ваниль с низким содержанием воды (20–30%) для использования в экстракционной промышленности. В Европе ваниль обычно используется в домашней кулинарии, поэтому стручки должны быть цельными, с высоким содержанием ванилина, резким ароматом и содержанием воды 30–35% (Ruhnayat, 2005). Международная организация по стандартизации (ISO) определила обязательные требования для выхода на международный рынок (стандарт ISO 5565-1:1999).

Цена на индонезийскую ваниль, как правило, низкая, отчасти, из-за низкого качества стручков, вследствие раннего сбора урожая и неоптимальных условий обработки, а также из-за слабой позиции фермеров на переговорах. На международном рынке цена ванили из Индонезии находится в диапазоне от 15 до 48 долларов США за кг, что значительно ниже, чем на мадагаскарскую ваниль, которая колеблется от 55 до 76 долларов США за кг.

Годовое производство и стоимость ванили в Индонезии значительно колеблются. В 2000 году было зарегистрировано производство 350 тонн на сумму 8,5 млн долларов США, 663 тонны в 2003 году – 18,4 млн долларов США (высшее достижение) и 499 тонн в 2006 году на сумму 5,9 млн долларов США (Ditjenbun, 2006). В 2006 г. основными странами-импортерами были США, на долю которых приходилось 67% общего экспорта, Германия (20%) и Малайзия (5%). Качество ванили, экспортируемой из Индонезии, относительно низкое: 27% сорта I, 45% сорта II и 28% сорта III (Rosman, 2005).

Для преодоления ограничений при производстве ванили необходимо учитывать три важных фактора: условия окружающей среды (климат и почва), генетический источник (разновидности или типы ванили) и заболевание стеблевой гнилью. Исследовательская деятельность сосредоточена на этих факторах, и краткое изложение результатов приводится ниже.

Климатические и почвенные условия

Подходящий климат – одно из важнейших условий выращивания ванили. Оптимальное годовое количество осадков для ванили находится в диапазоне 1000–2000 мм/год и распределяется на 8–9 месяцев влажного сезона, за которым следует засушливый период (количество осадков менее 90 мм/месяц) продолжительностью 3–4 месяца. Чтобы вызвать цветение, необходим четкий период засухи одновременно с другими факторами, такими как петлеобразование стебля и удаление его верхушки во время засушливого периода. На формирование цветков в определенной степени влияет уровень стресса, испытываемый ванилью (Zaubin, 1994). Предпочтительным является сезон дождей продолжительностью 150–180 дней в году с температурой от 20°C до 39°C и относительной влажностью от 65% до 75%.

Ванили требуется всего 30–50% от полного солнечного света (Deinum, 1949). Хотя ваниль хорошо растет и развивается на участках от 0 до 1200 м над уровнем моря, для практических коммерческих целей её выращивание рекомендуется на высоте до 600 м над уровнем моря. Ваниль можно выращивать на различных почвах, таких как андозоль, латосоль, регосоль, при условии хороших физических свойств. Для ванили идеально подходят почвы с мощным гумусовым горизонтом, богатые органическими веществами. Кислотность почвы (pH) должна составлять от 5,5 до 7,0. Хотя идеальная ситуация не всегда может быть доступна, эти условия используются в качестве руководящих принципов для выращивания ванили и являются полезным показателем количества необходимых ресурсов, учитывая конкретный набор существующих условий.

Генетический источник

Недавно Исследовательский институт специй и лекарственных культур (RISMC) собрал 32 типа ванили со всей Индонезии. Они различаются размером и окраской листьев и цветов, а также формой листьев, количеством устьиц, индексом листовой поверхности и устойчивостью к стеблевой гнили. Среди них только четыре типа имеют многообещающие перспективы (Asnawi, Nuryani, 1995). Были идентифицированы четыре предполагаемых клона с благоприятными характеристиками, включая относительно высокий производственный потенциал, высокое содержание ванилина и относительную устойчивость к водному стрессу и стеблевой гнили (Hadipoentyanti et al., 2007). Характеристики этих клонов приведены в таблице 19.2. Эти превосходные сорта или вариететы ванили до сих пор не реализованы.

Болезни ванили

Возникновение болезней – одно из основных препятствий при выращивании ванили. Основными болезнями являются стеблевая гниль (Fusarium oxysporum f. Sp. Vanillae), гниль побегов (Phytophthora capsici), склероциальная гниль (Sclerotium rolfsii) и антракноз (Colletotrichum gloeosporioides). Стеблевая гниль – самое разрушительное заболевание. Поскольку в настоящее время отсутствует значительная степень устойчивости растения-хозяина к стеблевой гнили, потери урожая при плохом контроле очень велики. Хотя F. oxysporum f. sp. vanillae – это патоген, передающийся через почву, он также передается с брызгами воды. Продуцируется два типа распространяющихся пропагул; макроконидии и микроконидии, которые могут легко прилипать к частям растений, насекомым и сельскохозяйственным орудиям (Tombe et al., 1992). Болезнь очень заразна и способна быстро распространяться и опустошать обширные производственные площади. Болезнь может поразить все вегетативные части растения ванили, хотя чаще всего встречается на стебле. В неблагоприятных условиях окружающей среды гриб образует хламидоспоры для длительного выживания в почве и остатках хозяина. Патоген также может выжить в стебле, не проявляя никаких симптомов.

Из-за общей низкой продуктивности растений и неблагоприятных условий, которые могут предрасполагать к различным заболеваниям, фермеры обычно забрасывают свои фермы через 5–7 лет. Пока отсутствуют устойчивые к болезням сорта или другие эффективные меры контроля, развитие и производство ванили в Индонезии в значительной степени остается в тупике.

Недавние исследования показывают, что успешного подавления заболеваемости стеблевой гнилью можно добиться, применяя подход Bio-FOB (Tombe, 2008). Этот подход включает три компонента, которые подробно описаны в главе 8. Вкратце, методика состоит из:

1. Посадка свободных от болезней черенков, устойчивых к стеблевой гнили, таких как черенки ванили Bio-FOB (полученные с использованием непатогенных штаммов Fusarium oxysporum).

2. Использование выбранных биоконтролирующих агентов и органических веществ: было показано, что Bacillus pantothenticus и Trichoderma lactae антагонистичны F. oxysporum f. sp. vanillae. Эти микробы разлагают органические вещества, а также способствуют росту растений (Tombe, 2008). Эти два микроба рецептируются под названием Bio-TRIBA. Bio-TRIBA можно смешивать с компостом или навозом в дозировке 2–3 л Bio-TRIBA на тонну компоста или навоза и инкубировать в течение 1–2 недель перед внесением. Bio-TRIBA также можно вносить, поливом под корни ванили в дозе 5–10 мл Bio-TRIBA/л воды, предпочтительно после внесения органических удобрений.

3. Применение ботанического фунгицида Mitol 20 EC в концентрации 3–5 мл/л воды. Формула содержит активные ингредиенты эвгенола, экстрагированного из гвоздики (Tombe et al., 1993; Sukamto et al., 1996), который, как было продемонстрировано, антагонистичен нескольким патогенам растений, включая F. oxysporum f. sp. vanillae.

Принимая во внимание надлежащие климатические и почвенные условия, используя лучший доступный генетический материал и внедряя стратегии борьбы с заболеванием корневой и стеблевой гнилью, ожидается, что производство и качество ванили в Индонезии увеличатся.