Введение

Chenopodium pallidicaule, известный как cañihua, canihua или cañahua (от кечуа 'qañiwa, qañawa или qañawi') и также kaniwa, – это вид растения семейства амарантовых, схожий по своим свойствам и применению с близкородственной киноа (Chenopodium quinoa). Cañihua произрастает в Андах, имеет более 200 сортов и выращивается на Альтиплано на протяжении тысячелетий. Как сельскохозяйственная культура, cañihua обладает отличительными характеристиками, включая устойчивость к высокогорным условиям, высокое содержание белка и пищевых волокон, а также богатое содержание фенольных соединений.

Ботаническое описание

Канихуа – травянистое однолетнее растение. Этот вид диплоиден и имеет хромосомный набор 2n = 18. Существуют два типа этого вида, различающиеся по степени ветвления. Тип ласта характеризуется обильным ветвлением, в то время как тип сагуи – небольшим количеством ветвей и более прямостоячим ростом. Растение достигает высоты 20–60 см и, следовательно, короче своего близкого родственника киноа. Канихуа также отличается от киноа по строению соцветия и характеристикам цветков. Канихуа имеет ореховый вкус и может смешиваться с водой и молоком для приготовления завтрака. Благодаря высокому содержанию калорий и белка, местные жители берут его с собой в длительные путешествия. Кроме того, муку из канихуа можно использовать для различных целей, таких как выпечка хлеба, изготовление кондитерских изделий и лапши. Некоторые сорта канихуа даже добавляют в сладости, закуски и смеси для прикорма. Результаты исследования показали, что оптимальным для получения экструдата с хорошими физико-химическими свойствами (например, степенью желатинизации, индексом секционного расширения, индексом водопоглощения, индексом растворимости в воде и плотностью) является начальное содержание влаги 12%.

Важность для продовольственной безопасности

Канихуа является важной культурой для обеспечения продовольственной безопасности в регионе Анд, где существуют проблемы с питанием. Наиболее уязвимой группой являются сельские семьи с ограниченным доступом к продуктам питания из-за бедности и засух. Канихуа легкодоступна и устойчива к засухе, что делает ее потенциальным источником пищи и дохода для фермеров высокогорья. Содержание белка (15,3%) в зерне канихуа выше, чем в киноа и кивиче. Эти два типа белка не содержат глютена и обладают очень хорошим аминокислотным балансом. Зерна содержат все девять незаменимых аминокислот, включая лизин, гистидин, треонин, метионин, валин, изолейцин, лейцин, фенилаланин и триптофан, и удовлетворяют ежедневные потребности детей и взрослых в незаменимых аминокислотах. Они особенно богаты серосодержащими аминокислотами, лизином и ароматическими аминокислотами. Липиды состоят главным образом из ненасыщенных жирных кислот. Как андское зерно, канихуа имеет высокое содержание углеводов, при этом крахмал является преобладающим сахаром. Содержание глюкозы составляет 1%, сахарозы – 2%, мальтозы – 1%. Количество свободных сахаров относительно невелико, но немного выше, чем в киноа или амаранте. В отличие от киноа, канихуа содержит меньшее количество сапонинов, придающих горький вкус и влияющих на текстуру. Пищевая ценность на 100 г канихуа представлена в таблице 1. +Пищевая ценность на 100 гЭнергия1331–1595 кДж (318–381 ккал)Углеводы61,0–66,2 гДоступные углеводы45,5 гПищевые волокна15,5 гЖир3,5–8,9 гБелок13,8–15,7 гМинералыКоличество кальция87–171 мгЖелезо10,8–17,07 мгФосфор320–496 мгЦинк4,55 мгВитаминыКоличество ниацина (B3)1,2–1,56 мгРибофлавин (B2)0,3–0,75 мгТиамин (B1)0,47–0,67 мгВитамин С0,0–2,2 мгДругие составляющиеКоличество воды10,7–12,4 г

Культивирование

Каньихуа — полуодомашненное растение, произрастающее в высокогорьях Боливии и Перу, которое культивируют как псевдозерновую культуру ради его семян. В прошлом это растение широко выращивали в Южной Америке. В Боливии известно более 200 сортов, но в настоящее время используется лишь около двадцати, при этом большинство фермеров выращивают только один сорт.

Экологические требования

Канихуа хорошо приспособлена к андскому климату и поэтому устойчива к холоду на всех стадиях роста. Взрослые растения также устойчивы к ночным заморозкам и растут при температурах до 28 °C при достаточной влажности. Канихуа можно выращивать на высоте от 1500 до 4400 м, но редко культивируют ниже 3800 м. Растение проявляет высокую устойчивость к абиотическим стрессорам. Канихуа переносит засуху, поскольку приспособлена к низкому уровню осадков и сухим условиям. При осадках в течение вегетационного периода от 500 до 800 мм орошение не требуется. Канихуа может выращиваться на любом типе умеренно плодородных почв, включая мелкие, кислые и щелочные почвы. Канихуа переносит широкий диапазон высоких и низких температур и не повреждается морозами. Кроме того, её семена прорастают при низких температурах.

Потенциал и риски

Канихуа часто рассматривается как забытая культура, некогда широко использовавшаяся в Андах, но сейчас вытесненная другими культурами, такими как просо. Сегодня канихуа имеет значение лишь на больших высотах, где не могут расти ни киноа, ни просо. В высокогорьях Перу существует множество местных сортов, некоторые из которых обладают полезными агрономическими свойствами. Эти сорта представляют интерес для включения в селекционные программы, направленные на повышение адаптивности канихуа для выращивания в больших масштабах. До настоящего времени в агрономическое улучшение канихуа инвестировано ограниченное количество средств. Одна из возможных причин может заключаться в том, что семейство Амарантовых включает растения с сопоставимыми характеристиками, что создает потенциальную конкуренцию на рынке. С другой стороны, успех киноа и растущий спрос на нее в западных странах могут способствовать выходу канихуа на мировой рынок. Культура была экспериментально выращена в Финляндии и показала хорошие результаты. Поскольку обычно выращивается в суровых условиях с низким давлением сорняков, эта культура может нести потери урожая в различных климатических условиях. Для преодоления повышенного давления сорняков, посадка рядами может облегчить прополку.

Генетика

Канихуа относится к семейству гусинолапных (Amaranthaceae) и входит в вид Chenopodium, род которого насчитывает 150 травянистых цветущих растений. Это растение относится к псевдозерновым культурам, подобно всё более популярной киноа (Chenopodium quinoa), и тесно с ней связано. Канихуа (AA, 2n = 2x = 18) является диплоидным представителем генома А, в то время как киноа (AABB, 2n = 4x = 36) – аллотетраплоид. Геном киноа возник в результате недавнего события полиплоидизации между североамериканскими и евразийскими диплоидными видами, предоставившими подгеномы A и B современной киноа соответственно. Считается, что южноамериканская канихуа не является прямым донором генома А для киноа, но близким родственником.

Разведение

Многие исследователи считают это псевдозерновое растение полуодомашненным. Для продолжения или интенсификации выращивания этой культуры необходимо начать работу по генетическому улучшению каньихуа. Растение проявляет морфологические признаки сорности, неоднородность созревания и склонность к осыпанию семян. Дополнительной агрономической проблемой является малый размер семян, затрудняющий уборку и обработку. Цели селекции включают увеличение высоты растений и предотвращение осыпания, среди прочих характеристик. С 2019 года доступен полный референсный геном каньихуа, и эксперты ожидают возрождения интереса к улучшению агрономических свойств с использованием современных методов селекции растений.

Одомашнивание

Многие исследователи считают каньихуа полуодомашненным растением. Тем не менее, филогенетически можно четко различить дикие и культивируемые линии. Chenopodium pallidicaule был одомашнен культурой Тиуанаку, доколумбовой цивилизацией, процветавшей в Андском Альтиплано. Озерный район озера Титикака считается центром происхождения – именно там генетическая изменчивость каньихуа до сих пор наибольшая. Морфологические исследования семян и анализ литературы позволяют предположить, что одомашнивание могло произойти 3500 лет назад. На археологических памятниках обнаружены остатки крахмала каньихуа возрастом от 5000 до 3200 лет. Другие источники датируют начало культивирования периодом до 7000 лет назад. Точная история одомашнивания остается предметом спекуляций. После испанского завоевания культивирование каньихуа не поощрялось из-за его связи с культурами коренных народов. Сегодня каньихуа культивируется только в Перу и Боливии, и культура не распространилась за пределы засушливых высокогорных районов. Она выращивается в перуанской Сьерре и на Альтиплано Боливии, при этом департамент Пунио имеет особое значение для выращивания каньихуа.

Культивары

В высокогорьях Перу высевают около 50 различных генотипов каньихуа. Существуют различные способы дифференциации сортов каньихуа, и их названия могут варьироваться в зависимости от региона. Одним из способов является различение по цвету семян или флуоресценции: Wila (красный), Q’illu (желтый), Janq’u (белый), Chiara (черный) и другие. Другая распространенная классификация основана на различии сортов по типу их роста. Сорта Saiwa характеризуются прямостоячим типом роста, Last’as – полупростертым, а Pampa Last'as – простертым, растущим близко к земле или вдоль нее. Сорта Saiwa хорошо подходят для склонов благодаря своей устойчивости к полеганию, в то время как материалы Last’as предпочтительнее для равнин. Большинство культивируемых местных сортов относятся к типу Last’as. Существует лишь небольшое количество улучшенных местных сортов и даже культиваров каньихуа. В Перу Национальный институт сельскохозяйственных инноваций (INIA) отобрал четыре местных сорта с благоприятными агрономическими характеристиками: Cupis, Ramis и Illpa INIA 406. В Боливии существует три улучшенных сорта, относящихся к типу Last’as: Kullaca, Illimani и самый новый Qañawiri. Улучшенные местные сорта обычно демонстрируют высокую урожайность и снижают риск потерь зерна на стадии созревания и во время уборки. В Перу ведется работа по сохранению генетического разнообразия каньихуа. Банки зародышевой плазмы Камакани UNA Пуно и Илльпа INIA Пуно в настоящее время содержат 430 уникальных образцов из конкретных местностей, сопровождаемых паспортными данными и агрономическими и морфологическими характеристиками.