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].

В отличие от маточного раствора, содержащего микроэлементы, которые способствуют синтезу витаминов и пигментов, в модифицированном растворе Кнопа содержатся соли калия, кальция, магния, железа. Соли калия оказывают влияние на синтез углеводов, белков и способствуют оттоку образовавшихся в листьях углеводов. При недостатке калия плохо развиваются опорные ткани, и на растениях появляются бурые пятна. Кальций в противоположность калию уплотняет протоплазму клеток. Недостаток кальция отражается преимущественно на росте корневой системы, а магния – приводит к снижению роста растения и вызывает светлую пятнистость листьев. Железо участвует в окислительно-восстановительных процессах в клетках растений, в построении ферментов (пероксидазы, каталазы) [54]. Частота поливов питательным раствором зависела от фазы роста растений и составляла 2–4 раза в сутки, рН питательного раствора 5,5–6,5. При смещении рН в щелочную среду соли выпадают в осадок, что требует постоянного контроля за рН питательного раствора.