Биологическая характеристика
Топинамбур, или земляная груша (Helianthus tuberosus L), относится к семейству астровых, однолетнее растение. Многолетним его считают потому, что обычно выращивают на одном месте без ежегодной посадки, несколько лет. Имеет гибридное происхождение и в своем первичном формообразовании приурочен к Северной Америке.

По строению надземных органов он очень сходен с подсолнечником. Стебель прямой, хорошо облиственный. В зависимости от сорта и условий произрастания стебли бывают высотой от 1 до 5 метров. Количество ветвей на главном стебле у разных сортов топинамбура различно - от 14 до 30. Кустистость растений у сортов топинамбура неодинакова и колеблется от 1 до 5 стеблей. Окраска стебля зеленая, но может у некоторых сортов иметь фиолетовый оттенок. Общая форма листа, в средней части растения, преимущественно яйцевидная. Соцветие у топинамбура - многоцветковая корзинка с яркими желтыми цветками, очень сходное по строению с соцветием подсолнечника. Диаметр корзинки, с учетом языковых цветков, от 7 до 11 см. Ранние и среднеспелые сорта отличаются большим количеством соцветий на растении, чем позднеспелые. Плод - мелкая семянка, сходная с подсолнечником, вес 1000 семян - 7-9 грамм. Семена вызревают только в Средней Азии, в Крыму и Закавказье. В отличие от подсолнечника стебли топинамбура образуют многочисленные подземные побеги - столоны, на концах которых находятся клубни. От длины столонов зависит характер гнезда: при коротких столонах гнезда компактное, при длинных - рыхлое и раскидистое.

Дикие формы топинамбура имеют разнообразное расположение клубней в почве, тогда как культурные сорта характеризуются большей кучностью. Окраска клубня у сортов - белая, фиолетово-красная, светло-коричневая. Преобладающая форма клубня - грушевидная, но может быть продолговато-овальная и веретеновидная. Клубни некоторых сортов отличаются неровной поверхностью, обусловленной очень большим наличием деток (наростов). Средний вес клубней в зависимости от сорта и района выращивания колеблется от 10 до 90 граммов, чаще всего 30-50 г. При высоком агрофоне возможно получение клубней до 500 граммов.

В связи с увеличением интереса к топинамбуру как к культуре для последующей промышленной переработки, появилась потребность в сортах с определёнными технологическими характеристиками, при этом они будут различными по агроклиматическим зонам возделывания. К основным требованиям сорта топинамбура для промперера-ботки можно отнести: выравненность клубня, т.е. поверхность его должна быть ровной, без углублений (глазков) и наростов (деток); "рыхлое" гнездо, т. е. длина столонов должна быть не менее 2 - 5 см и не более 15 см; размерность клубней, т.е. клубни в гнезде должны быть на 80 - 90% однородны по размеру и иметь средний вес в пределах 50 - 100 г. Кроме того, наиболее перспективные сорта, накапливающие к моменту уборки наибольшее количество фруктанов. При этом важно иметь как минимум два сорта по скороспелости с целью обеспечению технологичности в осенний период уборки и закладки на зимнее хранение для последующей переработки.

Отношение к теплу
Топинамбур южное растение. Обладает исключительно высокой холодостойкостью и морозостойкостью. Весной всходы переносят заморозки до -4 – -5°С, а осенью растения вегетируют до заморозков -7 – -8° мороза по С и могут выдержать кратковременное похолодание до -15°С. Это исключительно важно в условиях Сибири, где резко континентальный климат с суровыми зимами и ранневесенними и осенними заморозками. Клубни выдерживают даже замораживание до 20° мороза, не теряя при этом жизнеспособности. Под снегом клубни не погибают и в суровые зимы с морозами в -40°С и ниже.

Высокие температуры растение переносит хорошо. Но при этом нужно учитывать, что клубни топинамбура имеют очень маленький пробковый слой и при их уборке в весенний период они быстро теряют влагу, что значительно влияет на последующую всхожесть при посадке.

Отношение к свету
Топинамбур требует короткого дня. С продвижение на север его развитие бывает замедленным, в условиях длинного дня и понижения температур у растения задерживается образование клубней и генеративных органов, но усиливается накопление вегетативной массы.

К интенсивности освещения растения не очень требовательны. Однако при чрезмерном загущении значительно снижается урожай, как зеленой массы, так и клубней.

Отношение к влаге
Обладая мощной, проникающей глубоко в почву корневой системой растения хорошо переносят временные засухи. Недостаток влаги в почве, особенно в период клубнеобразования и бутонизации (конец лета), отрицательно влияет на урожайность клубней и зеленой массы. Поэтому хорошие урожаи можно получить в этом случае при орошении. Хорошо реагируя на улучшение обеспеченности влагой, растения могут выдерживать кратковременное затопление, но клубни плохо перезимовывают в почве при близком стоянии грунтовых вод.

Отношение к почве и условиям питания
Топинамбур успешно произрастает на всех типах почв, за исключением солонцов и солончаков. Наилучшими для него являются легкие по механическому составу суглинистые и супесчаные почвы с глубоким и окультуренным пахотным слоем и хорошим увлажнением. На тяжелых глинистых почвах клубни деформируются, приобретая часто уродливую форму. Кислые почвы (меньше рН 6.5) топинамбур плохо переносит.

Растения в 1,5-2 раза увеличивают свою продуктивность при внесении удобрений. Органические удобрения (до 100 т/га) и минеральные (азот, фосфор, калий) не только увеличивают урожайность зеленой массы и клубней, но и оказывают положительное влияние на содержание Сахаров и протеина в растениях. Растения особенно много выносят из почвы калия. Поэтому дозы калийных удобрений должны быть повышенными.

Наблюдениями за плантациями многолетнего пользования (не менее 5 лет на одном месте) отмечено, что если даже в первый год были выбраны участки с низким плодородием, то через 3 - 4 года становится заметным улучшение поля. Количество злостных сорняков резко сокращается, почва структурируется и даже увеличивается количество гумуса. Это объясняется тем, что топинамбурное поле активно обрабатывается, высокорослый топинамбур сильно затеняет и угнетает многие сорные растения, после уборки остаётся много пожнивных остатков (от зелёной массы, корней и клубней) и резко увеличивается количество дождевых червей.

В связи с возрастающим спросом на экологически чистые продукты питания, топинамбур может оказаться одной из немногих культур, отвечающих этим требованиям. Во-первых, возможно получение рентабельных урожаев практически без каких-либо минеральных и органических удобрений; во-вторых, практически во всех зонах возделывания топинамбура у него нет вредителей и болезней (за редким исключением небольших очагов склеротинии), что позволяет обходиться без пестицидов; и многими исследованиями установлено, что клубни топинамбура обладают низким коэффициентом накопления нитратов, тяжёлых металлов и радионуклидов даже в зонах с техногенным загрязнением.

Сорта
В настоящее время в России имеется много районированных сортов. Наибольший интерес представляют скороспелые и позднеспелые сорта.

По ряду причин Государственным реестром селекционных достижений, допущенных к использованию на 2002 год, дающем право размножать, вводить и реализовывать семена и посадочный материал, включено всего 4 сорта топинамбура: "Выльгортский (оригинатор -Институт биологии Коми научного центра Уральского отделения РАН), "Интерес" (оригинаторы - Майкопская станция ВНИИР, ООО КФХ "Топинамбур", 000 "Родник здоровья "ИКСИ"), "Находка" (оригинатор - Майкопская станция ВНИИР) и "Скороспелка" (оригинаторы - ООО "Родник здоровья "ИКСИ" и ООО КФХ "Топинамбур") и включен один сорт топинсолнечника "Новость ВИРа" (оригинатор - Майкопская станция ВНИИР).

Позднеспелые сорта в условиях Сибири удовлетворяют требованиям силосного назначения. Как правило, это высокорослые растения (до 3-4 метров) дающие высокие урожаи зеленой массы (до 1000 и более ц/га), но с более мелкими клубнями. К таковым сортам относятся: Интерес, Интерес-21, Диетический, Находка, Егерский. В регионах, где период вегетации может быть более 120 дней, эти сорта успевают зацветать и образовывать неплохой урожай клубней - до 300 центнеров с гектара.

Скороспелые сорта представляют наибольший интерес в регионах Сибири и по размеру клубней могут делиться на крупно- и мелкоплодные сорта. К крупноплодным относятся сорта Скороспелка, Бланк, Даг-нитрал, к мелкоплодным - Фиолетовый, Горноалтайский. Скороспелые сорта в условиях Восточной Сибири, как правило, успевают зацветать и образовывать хороший урожай клубней - свыше 300 центнеров с гектара, при этом средний вес клубней достигает 200 граммов. Мелкоплодные сорта наиболее устойчивы к перезимовке в почве и могут успешно культивироваться в малоснежных районах.

В связи с началом использования топинамбура не только на кормовые цели животным, но и для промпереработки, и исходя из агробиологических критериев в настоящее время для средней полосы европейской части России наиболее перспективным является сорт "Скороспелка" (авторы Устименко Г.В. - Усанова З.И.), а для южных регионов - сорт "Интерес" (автор Пасько Н.М.) и топинсолнечник "Новость ВИРа" (автор Пасько Н.М.).