Сельское хозяйство / 5. Растениеводство, селекция и семеноводство

 

Кандидат сельскохозяйственных наук, доцент Исламгулов Д.Р.

Башкирский государственный аграрный университет, Россия

ВЛИЯНИЕ СОРТОВЫХ ОСОБЕННОСТЕЙ НА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ КАЧЕСТВА КОРНЕПЛОДОВ САХАРНОЙ СВЕКЛЫ

 

Islamgulov D. R.

Variety specifications and technological qualities of sugar beet root crops

 

Рассматриваются  результаты трехлетних исследований технологических качеств корнеплодов сахарной свеклы в условиях южной лесостепи Республики Башкортостан. Выявлена зависимость технологических качеств корнеплодов сахарной свеклы от сортовых особенностей. Установлено, что при оценке продуктивности гибридов сахарной свеклы целесообразнее использовать валовый сбор очищенного сахара, чем валовый сбор сахара.

Ключевые слова: сахарная свекла, гибрид, урожайность, технологические качества, мелассобразующие вещества, потери сахара в мелассе, валовый сбор очищенного сахара

 

Повышение урожайности и сахаристости корнеплодов сахарной свеклы обусловлено, в первую очередь, внедрением в производство новых гибридов с более высокими технологическими качествами. Основным показателем их является содержание сахарозы. Для более полной характеристики технологических качеств корнеплодов, кроме сахарозы, необходимо учитывать содержание несахаров, в особенности растворимой их части.

В связи с этим, исследование технологических качеств корнеплодов, а также выявление гибридов сахарной свеклы для конкретных условий возделывания является актуальной задачей. Также в задачу исследований входило выявление целесообразности использования содержания мелассообразующих веществ для оценки технологических качеств корнеплодов.

Полевые опыты проводились в 2007-2009 гг. в ОАО "Надежда" Кармаскалинского района, который располагается в южной лесостепи Республики Башкортостан. Объектами исследований были гибрид сахарной свеклы российской селекции – РМС-70 (N – тип) (контроль); три гибрида селекции фирмы Сингента (Швейцария) –Геракл (N – тип), ХМ-1820 (E – тип); два гибрида селекции фирмы КВС ЗААТ АГ (Германия) – Кристелла (NZ – тип), Доминика (NE – тип); один гибрид селекции фирмы Штрубе-Диекманн (Германия) – Ахат (Z – тип).

Метеорологические условия 2007–2009 гг. отражали особенности климата южной лесостепи Республики Башкортостан с его неустойчивым увлажнением в период вегетации и резким колебанием температуры воздуха. Густота стояния растений составляла 85-90 тыс. растений на гектар. Сахаристость определяли на поляриметре-сахариметре СУ-4 в сырьевой лаборатории ОАО «Карламанский сахар». Анализы на содержание мелассообразующих веществ проводились в исследовательской лаборатории в г. Кляйнванцлебен (фирма KWS SAAT AG, Германия). Для определения альфа-аминного азота использовался спектрофотометр. Содержание калия и натрия определяли на  пламенном фотометре.

Повышение урожайности корнеплодов сахарной свеклы обусловлено, в первую очередь, внедрением в производство новых сортов и гибридов с более высокими технологическими качествами [4]. Урожайность корнеплодов является одним из основных показателей продуктивности сахарной свеклы (таблица 1). В среднем за три года испытания наибольшая урожайность формировалась у гибрида ХМ-1820 – 51,8 ц/га, наименьшая – у контрольного гибрида  РМС-70 – 39,5 т/га. Урожайность остальных гибридов изменялась от 43,7 до 49,2 т/га. Гибриды зарубежной селекции имели урожайность корнеплодов выше на 6 -8 т/га в сравнении с контрольным гибридом РМС–70. Высокая продуктивность гибридов ХМ-1820 и Доминика была обусловлена их селекционным направлением (урожайным и нормально-урожайным).

Таблица 1. Урожайность (т/га) и сахаристость (%) корнеплодов сахарной свеклы

 

Гибрид

2007 г.

2008 г.

2009 г.

2007-2009 гг.

Урожайность

Сахарис-тость

Урожайность

Сахарис-тость

Урожайность

Сахарис-тость

Урожайность

Сахарис-тость

РМС-70

(контроль)

40,00

17,30

41,90

18,50

36,40

16,50

39,50

17,50

ХМ-1820

53,10

16,40

53,20

17,40

49,00

16,20

51,80

16,70

Доминика

49,90

17,10

51,50

18,00

46,10

15,80

49,20

17,00

Геракл

44,10

17,80

50,90

18,20

40,20

16,20

47,80

17,40

Кристелла

47,40

17,90

47,80

18,90

43,70

16,80

46,30

17,90

Ахат

44,30

17,70

46,10

19,20

40,60

17,40

43,70

18,10

НСР05

-

0,73

-

0,88

-

0,72

-

-

 

Под сахаристостью подразумевается содержание сахара в корнеплодах, выраженное в процентах [3]. В среднем за три года испытаний гибриды сахаристых направлений (Ахат, Кристелла) показали более высокую сахаристость, чем гибриды урожайного и нормального типов (ХМ-1820, Доминика, Геракл). Сахаристость контрольного гибрида РМС-70 была выше, чем у зарубежных гибридов аналогичных типов (таблица 1).

Технологические качества сахарной свеклы определяются количеством сахара, переходящим в мелассу. Одним из основных показателей технологических качеств является содержание калия [1]. Чем больше его содержание, тем больше сахара переходит и теряется в мелассе. Калий задерживает 70-80% сахара, переходящего в мелассу. Содержание калия варьировало как по годам, так и между гибридами (таблица 2). Гибриды сильно варьировали по содержанию калия в корнеплодах, причем гибриды сахаристого и нормально-сахаристого типов отличались существенно низким его содержанием.

Таблица 3. Содержание калия, натрия и  альфа - аминоазота в корнеплодах сахарной свеклы

 

Гибрид

Калий

Натрий

Альфа-аминоазот

ммоль на 100 г сырой массы

Разница  (+/-)

ммоль на 100 г сырой массы

Разница (+/-)

ммоль на 100 г сырой массы

Разница  (+/-)

РМС-70 (контроль)

4,86

0

0,85

0

2,23

0

ХМ-1820

4,92

0,06

0,9

0,05

1,91

-0,32

Доминика

4,85

-0,01

0,84

-0,01

1,87

-0,36

Геракл

4,64

-0,22

0,74

-0,11

1,80

-0,43

Кристелла

4,23

-0,63

0,52

-0,33

1,63

-0,60

Ахат

4,11

-0,75

0,45

-0,40

1,55

-0,68

 

Натрий, как и калий, относится к одним из основных мелассообразователей, присутствие которых мешает экстракции кристаллизированного сахара [2].  Результаты трехлетних опытов показали, что наибольшее значение натрия во все годы исследований было у гибрида ХМ-1820 (0,90 ммоль), наименьшее значение показал гибрид Ахат – 0,45 ммоль (таблица 2). Гибриды РМС – 70 и Доминика  незначительно отличались  между собой по содержанию натрия, и показали 0,85 и 0,84 ммоль, соответственно. Таким образом, гибриды сахарной свеклы различных селекционных направлений отличаются между собой по содержанию натрия в корнеплодах. Урожайные, нормально-урожайные и нормальные (совмещенные) типы гибридов отличались высоким содержанием натрия в корнеплодах. В то же время гибриды сахаристых и нормально-сахаристых типов имели низкое его содержание.

Среди азотных соединений корнеплода сахарной свеклы, альфа-аминоазот или «вредный азот» является наиболее вредоносным мелассообразователем и играет отрицательную роль при извлечении сахара из корнеплода [5]. Чем больше содержание альфа-аминоазота в корнеплодах, тем меньше выход сахара. В пункте Кармаскалы в среднем за три года испытания наибольшее содержание альфа – амино-азота, как и в течение трех лет, имел стандартный гибрид РМС – 70 (2,23 ммоль), наименьшее – гибрид Ахат (1,55 ммоль) (таблица 2). Гибриды ХМ – 1820, Доминика и  Геракл также отличались высоким содержанием альфа – аминоазота -1,91, 1,87 и 1,80 ммоль соответственно. У гибрида Кристелла были низкие показатели, как и у гибрида РМС-70. Таким образом, гибриды сахаристых и нормально-сахаристого типов отличались более низким содержанием альфа – аминоазота в сравнении с урожайными и нормальными типами.

На содержание сахара в мелассе в немалой степени сказываются как технологические качества сахарной свеклы, так и состояние сахарного завода [5]. Стандартные потери сахара при образовании мелассы вычисляются по Брауншвейгской формуле [6] и  выражаются в процентах (таблица 3).

СПС = 0,12*(K+Na)+0,24*ά-аминоазот+0,48

где СПС – стандартные потери сахара, %;

К – содержание калия, ммоль на 100 грамм сырой массы;

Na – содержание натрия, ммоль на 100 грамм сырой массы;

ά-аминоазот – содержание альфа-аминоазота, ммоль на 100 грамм сырой массы.

Таблица 3. Стандартные потери сахара (СПС) при образовании мелассы, %

 

Гибрид

2007 г.

2008 г.

2009 г.

2007-2009 гг.

СПС

Разница (+/-)

СПС

Разница (+/-)

СПС

Разница (+/-)

СПС

Разница (+/-)

РМС-70 (контроль)

1,68

0

1,79

0

1,62

0

1,70

0

ХМ-1820

1,65

-0,03

1,68

-0,11

1,57

-0,05

1,64

-0,06

Доминика

1,64

-0,04

1,65

-0,14

1,53

-0,09

1,61

-0,09

Геракл

1,60

-0,08

1,56

-0,23

1,51

-0,11

1,56

-0,14

Кристелла

1,43

-0,25

1,47

-0,32

1,41

-0,21

1,44

-0,26

Ахат

1,39

-0,29

1,44

-0,35

1,36

-0,26

1,40

-0,30

 

Результаты трехлетних испытаний показали довольно равномерное распределение стандартных потерь сахара при образовании мелассы - от 1,41 до 1,57 % . В тоже время разница между вариантами была существенной.

Стандартные потери сахара при образовании мелассы у гибридов урожайного и нормально- урожайного типов были сравнительно выше, чем у сахаристых и нормально сахаристых гибридов, что было связано с высоким содержанием мелассообразующих веществ (калия, натрия и альфа-аминоазота).

          В европейских странах на сахарных заводах оплату производят по содержанию очищенного сахара (СОС), которое вычисляется как разница между сахаристостью и стандартными потерями сахара в мелассе [4].

СОС = С - СПС

где СОС – содержание очищенного сахара, %;

С – сахаристость, %;

СПС – стандартные потери сахара в мелассе, %.

Таблица 4. Содержание очищенного сахара (СОС) в корнеплодах сахарной свеклы, %

 

Гибрид

2007 г.

2008 г.

2009 г.

2007-2009 гг.

СОС

Разница (+/-)

СОС

Разница (+/-)

СОС

Разница (+/-)

СОС

Разница (+/-)

РМС-70 (контроль)

15,62

0

16,71

0

14,88

0

15,80

0

ХМ-1820

14,75

-0,87

15,72

-0,99

14,63

-0,25

15,06

-0,74

Доминика

15,46

-0,16

16,35

-0,36

14,27

-0,61

15,39

-0,41

Геракл

16,20

0,58

16,64

-0,07

14,69

-0,19

15,84

0,04

Кристелла

16,47

0,85

17,43

0,72

15,39

0,51

16,46

0,66

Ахат

16,31

0,69

17,76

1,05

16,04

1,16

16,70

0,90

 

Изученные гибриды существенно отличались по содержанию очищенного сахара (таблица 4). Содержание очищенного сахара у гибридов урожайного и нормально-урожайного направлений было меньше, чем у гибридов сахаристого и нормально-сахаристого направлений.  

Валовый сбор сахара показывает выход сахара с единицы площади посева. У сахарной свеклы он выражается через урожайность корнеплодов и их сахаристость:

ВСС = У * С / 100

где ВСС – валовый сбор сахара, т/га;

У – урожайность корнеплодов, т/га;

С – сахаристость корнеплодов, %.

Рисунок 1. Валовый сбор сахара

В среднем за три года исследований наибольший валовый сбор сахара показал гибрид ХМ-1820 – 8,65 т/га, наименьший – гибрид РМС-70 – 6,91 т/га (рисунок 1). Остальные гибриды имели сравнительно одинаковый сбор сахара (от 7,91 до 8,36 т/га).

Таким образом, испытанные сорта и гибриды различались между собой по валовому сбору сахара. Зарубежные гибриды по сбору сахара превышали контрольный гибрид РМС-70 на 1,0-1,74 т/га. Валовый сбор сахара у гибридов урожайных типов был выше, чем у сахаристых.

            Валовый сбор  очищенного сахара - это окончательное его количество после переработки на сахарном заводе [4]. Он выражается через урожайность и очищенное содержание сахара:

ВСОС = У * CОС / 100

где ВСОС – валовый сбор очищенного сахара, т/га;

У – урожайность корнеплодов, т/га;

СОС – содержание очищенного сахара в корнеплодах, %.

В среднем за три года испытания наибольший валовый сбор очищенного сахара показал гибрид ХМ-1820 – 7,80 т/га, наименьший – гибрид РМС-70 (6,24 т/га). Гибриды Доминика и Геракл формировали одинаковый сбор сахара – 7,57 т/га. Гибриды Кристелла и Ахат показали, соответственно, 7,62 и 7,30 т/га (рисунок 2).

Рисунок 2. Валовый сбор очищенного сахара

 

Таким образом, испытанные гибриды различались между собой по валовому сбору очищенного сахара. В то же время данный показатель продуктивности реальнее оценивает гибриды сахарной свеклы, чем валовый сбор сахара. Гибрид Доминика превышает Геракл по валовому выходу сахара, а Кристелла – уступает им обеим. Оценка продуктивности по валовому сбору очищенного сахара показывает, что Геракл не уступает по продуктивности Доминике, а Кристелла превосходит по сбору сахара оба гибрида.

Экономическая эффективность возделывания гибридов сахарной свеклы зарубежной селекции рассчитывалась в сравнении с контрольным гибридом РМС-70. Расчеты проводились как по валовому сбору сахара, так и по валовому сбору очищенного сахара (таблица 5).

Таблица 5. Экономическая эффективность возделывания гибридов

сахарной свеклы (в среднем за 2007 - 2009 гг.)

 

Показатели

Гибрид

РМС-70

ХМ-1820

Доминика

Геракл

Кристелла

Ахат

по валовому сбору сахара

Валовый сбор сахара с 1 га, т

6,91

8,65

8,36

8,32

8,29

7,91

Стоимость продукции с 1 га, руб.

124380

155700

150480

149760

149220

142380

Окупаемость затрат, %

393,1

489,6

473,7

471,7

470,3

449,2

Рентабельность, %

293

390

374

372

370

349

по валовому сбору очищенного сахара

Валовый сбор очищенного сахара с 1 га, т

6,24

7,8

7,57

7,57

7,62

7,3

Стоимость продукции с 1 га, руб.

112320

140400

136260

136260

137160

131400

Окупаемость затрат, %

355,0

441,5

428,9

429,2

432,3

414,6

Рентабельность, %

255

342

329

329

332

315

 

Расчет экономической эффективности показал, что использование валового сбора очищенного сахара для оценки рентабельности возделывания является более правильным, чем использование валового сбора сахара. Так при расчете по валовому сбору сахара гибриды Геракл (372 %) и Доминика (374 %) более рентабельны для возделывания, чем Кристелла (370 %). В то же время расчет по валовому сбору очищенного сахара показал, что рентабельность гибрида Кристелла (332 %) выше, чем у Геракла и Доминики (329 %).

К возделыванию в южной лесостепи Республики Башкортостан для ранней уборки был рекомендован гибрид сахарной свеклы нормально - сахаристого направления Кристелла (КВС, Германия), показавший в исследованиях высокую рентабельность за счет валового сбора очищенного сахара. Для поздней уборки был рекомендован к возделыванию гибрид урожайного направления ХМ-1820 (Сингента, Швейцария), показавший в исследованиях наибольшую урожайность и наибольший валовый сбор очищенного сахара. Сахарным заводам, при приемке сахарной свеклы, кроме массы и сахаристости корнеплодов, рекомендовано учитывать содержание мелассообразующих веществ (калия, натрия и альфа-аминного азота).

Литература:

1.        Зубенко, В.Ф. Улучшение технологических качеств сахарной свеклы [Текст]: учеб.пособие / В.Ф. Зубенко, К.А. Маковецкий, А.В. Устименко-Бакумовский. – Киев: Урожай, 1989. – 208 с.

2.        Ионицой, Ю.С. Технологические качества корнеплодов сахарной свеклы современных гибридов [Текст] / Ю.С. Ионицой // Сахарная свекла. – 2006. - №9. – С.26-29.

3.         Справочник свекловода Башкортостана [Текст]: справочник / Р.Р. Исмагилов [и др.]. – Уфа: Гилем, 2009. – 216 с.

4.        Сахарная свекла [Текст]: учебник / Д. Шпаар [и др.]; под ред. Д. Шпаара. – М.: ИД ООО «DLV АГРОДЕЛО», 2009. – 390 с.

5.        Hoffmann C. Zuckerrüben als Rohstoff. Die technische Qualität als Voraussetzung für eine effiziente Verarbeitung [Text] / Hoffmann C. - WeenderDruckerei GmbH &B Co. KG, Göttingen. : Saur, 2006. - 1 – 200 s.

6.        K, Buchholz. Neubewertung des technicshen Wertes von Zuckerrüben [Text] / Buchholz K. et al. - Zuckerind.120, Nr. 2: Saur, 1995. -  113-121 s.