Сахарная свекла

Сахарная свекла

 

 Скачать Word-версию  saharnaya svekla

 

В РФ сахарная свекла – одна из главных технических культур, дающая богатые углеводом корнеплоды, из которых получают сахар. Корнеплоды сахарной свеклы содержат – 16-20% сахарозы. При высокой урожайности корней свеклы (40-50т/га) сбор сахара может составить  – 7-8т/га и более.

 

При заводской переработке  корнеплодов сахарной свеклы получаются отходы – жом и патока, имеющие  большое хозяйственное значение. В сухом веществе патоки (мелассе) содержится сахара около 60%, БЭВ –  около 15%, золы – 8-9%. Патоку используют для изготовления спирта, пищевых  дрожжей, молочной и лимонной кислот. Жом (отжатая свекловичная стружка) содержит: сухих веществ – около 15% (в том числе БЭВ – 10%), клетчатки  – 3%, золы – 0,7%, жира – 0,1% и сырого белка  – 1,2%. Жом – ценный корм для КРС: в 100кг сухого жома содержится – 80корм. ед., а в таком же количестве кислого  и свежего жома – соответственно 10и 8 корм. ед. При урожайности свеклы – 30т/га, выход жома составляет 24т. Отход свеклосахарного производства – дефекационную грязь – используют как удобрение. В ней содержится: извести – 40-50%, органических веществ – 15% ,азота – 0,2-1,7%, фосфора – 0,2-0,8%, калия – 0,5-0,9%.

 

Отходы, получаемые при уборке сахарной свеклы (листья, верхушки головок, кончики корнеплодов), используют на корм скоту в свежем, силосованном и высушенном виде. Большую часть  отходов составляют листья – 35-50% массы  корней; они содержат до 20% сухих  веществ, в том числе 2,5-3,5% белка, 0,8% жира, витамины. В 100кг ботвы – 18-20 корм.ед.

 Корнеплоды сахарной  свеклы содержат в два раза  больше сухих веществ, чем кормовой. При урожае корнеплодов 30т/га, сахарная свекла вместе с ботвой(15т/га) дает 10500 корм ед./га.

 

Включение сахарной свеклы в  севооборот имеет большое агротехническое  значение, так как она способствует повышению культуры земледелия и  урожайности последующих культур  благодаря глубокой обработке почвы, внесению больших норм удобрений, борьбе с сорняками и вредителями  на ее посевах.

 

Корнеплодная сахарная свекла появилась в 18в в результате отбора из естественных гибридов листовой свеклы (мангольд) и низкосахаристой корнеплодной свеклы кормового типа. Дикая свекла встречается на побережье Средиземного, Каспийского и Черного морей, в Закавказье и Малой Азии.

 

Сахароза была обнаружена в свекле в 1747 Маргграфом, а возможность получения кристаллического сахара из свеклы была доказана Ахардом в 1799г. Первый завод по выработке сахара из свеклы был построен в Германии в 1801г.

 В мировом земледелии  сахарная свекла занимает значительную  площадь. Ее посевы в 2003г.  составили 5,86 млн. га. Наибольшие  площади, занятые сахарной свеклой,  находятся на Украине, в России, Китае, Польше и других странах.  В европейских странах свекловичного  сахара производится до 80% общего  сбора в мире. Посевная площадь  сахарной свеклы в РФ составляет  около 1,3млн. га, а валовой сбор  корнеплодов – 24,5млн. тонн. Основные  площади ее посева размещены  в Центрально-Черноземном экономическом  регионе, Краснодарском и Ставропольском  краях, Нечерноземной зоне, Западной  Сибири и на Дальнем Востоке.

 

Сахарная свекла – культура высокоурожайная. Средняя урожайность  корнеплодов в мире составляет – 34,3т/га, в странах с высокой  культурой земледелия (Франция, США, Германия, Италия и другие) собирают – 50-60т/га. Средняя урожайность сахарной свеклы в РФ – 17,8т/га, в Краснодарском  крае, Курской и Белгородской областях – до 30т/га, в ряде хозяйств получают по 40-50т/га.

 

Химический состав корнеплодов

 

Технически зрелые корнеплоды содержат в среднем 75% воды и 25% сухих  веществ, основную часть которых (17,5%) составляет сахароза, а 7,5% – несахара. Из общего количества несахаров, около 5% приходится на нерастворимые вещества (клетчатка – 2,5%, пектиновые вещества – 2,4%, белки и зола – 0,1%). К растворимым несахарам относятся фруктоза, глюкоза (инвертный сахар) и другие безазотистые вещества (0,8%); азотистые вещества – 1,1% и зола – 0,6%.

 

В техническом смысле сахаром  называют только сахарозу (тростниковый или свекловичный сахар – дисахарид  С12Н22О11). Все остальные углеводы, прочие органические и минеральные  вещества относятся к несахарам. Содержание их варьирует в зависимости от сорта, района возделывания и агротехники. Наиболее вредны растворимые пектиновые вещества, которые переходят в сок, сильно затрудняют его фильтрацию и мешают кристаллизации сахара. Азотистые вещества, входящие в состав свекловичного сока, делят на две группы: безвредные (белковые вещества) и “вредные” (бетаин, амиды, красящие вещества и другие). Последние в процессе выработки сахара не осаждаются и переходят в патоку.

 

Основные показатели качества сахарной свеклы помимо сахаристости – доброкачественность сока, т.е. процентное содержание сахара в растворенном сухом веществе, а также содержание инвертного сахара (содержание глюкозы и фруктозы) и “вредного” (небелкового) азота. Распределение сахара в корнеплоде свеклы неравномерно: больше всего в средней части (шейке), меньше всего в головке и самой нижней части (хвостике) корнеплода.

 

Ботаническое описание

 

Род свеклы Beta семейства Маревые (Chenopodiaceae) представлен однолетними, двулетними и многолетними видами. Исторически он сформирован в средиземноморской флористической области.

 

Вид свекла обыкновенная (Beta vulgaris) включает в себя несколько подвидов, в том числе и ssp. Vulgaris – полиморфный сборный подвид, объединяющий все культурные двулетние и однолетние формы свеклы. В свою очередь, этот подвид делится на разновидности: сахарная свекла (v. Saccharifera), столовая свекла (v. Esculenta), кормовая свекла (v. Crassa) и листовая свекла или мангольд (v. Cicla).

 

Культурная сахарная свекла – гибридный организм, получившийся от стихийного скрещивания листовой и корнеплодной форм свеклы и улучшенный длительной селекцией.

 

В первой год жизни сахарная свекла образует утолщенный корнеплод  с розеткой из множества (50-90) прикорневых  черешковых листьев, поверхность их на одном растении достигает 3000см?.

 

Корни взрослого растения первого года жизни имеют длинные  корневые волоски (до 3мм), достигают  глубины 3м и отходят в стороны  на 60см.

 

В фазе “вилочки” (всходы с  семядолями до образования настоящих  листьев) первичный корень сахарной свеклы проникает на глубину – 12-15см, а ко времени появления первой пары настоящих листьев – до 30см. С этого времени главный корень начинает утолщаться в результате деления  клеток перицикла и паренхимы  первичного луба. Первичная кора корня  в фазе трех пар листьев дает трещины  и сбрасывается (линька корня), заменяясь  вторичной корой, окруженной слоем  пробковой ткани. В дальнейшем наряду с увеличением числа листьев  происходят утолщение и разрастание  главного корня – образование  корнеплода.

 

Корнеплод формируется вследствие деятельности нескольких (до 12) последовательно  сменяющих друг друга камбиальных  колец сосудисто-волокнистых пучков. Между этими кольцами разрастается паренхимная ткань, в клетках которой откладывается основная масса сахара.

 

При высоком уровне агротехники  у свеклы сильнее развивается  паренхимная ткань, что приводит к образованию более крупных и тяжеловесных корнеплодов (масса 300-500г и более). Корнеплод взрослого растения сахарной свеклы конической формы, в центральной части цилиндрический, несколько ребристый, без разветвлений, с малоразвитой головкой, боковые корни расположены двумя рядами. Окраска белая, мякоть плотная.

 

В строении корнеплода различают: головку (укороченный стебель –  эпикотиль), которая несет листья и почки; шейку (подсемядольное колено – гипокотиль), на которой отсутствуют  листья и корни; собственно корень (коническая часть корнеплода), на поверхности  которого образуются боковые корни.

 

Особенности роста и развития

 

Фазы роста и развития сахарной свеклы первого года жизни:

Прорастание семян

“Вилочка”

1 пара листьев

2-3 пара листьев

7 лист

Смыкание листьев в  рядах

Смыкание листьев в  междурядьях

Наступление технической  спелости

 

При прорастании семян, сначала  трогаются в рост зародышевый  корешок и подсемядольное колено. Две семядоли при выходе на поверхность  зеленеют и выполняют функции  листьев (фаза “вилочки”). Через 6-8 дней после всходов образуется 1 пара настоящих листьев, за ней появляются 2-3 пары. На этом этапе органогенеза происходит смена анатомических  структур, или линька корня. В дальнейшем листья развертываются уже по одному. Вначале они появляются через  каждые 2-3 дня, а в середине вегетации  – через 1-2 дня. В конце вегетации  появление листьев замедляется. В первый год жизни растения свеклы образуют 60-90 листьев, которые остаются деятельными в течение 60-70 дней. Наиболее продуктивны листья среднего яруса (с 10 по 25). Продолжительность активной деятельности каждого листа около 25 дней. Ко времени уборки чистая продуктивность фотосинтеза снижается, масса листьев  уменьшается. Оптимальная площадь  листьев на 1га свекловичной плантации  составляет – 40-50тыс. м?.

 

В первый год жизни сахарной свеклы (по И.А. Стебуту и Д.И. Прянишникову) можно выделить три периода. В первый период растения энергично образуют листья и корневую систему, рост корнеплода в толщину отстает от роста листьев (май-июнь). Во второй период наблюдается усиленное разрастание корнеплода и листьев (июль-август). Для третьего периода характерны замеленный прирост листьев и интенсивное накопление сухого вещества (сентябрь-октябрь).

 

В первый год жизни на головке  корнеплода в пазухе каждого листа  закладываются спящие почки, для  развития которых необходимы пониженные температуры – 0-8°С. Верхушечные  почки, образованные осенью, развиваются  при более благоприятных условиях. Качественные изменения для перехода к цветению и плодоношению у почек  заканчиваются осенью или весной следующего года, после высадки корнеплодов  образуются цветоносы, на которых образуются цветки и семена. Иногда у части  растений сахарной свеклы наблюдаются  отклонения от нормального двухгодичного  цикла развития – от посева семян  до сбора урожая семян. В этом случае у отдельных растений полный цикл развития спящих почек и образование  цветоносных побегов происходят в первый год жизни, это явление  называется цветушностью. Причина цветушности – ранний посев в холодную затяжную весну и длинный световой день. Цветушные корнеплоды малосахаристые и грубые, при хранении сильнее поражаются кагатной гнилью.

 

Некоторые из корнеплодов, высаженных на второй год для семенных целей, наоборот, не дают цветоносных побегов  и продолжают образовывать лишь розетку  листьев. Такие растения называются “упрямцами”. Они появляются под  воздействием повышенных температур во время ранней уборки, вследствие осеннего и весеннего подсыхания маточных корнеплодов, повышенной температуры при хранении. “Упрямцы” начинают плодоносить на третий год. Наличие “упрямцев” среди высадков-семенников значительно снижает урожай семян.

 

У сахарной свеклы различают  ботаническую, биологическую и техническую  спелость.

 

Ботаническая спелость наступает, когда созревают семена. При нормальном росте и развитии растений это  обычно происходит в конце второго  года жизни.

 

Биологическая спелость сахарной свеклы первого года жизни связана  с затуханием жизненных процессов  растения к концу вегетационного периода. Это происходит в результате изменений условий внешней среды: похолодания, сокращения светового  дня, снижения интенсивности ФАР  и т.д. Для биологической спелости характерны отмирание старых листьев, медленное нарастание массы корнеплодов  и накопление сахара в них, повышение  доброкачественности сока, уменьшение содержания воды и золы в корнеплодах.

 

Техническая спелость сахарной свеклы характеризуется наибольшей массой корнеплода и максимальным содержанием  сахара при минимальном среднесуточном приросте массы и сахаристости корнеплода. К моменту технической спелости возрастает отношение массы корнеплода к массе листьев до 3:1. Перед ее наступлением рядки свеклы размыкаются, листья становятся светло-зелеными, частично желтеют и отмирают.

 

Длительность вегетационного периода свеклы первого года жизни  составляет – 150-170 дней, в зависимости  от условий выращивания.

 

Для получения семян свеклы корнеплоды, выращенные в первый год  жизни, выкапывают, сохраняют в течение  зимы и высаживают весной в грунт. Из прорастающих почек головки развиваются  облиственные ребристые цветоносные  побеги, достигающие высоты – 1-1,5м.

 

Соцветие – мутовчатая колосовидная кисть. Цветки формируются  в верхней части цветоносов, в  пазухах прицветников, группами по 3-4 и более у многосемянных  сортов или одиночно у односемянных сортов (гибридов).

 

Цветки обоеполые, пятерного  типа. Опыление перекрестное при помощи ветра (анемофильное) и отчасти насекомых. Плод – орешек.

 

У некоторых биотипов свеклы при нормальном развитии женских  органов отмечается недоразвитие мужских (пыльники не содержат пыльцы). В этом случае растения проявляют цитоплазматическую стерильность (ЦМС). Эту особенность  используют в селекционной работе для  получения высокопродуктивных гибридов.

 

При созревании плоды желтеют  и у многосемянной свеклы срастаются соплодия (клубочки), состоящие из 2-6 орешков, а у односемянной свеклы клубочек состоит из одного орешка. Масса 1000 соплодий многосемянной свеклы – 20-50г, а односемянной – 20г. Семя, лежащее  в плоде, имеет бурую блестящую  оболочку и составляет – 25-30% массы  клубочка. Семя состоит из оболочки и зародыша, который имеет две  семядоли, почечку между ними, подсемядольное колено, зародышевый корешок и перисперм с запасами питательных веществ.

 

Продолжительность периода  вегетации сахарной свеклы, второго  года жизни, составляет – 100-130 дней.

 

Особенности биологии

 

Требования к теплу

 

Сахарная свекла умеренно теплолюбива. Минимальная температура  почвы для прорастания семян  – 3-4°С, но всходы при этом появляются только на 25-28 день, при температуре – 6-7°С – на 10-15 день, при 10-11°С – на 8-10 день и при 15-18°С – на 6-7 день.

 

В первые дни всходы сахарной свеклы очень чувствительны к заморозкам. В фазе “вилочки” заморозки …-3…-4°С могут уничтожить растения. С появлением первой пары листьев повышается холодостойкость, и свекла может выдержать заморозки …-4…-6°М. Оптимальная температура ассимиляции – 20-23°С. При температуре ниже 6-8°С, накопление сахара в корнеплодах прекращается. Для формирования репродуктивных почек на головках корнеплодов благоприятна температура – 15-23°С. Осенью вегетация свеклы прекращается с установлением температуры – 2-4°С.