CC BY
35УДК 633.174
СОЗДАНИЕ НОВЫХ ФОРМ СОРГО САХАРНОГО ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА САХАРНОГО СИРОПА
Болдырева Л. Л., кандидат сельскохозяйственных наук, доцент; Бритвин В. В., кандидат сельскохозяйственных наук, ассистент; Академия биоресурсов и природопользования ФГАОУ ВО «КФУ им. В. И. Вернадского»
В статье приведены результаты двухлетних исследований по созданию высокосахаристых форм сорго сахарного. Показаны морфо-биологическая характеристика, урожайность надземной массы, структура урожая, выход сахара с гектара у новых сортов и линий сорго сахарного. Выделены ценные формы для дальнейшей селекционной работы по показателю - «содержание сахаров в соке стеблей».
Ключевые слова: линии, сорта, сорго сахарное, структура урожая, сахар.
CREATION OF NEW FORMS THE SWEET SORGHUM FOR A PRODUCTION OF SUGAR SYRUP
Boldyrevа L. L., Candidate of Agricultural Science, Associate Professor; Britvin V. V., Candidate of Agricultural Science, Assistant
Academy of Life and Environmental Sciences FSAEI HE «V. I. Vernadsky Crimean Federal University»
In the article the results of two-year researches are shown on creation of high-sacchariferous forms of sweet sorghum. Morphological and biological description, productivity of above-ground mass, structure of harvest, yield per sugar the hectare of new varieties and lines of sweet sorghum. Valuable forms are distinguished for further plant-breeding work on an index is «maintenance of sugars in juice of stems».
Key words: lines, varieties, sweet sorghum, structure of harvest, sugar.
Введение. Сорго сахарное обладает исключительной засухоустойчивостью, жаровыносливостью и стабильностью по продуктивности. Биологические особенности сорго сахарного позволяют получать хороший урожай зеленой массы даже на очень бедных почвах и солонцах. Эта культура очень перспективна для переработки на «мед», патоку и сироп. При содержании в соке 18-20% сахара, с одного гектара одновременно можно получить 2,5-3 т сахарного меда, 2-2,5 т зерна и 13-17 т отжимов стеблей и листьев [1, 3].
По содержанию сахаров сок стеблей сорго сахарного не уступает соку сахарного тростника, а вот по составу отличается существенно. Если в соке сахарного тростника содержится только сахароза (кристаллизирующийся сахар), то в соке сорго сахарного кроме сахарозы есть много глюкозы и растворимого крахмала, препятствующего кристаллизации сахара. Из сока можно получить
сироп 75% концентрации с повышенным содержанием фруктозы и глюкозы, обладающий высокой ценностью.
Сахар из сорго, в отличие от свекольного, является диетическим продуктом, который можно употреблять больным сахарным диабетом. В состав сладких сорговых сиропов входят легкоусвояемые микроэлементы и витамины, которых нет в сахаре свеклы и тростника. Эти факторы делают сахар из сорго уникальным и напоминают, по своему действию на организм человека, биологически активные добавки или мед [2, 3].
Материал и методы исследований. Полевые исследования проводились в специальном питомнике создания новых высокосахаристых форм сорго в течение 2013-2014 гг. на опытном поле Академии биоресурсов и природопользования ФГАОУ ВО «Крымский федеральный университет имени В. И. Вернадского. Участки однорядковые, площадью 7 м2.
При закладке опытов руководствовались Методикой государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур (2000), Методикой по селекции и семеноводству гибридного сорго [4].
В исследование были включены образцы высокосахаристых форм сорго сахарного селекции лаборатории сорго Академии биоресурсов и природопользования. В качестве стандартов использовались районированные сорта сорго сахарного «Крымское 15» и «Памяти Шепеля».
В течение вегетационного периода проводили фенологические наблюдения, перед уборкой - биометрические замеры. Учет урожая и содержания сахаров в соке стеблей проводили в фазу полной спелости зерна. В этот период в растениях накапливается наибольшее количество сахаров. Сок извлекали из стебля в третьем или четвертом междоузлии. Содержание сахаров (сухих веществ) в соке стеблей сорго определяли с помощью рефрактометра венгерского производства 0У-101.
Выход сахара с гектара находили расчетным путем [3].
Полученные данные обрабатывались методом дисперсионного анализа по Доспехову Б. А.
Объект исследований: новые формы сорго сахарного селекции лаборатории сорго Академии биоресурсов и природопользования (структурное подразделение) ФГАОУ ВО «Крымский федеральный университет им. В. И. Вернадского».
Предмет исследований: оценка новых форм сорго сахарного по мор-фо-биологическим характеристикам, урожайности надземной массы и содержания сахаров в соке стеблей.
Обсуждение результатов. Для проведения исследований нами в опыт было включено 13 форм с высоким содержанием сахаров в соке стеблей, отобранных в селекционном питомнике.
Высота растений выделенных раннее нами образцов была средней (159,3-216,7 см). Только линии «Крысакор 9/2» и «Кормовой 220» превысили 200 см отметку - 216,7 и 206,0 см, соответственно (табл. 1).
Таблица 1. Характеристика высокосахаристых форм сорго сахарного (среднее за 2013-2014 гг.)
Название линии Высота растений, см Длина метелки, см Лист, см Диаметр стебля, см Кустистость, шт. Количество узлов, шт.
длина ширина
Крымское 15 189,0 23,3 62 8,2 2,1 1,0 11,0
Памяти Шепеля 180,3 26,7 59 6,4 1,5 1,3 9,0
Силосное 3 195,0 31,3 69 8,8 1,6 2,0 9,7
Крымское 30/3 159,3 23,0 59 7,3 1,3 2,0 8,0
Крымский сладкий 196,3 27,7 64 5,5 1,3 1,3 9,0
Крымское 15/1 172,5 29,1 61,7 6,0 1,3 1,0 8,7
Крысакор 9/2 216,7 30,3 71,7 6,7 1,6 2,0 10,0
Кормовой 220 206,0 23,0 69,7 6,5 1,8 1,3 1,0
Крымский сладкий 30 169,3 18,3 61,0 6,6 1,3 1,0 8,7
Новинка 2 195,3 29,0 65,7 8,3 1,7 2,0 8,7
Питательное 193,7 30,0 69,7 6,8 1,6 1,3 9,0
БО 2-13 179,3 25,0 58,0 6,2 1,3 1,3 9,0
ГСН 2-13 193,0 27,0 68,0 7,0 1,7 1,0 8,7
НСР05 19,29 2,33 8,70 1,23 0,25 0,88 1,10
При выращивании сорго сахарного для переработки на сахарный сироп, формирующаяся на растениях метелка и зерно являются побочной продукцией. Однако и эту часть растения можно использовать на различные цели - для производства кормов, биотоплива, технической промышленности и др.
Длина метелки лучших высокосахаристых сортов и гибридов была на уровне средней метелки (21-30 см) и только форма «Силосное 3» сформировала метелку длиной 31,3 см. У линии «Крымский сладкий 30», наоборот, была короткая метелка, на уровне 18,3 см.
По длине и ширине листа представленные образцы относились к растениям с коротким и узким листом (45-60 и 5,0-7,5 см) или со средней длиной и шириной (61-75 и 7,6-10,0 см). С наибольшими размерами листа следует отметить линии «Крымское 15» (длина - 62,0, ширина - 8,2 см), «Силосное 3» (длина - 69 и ширина - 8,8 см) и «Новинка 2» (65,7 и 8,3 см).
Диаметр стебля у образцов был небольшой, как для сорго сахарного, и находился в пределах 1,3-2,1 см в зависимости от взятого образца. Кустистость, также, была средней. Наибольшее количество стеблей на 1 растении сформировали формы: «Силосное 3», «Крымское 30/3», «Крысакор 9/2» и «Новинка 2» -по 2,0 стебля на растение.
Анализируя содержание сахаров в соке стеблей можно отметить, что этот показатель практически по всем образцам отличается по годам. Это можно
объяснить тем, что содержание сахаров зависит не только от физиологических особенностей сорта или линии, но и погодных условий года (табл. 2).
Таблица 2. Содержание сахаров в соке стеблей сорго сахарного
Название линии Содержание сахаров, %
2013 г. 2014 г.
Крымское 15 (стандарт) 17,3 15,0
Памяти Шепеля (стандарт) 18,3 16,7
Силосное 3 18,6 20,0
Крымское 30/3 15,7 15,8
Крымский сладкий 18,3 17,0
Крымское 15/1 20,0 17,5
Крысакор 9/2 18,7 17,5
Кормовой 220 18,4 19,2
Крымский сладкий 30 18,0 18,1
Новинка 2 18,5 17,7
Питательное 19,6 21,0
БО 2-13 17,5 18,3
ГСН 2-13 19,5 15,8
По такому признаку, как «содержание сахаров в соке стеблей» в 2013 г. можно выделить следующие образцы - «Крымское 15/1», «Питательное», «ГСН 2-13» (содержание сахаров составило 20,0, 19,6 и 19,5% соответственно). В 2014 г. лучшими были линии - «Силосное 3» (20%), «Кормовой 220» (19,2%), «Питательное» (21,0%).
Показатель «содержание сахаров в соке стеблей» не дает нам полной картины о целесообразности использования выбранного образца в дальнейшей селекционной работе. Поэтому, кроме учета биометрии растений и учета содержания сахаров в соке стеблей, мы на каждой делянке проводили скашивание надземной массы и разбор полученной массы для предварительной оценки наших образцов на урожайность и др. интересующие нас признакам. Такие учеты дают возможность провести расчеты по выходу сахара с гектара, и именно этот показатель необходимо будет учитывать при выборе наиболее лучших сортов или гибридов при выращивании для получения сахарного сиропа.
У сорго сахарного наибольшее накопление сахара в стеблях совпадает с полной спелостью семян. Поэтому наилучшим временем уборки сорго сахарного на сахар является период, когда и стебли и семена достигнут полной спелости. К этому времени стебли становятся светлого желто-янтарного цвета, а семена делаются твердыми. Конец уборки ограничивается морозами, которые губительно сказываются на сахаристости сорго. Замерзание стеблей и следующее за ним оттаивание ведут к быстрому забраживанию сока и распаду сахаров. В связи с этим, укос надземной массы в опытах мы проводили в фазе пол-
ной спелости зерна у растений сорго сахарного, в Республике Крым созревание приходится на 1-2 декады сентября.
Анализ урожайности надземной массы сортов и гибридов сорго сахарного показал, что не все образцы формируют высокий урожай надземной массы (табл. 3).
Таблица 3. Продуктивность сорго сахарного, 2014 г.
Название сорта, линии Урожайность надземной массы, т/га Структура урожая, %
стебли метелки листья
Крымское 15 (ст-т) 29,0 71 21 8
Памяти Шепеля (ст-т) 28,0 70 20 10
Крысакор 9/2 42,4 70 19 11
ГОР 2-13 27,0 68 24 8
Новинка 2 31,4 68 23 9
Крысакор 12/1 24,2 67 22 11
ПКС 2-13 29,2 67 23 10
ИСН 2-12 22,6 70 19 11
Крымское 30/3 24,6 70 23 7
Крымский сладкий 23 24,8 67 20 13
НСР05 6,99
Наиболее высокоурожайными в 2014 году были линии «Крысакор 9/2» (42,4 т/га), «Крымское 15» (29,0 т/га) и «Новинка 2» (31,4 т/га).
При создании новых форм сорго сахарного для получения сахарного сиропа важным будет повышенное содержание стеблей в структуре урожая, так как именно из стеблей мы получаем сок. Наибольшее содержание стеблей в структуре урожая отмечено у сортов «Крымское 15» (71%), «Памяти Шепеля», «Крысакор 9/2», «ИСН 2-12» и « Крымское 30/3» по 70%.
Имея данные по урожайности надземной массы, структуры урожая, содержания сахаров в соке стеблей можно расчетным путем получить выход сахара с гектара(табл. 4)
Самым лучшим, на фоне других сортов в 2013 г., нами выделен сорт «Крымское 15», который сформировал урожайность надземной массы 61,0 т/га, из которой - 12,8 т зерна в метелках, и 42,1 т - выход стеблей. В результате переработки такого количества стеблей этого сорта можем получить 4,3 т/га сахара или 5,6 т/га сахарного сиропа.
Отмечаем также сорта «Крысакор 9/2» и «Питательное», которые сформировали урожай надземной массы 54,0, 50,0 т/га из которых получили расчетный выход сухого сахара - 4,2 и 4,1 т/га соответственно. Немного меньше выход сахара показали сорта «Крымский сладкий 30» и «Новинка 2» - по 3,8 т/га.
В 2014 г. из представленных в таблице линий, наиболее существенно отличается сорт «Крысакор 9/2», который к моменту укоса сформировал 43,4 т/га надземной массы, в т. ч. - 8,2 т/га зерна в метелках и 30,4 т/га - выход стеблей. При переработке такого количества стеблей данного сорта, можно получить 3,2 т/га сахара. Остальные сорта показали расчетный выход сахара на уровне от 1,6 (Питательное) до 2,2 т/га (Новинка 2).
Таблица 4. Урожайность и расчетный выход сахара с посевов сорго сахарного
Показатель Крымское 15 Крысакор 9/2 Питательное Крымский сладкий 30 Новинка 2
2013 г.
Урожайность надземной массы, т/га 61,0 54,0 50,0 48,0 48,5
Выход зерна в метелках, т/га 12,8 11,8 10,0 10,0 9,2
Выход стеблей, т/га 42,1 37,8 35,0 35,5 34,4
Содержание сока, т/га 31,6 28,3 26,2 26,6 25,8
Выход сока после отжима (80% от содержания), т/га 25,2 22,6 21,0 21,3 20,6
Содержание сахара в соке стеблей, % 17,3 18,7 19,6 18,0 18,5
Выход сахара, т/га 4,3 4,2 4,1 3,8 3,8
2014 г.
Урожайность надземной массы, т/га 29,0 43,4 23,0 24,8 31,4
Выход зерна в метелках, т/га 6,1 8,2 5,1 5,0 7,2
Выход стеблей, т/га 20,6 30,4 15,6 16,6 21,3
Содержание сока, т/га 15,4 22,8 11,7 12,4 15,9
Выход сока после отжима (80% от содержания), т/га 12,3 18,2 9,4 9,9 12,7
Содержание сахара в соке стеблей, % 15,0 17,5 16,6 17,0 17,7
Выход сахара, т/га 1,8 3,2 1,6 1,7 2,2
Выводы. 1. Наши исследования свидетельствуют о хороших перспективах использования сорго сахарного для производства сахарного сиропа, что значительно может уменьшить дефицит сахара в засушливых регионах РФ, в том числе и Республике Крым. Так, при использовании сорта «Крымское 15», можем получить 1,8-4,3 т/га сахара.
2. По итогам двухлетней селекционной работы по созданию высокосахаристых форм сорго сахарного, нами установлено, что формы: «Крысакор 9/2», «Питательное», «Крымский сладкий 30» и «Новинка 2», характеризуются высокими показателями продуктивности и выходом полученного сахара из сырья. Для дальнейшей селекции в этом направлении, перспективными следует считать линии «Силосное 3», «Кормовой 220» и «БО 2-13», которые показали высокое содержание сахаров в соке стеблей растений.
Список использованных источников:
1. Вахрушев Н. А. Сахар из сорго / Кукуруза и сорго. - 1996. - №6. -с. 16-17.
2. Кононов В. М. Перспективы для получения сахара из сорго // Кукуруза и сорго. - 1991. - №1. - с. 34-35.
3. Шепель Н. А. Сорго. - Волгоград: Комитет по печати, 1994. - 448 с.
4. Шепель Н. А. Селекция и семеноводство гибридного сорго. - Ростов: Изд-во Ростовского ун-та, 1985. - 256 с.
Сведения об авторе:
Болдырева Любовь Леонидовна - кандидат сельскохозяйственных наук, доцент кафедры растениеводства Академии биоресурсов и природопользования ФГАОУ ВО «КФУ имени В. И. Вернадского», e-mail: Bolt58@ ua.fm, 295492, п. Аграрное, Академия биоресурсов и природопользования ФГАОУ ВО «КФУ им. В. И. Вернадского».
Бритвин Виктор Викторович - кандидат сельскохозяйственных наук, ассистент кафедры растениеводства Академии биоресурсов и природопользования ФГАОУ ВО «КФУ имени В. И. Вернадского», e-mail: vikto-rbritvin@mail.ru, 295492, Академия биоресурсов и природопользования ФГАОУ ВО «КФУ им. В. И. Вернадского», Республика Крым, г. Симферополь, п. Аграрное.
References:
1. Vahrushev N. A. Sugar from a sorghum // Corn and sorghum. - 1996. -№6. - p. 16-17.
2. Kononov V. M. Prospects for the receipt of sugar from a sorghum // Corn and sorghum. - 1991. - №1. - p. 34-35.
3. Shepel N. A. Sorghum // Volgograd: Committee on printing. - 1994. - 448 p.
4. Shepel N. A. Selection and seed-grower of hybrid sorghum // Rostov: publishing House of the Rostov university, 1985. - 256 p.
Information about the author:
Boldyreva Lyubov Leonidov-na - Candidate of Agricultural Science, Associate Professor; of Academy of Life and Environmental Sciences FSAEI HE «V. I. Vernadsky Crimean Federal University e-mail: Bolt58@ua.fm, Academy of Life and Environmental Sciences FSAEI HE «V. I. Vernadsky Crimean Federal University» 295492, Republic of Crimea, Simferopol, Agrarnoe.
Britvin Viktor Viktorovich -Candidate of Agricultural Science, assistant of Academy of Life and Environmental Sciences FSAEI HE «V. I. Vernadsky Crimean Federal University, e-mail: viktorbritvin@mail.ru, Academy of Life and Environmental Sciences FSAEI HE «V. I. Vernadsky Crimean Federal University» 295492, Republic of Crimea, Simferopol, Agrarnoe.
