CC BY
46УДК 633.63:664.12:631.52 doi.org/10.24411/2413-5518-2020-10604
Технологическое качество корнеплодов перспективных гибридных комбинаций сахарной свёклы отечественной селекции
Л.Н. ПУТИЛИНА, канд. с/х. наук(е-mail: lputilina@bk.ru) Н.П. ГРИБАНОВА, канд. с/х. наук Н.А. ЛАЗУТИНА, научн. сотрудник
ФГБНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт сахарной свёклы и сахара имени А.Л. Мазлумова»
Введение
Сахарная свёкла является одной из основных технических культур в Российской Федерации и единственным сахароносным видом растений, возделываемым в по-чвенно-климатических условиях нашей страны. По площади посевов данной сельскохозяйственной культуры Россия занимает первое место в мире, опережая такие страны, как Соединённые Штаты Америки, Германия и Франция [1]. По данным Росста-та, валовой сбор сахарной свёклы в 2019 г. составил 54 305 тыс. т, что выше уровня 2018 г. на 29,2% (2018 г. - 42 066 тыс. т) [2].
Однако следует отметить, что в последние годы в отечественном свекловодстве нарастающими темпами расширяется использование гибридов зарубежной селекции. Так, если в 2001 г. зарубежные со-ртообразцы в общей площади посевов культуры в целом по Российской Федерации занимали менее 10 %, в 2005 г. - 58 %, то в 2019 г. ими засевалось более 98 % посевных площадей.
В Государственном реестре селекционных достижений, допущенных к использованию, по состоянию на 2019 г. зарегистрировано 323 гибрида сахарной свёклы, из которых 74 (22,9 %) — гибриды отечественной и 249 (77,1 %) зарубежной селекции. Однако в настоящее время только 25 отечественных гибридов поддерживаются и воз-
делываются в производстве, что составляет 33,8 % от заявленных [3].
В связи с принятой в декабре 2018 г. Федеральной научно-технической программой развития сельского хозяйства на 2017-2025 годы и входящей в неё подпрограммой «Развитие селекции и семеноводства сахарной свёклы в Российской Федерации» перед отечественной селекцией была поставлена задача создания новых высокопродуктивных гибридов с высокими технологическими качествами, в наибольшей степени отвечающими требованиям переработки.
Анализ работы селекционно-семеноводческих фирм по сахарной свёкле Европы и других стран — крупных производителей свекловичного сахара показывает, что исследования направлены не только на повышение потенциальной урожайности, но и на достижение хорошего качества корнеплодов (высокое содержание сахара и низкое — несахаров, преимущественно калия, натрия и а-аминного азота, максимальный выход сахара) [4].
В настоящее время при изучении отечественного селекционного материала особое внимание уделяется основным показателям продуктивности — урожайности и сахаристости. Приёмку свеклосырья сахарные заводы в Российской Федерации также осуществляют только по массе и сахаристости.
Однако варьирование отдельных компонентов химического состава сахарной свёклы может оказывать существенное влияние на эффективность свеклосахарного производства [5]. Поэтому селекционный материал (родительские компоненты, простые и пробные гибриды) необходимо оценивать комплексно, с обязательным учётом технологических показателей качества корнеплодов.
В связи с вышесказанным в условиях современного состояния сырьевой базы свеклосахарной отрасли исследования по изучению технологических показателей отечественного селекционного материала сахарной свёклы являются актуальными и имеют важное практическое значение.
Материалы и методы
исследований
Цель исследований состояла в комплексной оценке технологического качества гибридных комбинаций сахарной свёклы отечественной селекции и выделении лучших для дальнейшей селекционной работы и передачи в ГСИ.
Объектом исследований являлись корнеплоды простых и пробных гибридов сахарной свёклы отечественной селекции, выращенные в 2019 г. на селекционном поле ФГБНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт сахарной свёклы и сахара имени А.Л. Мазлумова» коллективом
лаборатории селекции сахарной свёклы на основе ЦМС.
Почва опытного участка — чернозём выщелоченный средне-мощный с содержанием гумуса в пахотном слое 5,2—5,6 %, рН —
' ' ' Г вод.
5,4-5,6.
Расчёт гидротермического коэффициента (ГТК) показал, что в 2019 г. апрель был слабо засушливым месяцем (ГТК = 1,0); май, сентябрь - очень засушливыми (ГТК = 0,7 и 0,6 соответственно); июль — слабо засушливым (ГТК = 1,1); июнь и август — сухими (ГТК = 0,3 и 0,2 соответственно).
Оценку технологических показателей корнеплодов исследуемого селекционного материала проводили в лаборатории хранения и переработки сырья ВНИИСС имени А.Л. Мазлумова. Для этого использовали экспресс-метод, включающий в себя получение дигератов на автоматизированной линии Venema и определение в них на автоматизированной линии анализа сахарной свёклы Betalyser сахаристости, содержа-
ния калия, натрия и а-аминного азота (см. рис.). На основании результатов анализа проб свёклы рассчитывали прогнозируемые потери сахара в мелассе по формуле Брауншвейгского университета, прогнозируемый выход сахара, коэффициент его извлечения и МБ-фактор.
Результаты исследований
и обсуждения
В сравнительном испытании селекционного материала ВНИИСС по технологическим показателям было изучено 111 гибридных комбинаций, из них 26 простых и 85 пробных гибридов. Всего в четырёхкратной повторности проанализировано 444 образца. В качестве группового стандарта использовали гибриды Митика (LION SEEDS LTD) и Дубравка (KWS).
Из общего числа данных, полученных в результате анализа, были отмечены гибридные комбинации с лучшим анализируемым технологическим показателем в сравнении с групповым стандартом (St) (табл. 1).
Так, по сахаристости групповой стандарт (18,08 %) превзошли на 0,5 и более абсолютных процентов 13 простых (50 % от анализируемых соответствующих гибридных комбинаций) и 18 (21 %) пробных гибридов. Максимальная сахаристость, превышающая 19,0 %, выявлена у 7 простых гибридов № 1113 (19,07 %), 1121 (19,02 %), 1123 (19,33 %), 1124 (19,19 %), 1126 (19,06 %), 1209 (19,17 %) и 1211 (19,06 %) и 7 пробных гибридов № 1157 (19,0 %), 1173 (19,53 %), 1174 (19,06 %), 1224 (19,62 %), 1263 (20,25 %), 1266 (19,50 %) и 1272 (19,07 %).
В сахарном производстве наряду с сахарозой важнейшим показателем качества сырья отмечают содержание несахаров, отрицательно влияющих на ход технологических процессов, снижающих выход и качество готовой продукции. Одними из основных вредоносных мелассообразователей являются а^Н2, К+, Согласно руко-
водству № D04IB001EN-D по эксплуатации Betalyser точность приборов по определению а^Н2, К+,
Определение технологических показателей корнеплодов сахарной свёклы анализируемых селекционных образцов на автоматизированной линии Betalyser
Таблица 1. Простые и пробные гибриды с лучшими
технологическими показателями
Критерии оценки анализируемых технологических показателей Селекционные образцы, соответствующие критерию оценки
Простой гибрид, шт. (%) Пробный гибрид, шт. (%)
Сахаристость, превышающая групповой 81 (18,08 %) на 0,5 и более абс. % 13(50 %) № 1101, 1113, 1120, 1121, 1123, 1124, 1126, 1127, 1202, 1207, 1209, 1210, 1211 18 (21%) № 1157, 1158, 1163, 1170, 1172, 1173, 1174, 1175, 1218, 1220, 1224, 1261, 1263, 1264, 1265, 1266, 1268, 1272
Количество всех несахаров-мелассо-образователей (К+, №+, а-КН9) ниже 81 - 5 (6 %) № 1263, 1264, 1265, 1266, 1267
Потери сахара в мелассе ниже значения 81 (1,40 %) - 7 (8 %) № 1171, 1173, 1263, 1264, 1265, 1266, 1267
Прогнозируемый выход сахара, превышающий 81 (15,68 %) на 0,2 и более абс. % 12 (46 %) № 1113, 1120, 1121, 1123, 1124, 1126, 1127, 1202, 1207, 1209, 1210,1211 26 (31%) № 1157, 1158, 1163, 1166, 1169, 1170, 1171, 1172, 1173, 1174, 1175, 1213, 1216, 1218, 1220, 1224, 1261, 1262, 1263, 1264, 1265, 1266, 1267, 1268, 1271, 1272
Коэффициент извлечения сахарозы из корнеплодов, превышающий 81 (86,72 %) 1 (4 %) № 1211 19 (22 %) № 1157, 1163, 1170, 1171, 1173, 1174, 1175, 1218, 1220, 1261, 1262, 1263, 1264, 1265, 1266, 1267, 1268, 1271, 1272
МБ-фактор ниже группового 81 (17,86) - 14 (16 %) № 1163, 1170, 1171, 1173, 1174, 1175, 1261, 1262, 1263, 1264, 1265, 1266, 1267, 1272
№+ составляет 0,05 ммоль/100 г свёклы. Поэтому отклонение между значениями определяемых показателей отечественных селекционных образцов и группового стандарта считали достоверным, если оно выше 0,05 ммоль/100 г свёклы.
Следует отметить, что если содержание №+ практически у всех исследуемых образцов было ниже группового стандарта (0,64 ммоль/100 г свёклы), то количество К+ и а-аминного азота, наоборот, превысило значения St (3,42 и 1,81 ммоль/100 г свёклы соответственно) за исключением единичных номеров. Только у 5 пробных гибридов (№ 1263, 1264, 1265, 1266, 1267) количество всех анализируемых мелассо-
образующих несахаров №+, К+ и а-аминного азота было ниже значений St на 25,0-54,7; 1,5-11,1 и 0,5-12,2 % соответственно.
Потери сахара в мелассе (Пм), рассчитанные по Брауншвейг-ской формуле, только у 7 пробных гибридов были ниже группового стандарта (1,40 %) на 0,03-0,14 абс. % и составили 1,26-1,37 %. В остальных исследуемых гибридных комбинациях данный показатель был выше группового стандарта на 0,04-0,48 абс. % (простые гибриды) и 0,03-0,56 абс. % (пробные гибриды), что, вероятно, вызвано значительным превышением в корнеплодах количества мелассообразующих несахаров.
При расчёте прогнозируемого выхода сахара установлено, что у
12 простых (46 % от анализируемых соответствующих гибридных комбинаций) и 26 пробных гибридов (31 %) данный показатель находился на уровне 15,90-17,99 %, что достоверно выше группового стандарта (15,68 %) на 0,22-2,31 абс. %. Пробные гибриды № 1173, 1263 и 1266 имели наибольший прогнозируемый выход сахара 17,17-17,99 %.
При сравнении извлекаемости сахара из корнеплодов анализируемых селекционных образцов только у 1 простого и 19 пробных гибридов прогнозируемый коэффициент извлечения (Кизвл) сахарозы из свёклы был выше в сравнении с групповым стандартом (86,72 %) на 0,03-2,12 абс. %. Наилучшей извлекаемостью характеризовались пробные гибриды № 1173 (87,92 %), 1263 (88,84 %), 1265 (87,59 %) и 1266 (88,0 %).
Техническая спелость сахарной свёклы характеризуется оптимальным соотношением в корнеплодах сахарозы и несахаров, минимальным содержанием вредных несахаров-мелассообра-зователей и определяется по МБ-фактору. Отмечено, что только у 14 пробных гибридов МБ-фактор был на уровне 14,01-17,85 ед., что ниже группового стандарта (17,86 ед.) на 0,01-3,85 абс. ед. Повышенное содержание мелас-сообразователей, а следовательно, и более высокий МБ-фактор у остальных селекционных образцов в сравнении с групповым стандартом, возможно, объясняется тем, что на момент уборки в сахарной свёкле ещё продолжались ростовые процессы и не была достигнута техническая спелость корнеплодов.
На основании полученных результатов по каждому анализируемому показателю были сгруппированы гибридные комбинации, обладающие лучшими технологическими характеристиками в совокупности (табл. 2).
Таблица 2. Комплексная оценка показателей технологического качества корнеплодов простых
и пробных гибридов
№ п/п Полевой номер СХ, % П , м' % Выход сахара, % К , извл.' % МБ- фактор
Простые гибриды
1 18,08 1,40 15,68 86,72 17,86
2 1090 +* — +* — —
3 1098 +* — +* — —
4 1101 + — +* — —
5 1104 +* — +* — —
6 1113 + — + — —
7 1120 + — + — —
8 1121 + — + — —
9 1123 + — + — —
10 1124 + — + — —
11 1126 + — + — —
12 1127 + — + — —
13 1202 + — + -* -*
14 1203 +* -* +* -* -*
15 1207 + — + — —
16 1209 + — + — —
17 1210 + — + — —
18 1211 + -* + + -*
Пробные гибриды
19 1142 +* -* +* -* -*
20 1157 + -* + + -*
21 1158 + -* + -* —*
22 1163 + -* + + +
23 1165 +* -* +* -* —
24 1166 +* -* + -* -*
25 1168 +* — +* — —
26 1169 +* — + — —
27 1170 + -* + + +
28 1171 +* + + + +
29 1172 + — + — —
30 1173 + + + + +
31 1174 + -* + + +
32 1175 + -* + + —
33 1186 +* — +* — —
34 1213 +* — + -* —
35 1216 +* — + -* —
36 1218 + —* + + —*
37 1219 +* -* +* -* —
38 1220 + -* + + -*
39 1224 + — + —* —
40 1261 + -* + + +
41 1262 +* -* + + +
42 1263 + + + + +
43 1264 + + + + +
44 1265 + + + + +
45 1266 + + + + +
46 1267 +* + + + +
47 1268 + -* + + -*
48 1271 +* -* + + -*
49 1272 + —* + + +
Примечание:
1) «+» — анализируемые показатели лучше группового стандарта:
— сахаристость выше на 0,5 и более абс. %;
— потери сахара в мелассе ниже;
— прогнозируемый выход сахара выше на 0,2 и более абс. %;
— коэффициент извлечения сахара из корнеплодов выше;
— МБ-фактор ниже;
2) «+*» или «—*» — показатели, приближённые к групповому стандарту, т. е. с незначительными отклонениями в меньшую или большую сторону:
— превышение сахаристости < 0,5 абс. %;
— превышение потерь сахара в мелассе < 0,1 абс. %;
— превышение прогнозируемого выхода сахара < 0,2 абс. %;
— К ниже St менее чем на
извл
0,5 абс. %;
— МБ-фактор выше St менее чем на 1,0 абс. ед.;
3) □ — гибридные комбинации, обладающие совокупностью высоких технологических показателей.
В результате оценки выделены 17 (65 %) простых и 31 (36 %) пробных гибридов, у которых не менее двух из анализируемых показателей достоверно превзошли групповой стандарт или имели незначительное отклонение от него.
При отборе селекционных образцов помимо основного технологического показателя — сахаристости необходимо обращать внимание на содержание несахаров-мелассоо-бразователей, от которых зависят потери сахара в мелассе и выход сахара, а также на извлекаемость сахарозы из свёклы и коэффициент технической спелости (МБ-фактор). Учитывая все анализируемые показатели в комплексе, были отобраны 14 лучших пробных гибридов (16 % от анализируемых соответствующих гибридных комбинаций) с высокими технологическими характеристиками, цифровые значения которых представлены в табл. 3.
Таблица 3. Технологическое качество лучших пробных
гибридов сахарной свёклы
№ п/п Полевой номер СХ, % абс. ед. П , % м ¿, абс. ед. Выход сахара, % й, абс. ед. К , извл.' % й, абс. ед. МБ- фактор ¿, абс. ед.
1 Бг 18,08 - 1,40 - 15,68 - 86,72 - 17,86 -
2 1163 18,61 0,53 1,43 0,03 16,18 0,50 86,94 0,22 17,68 -0,18
3 1170 18,69 0,61 1,45 0,05 16,24 0,56 86,89 0,17 17,85 -0,01
4 1171 18,48 0,40 1,35 -0,05 16,13 0,45 87,28 0,56 16,74 -1,12
5 1173 19,53 1,45 1,36 -0,04 17,17 1,49 87,92 1,20 15,84 -2,02
6 1174 19,06 0,98 1,43 0,03 16,63 0,95 87,25 0,53 17,20 -0,66
7 1175 18,97 0,89 1,47 0,07 16,50 0,82 86,98 0,26 17,82 -0,04
8 1261 18,78 0,70 1,46 0,06 16,32 0,64 86,90 0,18 17,83 -0,03
9 1262 18,53 0,45 1,42 0,02 16,11 0,43 86,94 0,22 17,63 -0,23
10 1263 20,25 2,17 1,26 -0,14 17,99 2,31 88,84 2,12 14,01 -3,85
11 1264 18,68 0,60 1,37 -0,03 16,31 0,63 87,31 0,59 16,80 -1,06
12 1265 18,61 0,53 1,31 -0,09 16,30 0,62 87,59 0,87 16,07 -1,79
13 1266 19,50 1,42 1,34 -0,06 17,16 1,48 88,00 1,28 15,62 -2,24
14 1267 18,39 0,31 1,33 -0,07 16,06 0,38 87,33 0,61 16,56 -1,30
15 1272 19,07 0,99 1,43 0,03 16,64 0,96 87,26 0,54 17,19 -0,67
Примечание: СХ — сахаристость, d - отклонение анализируемого показателя от стандарта.
Заключение
Таким образом, в результате комплексной оценки отечественного селекционного материала были выделены перспективные гибриды сахарной свёклы на основе ЦМС с высокими технологическими показателями для дальнейшей работы и передачи их в последующем в ГСИ.
Список литературы
1. Подпрограмма «Развитие селекции и семеноводства сахарной свёклы в Российской Федерации» Федеральной научно-технической программы развития сельского хозяйства на 2017-2025 годы / Постановление Правительства РФ от 21 декабря 2018 г. № 1615. - М. - 64 с.
2. О ситуации на рынке сахара (10-13.03.2020) [Электронный
ресурс] // www.mcx.ru/ Мониторинг рынков АПК / Обзор рынков за 13.03.2020 (дата обращения: 03.04.2020).
3. Государственный реестр селекционных достижений, допущенных к использованию. Т. 1 «Сорта растений» (официальное издание) / М. : Росимформагро-тех, 2019. - 504 с.
4. Бугаенко, И. Ф. Принципы эффективного сахарного производства / И.Ф. Бугаенко. - М. : Сахарный бизнес России, 2003. - 287 с.
5. Ионицой, Ю.С. Технологические качества корнеплодов сахарной свёклы современных гибридов / Ю.С. Ионицой // Сахарная свёкла. - 2006. - № 9. -С. 26-29.
Аннотация. Представлены результаты комплексной технологической оценки отечественного селекционного материала сахарной свёклы. Отобраны лучшие пробные гибриды с высокими технологическими показателями для дальнейшей селекционной работы и передачи их в ГСИ.
Ключевые слова: сахарная свёкла, селекционный материал, простые и пробные гибриды, технологические показатели.
Summary. In the article presented results of complex technological evalua-tion of Russian selection materials of sugar beet. Best test hybrids with high technological parameters for further selection works and passing to SVT has been selected. Keywords: sugar beet, selection material, technological parameters.
