Влияние природно-климатических условий на накопление сахара в корнеплодах сахарной свёклы Текст научной статьи по специальности «Сельское хозяйство, лесное хозяйство, рыбное хозяйство»

УДК 633.63

doi.org/10.24412/2413-5518-2023-5-44-48

Влияние природно-климатических условий на накопление сахара в корнеплодах сахарной свёклы

A.A. КАМИЛАНОВ, аспирант (e-mail: artur.kamilanov@lidea-seeds.com) Д.Р. ИСЛАМГУЛОВ, д-р с/х наук, профессор (e-mail: damir_islamgulov@mail.ru) А.У. БАКИРОВА, канд. с/х наук (e-mail: aygul_bakirova@inbox.ru) И.Е. СВЕЧНИКОВ, аспирант (e-mail: svechnikov.ilgiz@bashsahar.com) ФГБОУ ВО «Башкирский государственный аграрный университет»

Введение

Как известно, сахарная свёкла является основным сырьём для производства сахара. В свете задач по обеспечению продовольственной независимости России, сформулированных в Доктрине продовольственной безопасности Российской Федерации, в перспективе возникнет необходимость увеличения выработки сахара. Решение этой задачи потребует новых подходов в свеклосахарном производстве, которые должны базироваться на внедрении новаторских интенсивных технологий, способствующих повышению сахаристости корнеплодов сахарной свёклы. Вместе с тем ключевую роль играют природно-климатические условия выращивания данной культуры и введение в сельскохозяйственный оборот разнообразных высокопродуктивных гибридов [3, 5, 10].

Цель исследований

Основная цель исследований — определить влияние природно-климатических условий на накопление сахара в корнеплодах различных гибридов сахарной свёклы.

Задачи исследований

В задачи исследований входило определение динамики сахаристости, содержания сахаров в корне-

плодах сахарной свёклы на момент уборки и проведение статистического анализа на предмет зависимости сахаристости корнеплодов от погодных условий в различных природно-климатических зонах России.

Методика проведения

исследований

Опыты были проведены согласно методике по закладке опытов компании KWS SAAT SE. Общая площадь делянки составила 10 м2 в три рядка с междурядьем 0,45 м, длина делянки 7,5 м, повторность трёхкратная. Размещение делянок рандомизированное. Предшественником во всех локациях являлась яровая пшеница. После уборки предшественника производили лущение стерни на глубину 10-12 см [1, 9].

Определение технологических показателей корнеплодов сахарной свёклы проводилось в лаборатории компании KWS SAAT SE в г. Айнбек, Германия. Для анализа сахаристости корнеплодов использовалась замороженная мезга (ICUMSA 1994) c растворённым в ней 0,3%-ным раствором алюминия сульфата (pH 3,6). Раствор алюминия сульфата необходимо прогреть до температуры 32 оС, чтобы после смешивания с замороженной мезгой температура фильтрата достигла 20 оС, так как

при замере сахаристости на поляриметре температура повлияет на конечный результат [4, 6].

Определение сахаристости проводится поляриметрическим методом раствора экстракта и алюминия сульфата (ICUMSA 1994). Основной принцип замера сахаристости лежит в способности растворённого сахара вращать плоскость поляризации [8].

Опыты были заложены в следующих регионах России:

— Краснодарский край, Тихорецкий район, ст. Архангельская,

— Белгородская область, Вейде-левский район, с. Закутское,

— Воронежская область, Аннинский район, пгт. Анна,

— Липецкая область, Лебедянский район, с. Докторово,

— Республика Башкортостан, Кармаскалинский район, с. Кар-маскалы.

В работе использовались:

— Гибрид 1 (^ — диплоидный гибрид на стерильной основе,

— Гибрид 2 ^/Е) — диплоидный,

— Гибрид 3 (2) — диплоидный,

— Гибрид 4 (2) — диплоидный,

— Гибрид 5 (2) — диплоидный [2, 7].

Результаты исследований

Исследования показали, что интенсивное накопление сахаров в корнеплоде проходило в течение всего онтогенеза растений

- 44 САХАР № 5 • 2023

Журналу «Сахар» - 100 мм!

сахарной свёклы. На динамику повышения сахаристости повлияли погодные условия, установившиеся в период вегетации культуры.

В среднем за три года наблюдений ассимиляция сахаров в корнеплодах активно проходила на продолжении всей вегетации культуры. В начале проведения учётов среднее содержание сахаров в корнеплодах по вариантам опыта было в пределах от 5,64 до 6,19 %. К уборке сахаристость корнеплодов повысилась и по вариантам опыта варьировала от 17,39 до 18,15 %. Наибольшая концентрация сахара в корнеплодах была у Гибрида 5, наименьшая — у Гибрида 1 (рис.1).

В Лебедянском районе Липецкой области в среднем за три года исследований активная ассимиляция сахаров в корнеплодах продолжалось до первой декады августа. После этого отмечалось незначительное снижение темпов накопления, а в третьей декаде августа — их возобновление.

На графике рис. 2 показана дифференциация гибридов по темпам накопления сахаров в корнеплодах, которые были характерны для первой декады июля. Наибольшую сахаристость к уборке обеспечивал Гибрид 3 (18,46 %), наименьшую — Гибрид 1 (16,28 %). У остальных содержание сахаров варьировало от 16,80 до 16,84 %.

В среднем за 2014—2016 гг. активная ассимиляция сахаров в корнеплодах гибридов сахарной свёклы происходила до второй декады июля. После этого интенсивность сахаронакопления снижалась и вновь повышалась в начале августа (рис. 3). Перед уборкой содержание сахарозы в корнеплодах составило в пределах от 16,82 до 18,03 %. Наименьшая сахаристость была у Гибрида 1, высоким содержанием сахаров отличались Гибрид 3 (18,03 %) и Гибрид 4 (17,91 %).

—♦— Гибрид 1 Гибрид 2

Гибрид 3 -и- Гибрид 4 -Ф- Гибрид 5

Рис. 1. Динамика сахаристости корнеплодов гибридов сахарной свёклы (Вейделевскийрайон Белгородской области, в среднем за 2014—2016 гг.)

/ / / ^ * ь/ У /

-Гибрид 1 -ь-Гибрид2 -> Гибрид3 -»-Гибрид 4 -»-Гибрид 5

Рис. 2. Динамика сахаристости корнеплодов гибридов сахарной свёклы (Лебедянский район Липецкой области, в среднем за 2014—2016гг.)

Ж

В

0

1

3

I

-Гибрид 1 -ь-Гибрид 2

ТУ ^ ^

Гибрид4 -•- Гибрид5

Рис. 3. Динамика сахаристости корнеплодов гибридов сахарной свёклы (Бобровский район Воронежской области, в среднем за 2014—2016 гг.)

№ 5 • 2023 САХАР 45

Динамика накопления Сахаров в корнеплодах гибридов сахарной свёклы в условиях Тихорецкого района Краснодарского края в 2014 и 2015 гг. была схожа. В течение всей вегетации процессы проходили равномерно, без существенных колебаний. При этом в 2014 г. содержание сахаров было значительно выше, чем в 2015-м.

Анализ показал, что в среднем за 2014—2016 гг. в первой декаде июня в отличие от мая происходило замедление темпов накопления сахаров в корнеплодах (рис. 4). Наибольшая сахаристость перед уборкой отмечалась у Гибрида 5 (15,94 %), наименьшая — у Гибрида 1 нормального типа (14,82 %). В указанный период ускорение темпов накопления и отложения сахаров в корнеплодах наступало в третьей декаде августа. Гибрид 3 и Гибрид 5 по сахаристости превосходили остальные (рис. 5). В среднем за три года перед уборкой содержание сахаров в корнеплодах Гибрида 3 и Гибрида 5 составило соответственно 20,27 и 20,14 %.

В годы исследований в условиях Вейделевского района Белгородской области сахаристость корнеплодов была в пределах от 16,27 до 19,29 %. Анализы показали, что Гибрид 3 и Гибрид 5 отличались высоким содержанием сахаров. В среднем за три года этот показатель у Гибрида 5 был наивысшим и составил 18,14 %, превысив значение контроля на 0,76 %. Гибрид 3 обеспечил содержание сахаров на уровне 18,07 %, что на 0,68 % больше, чем в контрольном варианте, при этом у него зафиксировано максимальное значение сахаристости по локации (19,29 %). Гибрид 2 формировал корнеплоды, сахаристость которых варьировала от 16,44 до 18,91 %. В среднем за три года содержание сахаров в корнеплодах превышало контроль на 0,17 % и составило 16,44 %.

В Лебедянском районе Липецкой области сахаристость корнеплодов варьировала в пределах от 12,06 до 21,79 %. Лабораторный анализ показал, что Гибрид 3 весь период наблюдений обеспечивал наибольшую сахаристость, которая была в пределах от 13,19 до 21,79 %, а в среднем за 2014—2016 гг. составила 18,46 %, превысив контрольный вариант на 2,18 %. Наименьшее содержание сахарозы в корнеплодах отмечалось у Гибрида 1 нормального типа, в среднем за три года оно составило 16,28 %. У Гибрида 2 и Гибрида 5 сахаристость корнеплодов была практически на одном уровне: за указанный период она достигла соответственно 16,80 и 16,84 %, обеспечив прибавку со-

держания сахара в корнеплодах по сравнению с Гибридом 1 на 0,52 и 0,56 %.

В условиях Бобровского района Воронежской области сахаристость гибридов сахарной свёклы в годы исследований была в диапазоне от 15,83 до 18,91 %. Установлено, что Гибрид 3 отличался высокой сахаристостью, которая изменялась в пределах от 17,62 до 18,34 %. В среднем за три года наблюдений этот гибрид обеспечил наибольшее содержание сахаров в корнеплодах, которое составило 18,03 %, что на 1,21 % больше по сравнению с Гибридом 1. В условиях локации хорошую оценку заслужил Гибрид 5. Анализ показал, что в период исследований

В 12,00

0

1 10,00 §■

у 8,00

-•-Гибрид 1 -ь-Гибрид 2 * Гибрид 3 -»-Гибрид 4 -»-Гибрид 5

Рис. 4. Динамика сахаристости корнеплодов гибридов сахарной свёклы (Тихорецкий район Краснодарского края, в среднем за 2014—2016 гг.)

-Гибрид 1

-Гибрид 2

Гчбрид 4

-Гибрид 5

Рис. 5. Динамика сахаристости корнеплодов гибридов сахарной свёклы (Кармаскалинский район Республики Башкортостан, в среднем за 2014—2016 гг.)

46 САХАР № 5 • 2023

сахаристость корнеплодов превышала показатель Гибрида 1 на 0,71—1,46 %, а у Гибрида 5 он был 17,91 %, что на 1,1 % больше, чем у Гибрида 1. У Гибрида 4 сахаристость корнеплодов варьировала от 16,50 до 18,5 %, а в среднем составила 17,36 %. Установлено, что у Гибрида 2 содержание сахаров в корнеплодах в отдельные годы (2014 и 2015 гг.) незначительно отличалось от значений Гибрида 1.

В условиях Тихорецкого района Краснодарского края содержание сахаров в корнеплодах сахарной свёклы варьировало от 12,21 до 18,67 %. Анализ показал, что в среднем за 2014—2016 гг. наибольшей сахаристостью отличался Гибрид 5, её величина составила 15,93 %, что на 1,11 % больше по сравнению с Гибридом 1. Гибрид 4 также обладал высокой сахаристостью. По годам исследований она была в пределах от 13,15 до 17,89 %, а в среднем составила 15,66 %, превысив контроль на 0,84 %. Исследования показали, что у Гибридов 2 и 3 сахаристость корнеплодов была практически на одном уровне и в среднем составила 12,94 и 12,88 % соответственно.

Содержание сахаров в корнеплодах сахарной свёклы в условиях Кармаскалинского района Республики Башкортостан в годы исследований было в пределах от 16,02 до 20,27 %. Установлено, что Гибрид 3 и Гибрид 5 отличались высокой сахаристостью корнеплодов. Так, у Гибрида 3 она варьировала от 17,89 до 20,27 %, а в среднем за три года составила 19,26 %, что на 1,89 % больше по сравнению с контролем. У Гибрида 5 содержание сахаров в среднем было 19,20 %, что превышало контроль на 1,83 %. В условиях локации положительно зарекомендовал себя Гибрид 4. В среднем за 2014—2016 гг. сахаристость корнеплодов у этого гибрида была на 1,54 % выше, чем у Гибрида 1 и составила 18,91 %.

№ 5 • 2023 САХАР 47 -

В данных условиях сахаристость корнеплодов Гибрида 2 была значительно выше, чем в других локациях. В среднем за период наблюдений она составила 18,02 % и превышала контроль на 0,65 %. В результате выяснилось, что в самой восточной локации — Карма-скалинском районе — в корнеплодах накапливалось наибольшее количество сахаров. В среднем сахаристость корнеплодов составила 18,55 % (рис. 6).

В среднем за 2014—2016 гг. в условиях Тихорецкого района Краснодарского края сахаристость корнеплодов сахарной свёклы была наименьшей и составила 15,41 %. Очевидно, это связано с формированием в этой локации более крупных корнеплодов.

Исследования показали, что в локациях, расположенных в смежных регионах (Белгородская, Липецкая и Воронежская области) содержание сахаров в корнеплодах в среднем за три года варьировало от 17,06 до 17,78 %. В Белгородской и Воронежской областях размах значений сахаристости был значительно меньше, чем в Липецкой области, где он был наибольшим.

Статистический анализ показал, что между сахаристостью корнеплодов и погодными условиями, которые сложились в период вегетации сахарной свёклы, существовала зависимость, обусловленная суммой эффективных температур (2 Т ). В условиях Лебедянского района Липецкой области эта связь была самой сильной (г = 0,74). В остальных локациях связь была средняя, а коэффициент корреляции варьировал от 0,38 до 0,62.

Исследования показали, что между количеством выпавших осадков и сахаристостью корнеплодов преобладала сильная отрицательная корреляционная связь. Данные таблицы свидетельствуют о том, что увеличение осадков в период вегетации сахарной свёклы, как правило, приводило к снижению сахаристости корнеплодов за счёт увеличении массы корнеплода и большей оводнённости тканей.

Выводы

На динамику накопления сахара в корнеплодах сахарной свёклы во многом оказали влияние генотип гибридов и погодные условия,

Республика Башкортостан 18,55 16,02— -.20,27

Краснодарский край 12,21 ~ 15,41 — Ш —.18,67

Воронежская область 17,46 15,83— —18,91

Липецкая область 12,06 — 17,06 - .21,79

Белгородская область 17,78 16,27— -19,29

0,00 5,00 10,00 15,00 20,00 25,00

Рис. 6. Сахаристость корнеплодов сахарной свёклы по локациям (2014—2016 гг.)

Связь между сахаристостью корнеплодов сахарной свёклы и метеорологическими условиями за вегетационный период

Локация Показатель Коэффициент корреляции Уравнение регрессии

Вейделевский район Белгородской области Z Тф >5о эф 0,62 y = 0,0156x - 14,43

Z осадков -0,80 y = -0,0067x + 21,56

Лебедянский район Липецкой области Z Тф >5о эф 0,74 у = 0,0338х - 51,14

Z осадков -0,57 у = -0,026х + 23,72

Бобровский район Воронежской области Z Тф >5о эф 0,38 у = 0,008х - 0,39

Z осадков -0,74 у = -0,0087х + 19,5

Тихорецкий район Краснодарского края Z Тф >5о эф 0,52 у = 0,0234х - 39,02

Z осадков -0,82 у = -0,0121х + 20,19

Кармаскалинский район Республики Башкортостан Z Тф >5о эф 0,52 у = 0,0058х + 8,17

Z осадков -0,78 у = -0,0291х + 24,68

формировавшиеся в период вегетации. Гибриды отличались между собой степенью накопления сахаров в корнеплодах. В разные годы Гибрид 3 и Гибрид 5 в исследуемых локациях лучше остальных обеспечивали ассимиляцию сахаров в корнеплодах. Гибриды нормального типа (Гибрид 1 и Гибрид 2) уступали по сахаристости гибридам сахаристого типа.

В локациях, расположенных в смежных регионах (Белгородская, Липецкая и Воронежская области), содержание сахаров в корнеплодах в среднем за три года варьировало от 17,06 до 17,78 %. В Белгородской и Воронежской областях размах значений сахаристости был значительно меньше, чем в Липецкой области, в которой он был наибольшим.

Список литературы

1. Гуреев, И.И. Современные технологии возделывания и уборки сахарной свёклы / И.И. Гуреев. — М. : Печатный Город, 2011. — 256 с.

2. Исмагилов, К.Р. Эффективность производства сахарной свёклы в Республике Башкортостан / К.Р. Исмагилов, Р.А. Юну-сов, И.Р. Бикметов // Сахарная свёкла. - 2018. - № 4. - С. 7-9.

3. Камиланов, A.A. Варьирование базовых технологических ка-

честв корнеплодов сахарной свёклы по регионам выращивания / А.А. Камиланов, Д.Р. Исламгу-лов, А.У. Бакирова // Вестник Воронежского государственного аграрного университета. - 2022. -Т. 15. - № 3 (74). - С. 97-106.

4. Камиланов, A.A. Влияние природно-климатических условий на урожайность и сахаристость корнеплодов сахарной свёклы / А.А. Камиланов, Д.Р. Исламгу-лов // Вестник Башкирского государственного аграрного университета. - 2022. - № 2 (62). - С. 6-9.

5. Формирование свеклосахарного подкомплекса Республики Башкортостан / Р.Б. Нурлыгая-

нов, Д.Р. Исламгулов, Р.И. Ени-киев [и др.] // Сахарная свёкла. — 2022. - № 10. - С. 6-9.

6. Bloch, D. Ertrag und Qualität von Zuckerrüben im Vegetationsverlauf — Interaktion von Sorte und Erntetermin / D. Bloch, C. Hoffmann // Mitteilungen der Gesellschaft für Pflanzenbauwissenschaften.

2003. - № 15. - Р. 258-259.

7. Enikiev, R.I. Effects of sowing dates on technological qualities of sugar beets grown in middle Cis-Urals / R.I. Enikiev, D.R. Islamgulov, A.A. Kamilanov [et al.] // CIGR. -2022. - V. 24. - № 3. - P. 226-233.

8. Hoffmann, C. Zukerrüben als Rohstoff. Die technische Qualität als Voraussetzung für eine effiziente Verarbeitung / C. Hoffmann. - KG : Göttingen, 2006. - 200 p.

9. Technological qualities of sugar beetroot crops under the conditions of the middle Cis-Ural region / D. Islamgulov, R. Ismagilov, R. Alimgafarov // Periodico Tche Quimica. - 2020. - V. 17. - № 36. -P. 72-84.

10. Lubova, T.N.Economic efficiency of sugar beet production / T.N. Lubova, D.R. Islamgulov, K.R. Ismagilov [et al.] // Journal of Engineering and Applied Sciences. - 2018. - V. 13. -№ S8. - P. 6565-6569.

Аннотация. В результате проведённых исследований выявлено, что в локациях, расположенных в смежных регионах (Белгородская, Липецкая и Воронежская области) содержание сахаров в корнеплодах в среднем за три года варьировало от 17,06 до 17,78 %. В Белгородской и Воронежской областях диапазон значений сахаристости был значительно меньше, чем в Липецкой области, в которой он был наибольшим. На динамику повышения сахаристости в корнеплодах сахарной свёклы во многом оказали влияние генотип гибридов и погодные условия, формировавшиеся в период вегетации. Изученные гибриды сахарной свёклы отличались между собой степенью накопления сахаров в корнеплодах. Ключевые слова: сахарная свёкла, накопление сахара, сахаристость, природно-климатические условия, корреляционная связь.

Summary. As a result of the conducted research, it was revealed that in locations located in adjacent regions (Belgorod, Lipetsk and Voronezh regions), the sugar content in root crops varied from 17.06 to 17.78 % on average over three years. In the Belgorod and Voronezh regions, the range of sugar content values was significantly less than in the Lipetsk region, in which it was the largest. And the dynamics of the accumulation of sugar content in sugar beet root crops was largely influenced by the genotype of hybrids and weather conditions formed during the growing season. The studied sugar beet hybrids differed in the degree of accumulation of sugars in root crops. Keywords: sugar beet, sugar accumulation, sugar content, natural and climatic conditions, correlation.

48 САХАР № 5 • 2023