CC BY
21УДК 633.63+664.12+581.4
Высота облиственной части корнеплодов сахарной свёклы и содержание сахара
А.Ф. НИКИТИН, д-р с/хнаук
ФГБНУ «Всероссийский НИИ сахарной свёклы и сахара им. А.Л. Мазлумова» (е-mail: [email protected])
Сахарная свёкла — основное сырьё для получения сахара в России. Растение сахарной свёклы состоит из корнеплода и листового аппарата. Корнеплод подразделяется на три составляющие: головку, или облиственную часть, шейку и собственно корень. Головка — верхняя коническая (куполообразная) часть корнеплода, несущая листья. Её рассматривают как укороченную стеблевую составляющую с короткими междоузлиями. Облиственная часть корнеплода свёклы начинается от верхушечной почки до плоскости прикрепления черешков нижних зелёных листьев. Она располагается, как правило, выше поверхности почвы. Размер головки сахарной свёклы составляет около 10—15% её длины и 10% объёма взрослого корнеплода [1]. Высота облиственной части корнеплодов сахарной свёклы как показатель величины её листовой фотосинте-зирующей поверхности у гибридов отечественной селекции, выращиваемых в настоящее время, составляет преимущественно 8—30 мм, у зарубежных гибридов — 6—20 мм [2].
Паренхима головки корнеплодов свёклы включает в себя ситовидные трубки флоэмы и сосуды ксилемы. Через ситовидные трубки флоэмы происходит снабжение растения органическими веществами, фото-синтезируемыми листьями. По сосудам ксилемы поступают другие составляющие питания, адсорбированные из почвы корневой системой. В паренхиме корнеплода сахарной свёклы, начиная с головки, осуществляется окончательное преобразование сахаров в сахарозу [3]; таким образом, облиственная часть корнеплода во время вегетации выполняет в его жизнедеятель-
ности значительную роль. Увеличение площади листовой поверхности или размера головки корнеплода способствует, с одной стороны, накоплению растением сахара вследствие увеличения возможности фотосинтеза, с другой — наоборот, снижает его содержание, так как в головке самое низкое содержание сахара по отношению к другим частям корнеплода [4]. Содержание мелассообразующих веществ (№, К, а-амино-азот) в головке выше, чем в корнеплоде. В головке сахарной свёклы, по сравнению с остальными частями корнеплода, пристутствует в два раза больше вредных для переработки веществ [1]. К тому же в условиях вегетации с недостаточной влажностью почвы развитый ассимилизационный аппарат свёклы может играть и другую отрицательную роль в её метаболизме.
Исследованиями, проведёнными нами ранее, установлено: если в ЦЧЗ России вегетация сахарной свёклы происходит в условиях повышенной влажности почвы, наибольшее содержание сахара во время уборки у гибрида отечественной селекции РМС 120 имеет место в корнеплодах, полностью погруженных в почву. Этой величине погружения соответствует минимальная высота облиственной части корнеплода свёклы. У гибрида
зарубежной селекции Хамбер наибольшее содержание сахара в этих условиях зафиксировано в корнеплодах с величиной выступания над почвой 20—40 мм. Нарастание корнеплодов над почвой у исследуемых гибридов сверх отмеченных значений снижает содержание сахара в растениях [5]. По влиянию высоты облиственной части корнеплодов сахарной свёклы на содержание сахара в них для разных условий вегетации данных исследований недостаточно. С учётом особенностей выращивания сахарной свёклы целью исследований было установить влияние высоты облиственной части корнеплодов на содержание сахара во время выращивания при недостаточной влажности почвы во второй половине вегетации.
Содержание сахара в корнеплодах сахарной свёклы было определено в растениях, выращенных в условиях недостаточной влажности почвы во второй половине вегетации на поле зерносвекловичного севооборота ВНИИСС (табл. 1).
Почва — чернозём средневы-щелоченный, содержание гумуса около 5,2%, рН 5,5—5,8. Предшественник сахарной свёклы — пшеница озимая. Основная обработка почвы — вспашка плугом ПН-4-35 на глубину 27—32 см. Подготовка почвы под посев не отличалась
Таблица 1. Погодно-климатические условия выращивания сахарной свёклы
Месяцы вегетации Среднесуточная температура воздуха, оС Сумма осадков, мм
Апрель 8,9 67,3
Май 17,1 40,3
Июнь 21,6 71,6
Июль 21,8 96,7
Август 20,6 20,2
Сентябрь 17,7 16,5
Октябрь 4,9 19,2
от общепринятой под сахарную свёклу. Дражированные семена гибридов сахарной свёклы РМС 120 (селекции ВНИИСС) и Сим-бол (Lion Seeds, Великобритания) высевали 3 мая нормой 7 шт. на 1 м рядка. Глубина заделки семян составляла 3,5—4,0 см. Посевы до уборки поддерживали в чистом от сорняков состоянии ручной полкой.
Во время уборки 21—23 сентября 2015 г. растения сахарной свёклы гибридов РМС 120 и Симбол имели разные показатели, характеризующие их листовую поверхность (табл. 2) и биологическую урожайность. Так, биологическая урожайность ботвы и корнеплодов гибрида РМС 120 составила соответственно 17,5 и 43,3 т/га, гибрида Симбол
— 15,1 и 56,2 т/га. Средняя высота облиственной части корнеплодов гибрида РМС 120 — 7,8 мм, Симбол
— 4,4 мм.
Содержание сахара в корнеплодах сахарной свёклы с разной высотой облиственной части было определено во время уборки культуры у растений массой 0,350—0,450 кг. Перед замерами высоты облиственной части ботву на корнеплодах обрезали вручную, копируя поверхность головки и верхушечную почку. Для взятия проб на содержание сахара подбирали корнеплоды с размерами высоты облиственной части 2-4, 4-6, 6-9, 9-12, 12-15 мм и более. Объём выборки по каждой высоте облиственной части составлял
20—30 корнеплодов. Содержание сахара определено на поляризационной линии «Венема». Регрессия содержания сахара в корнеплодах в зависимости от высоты облиственной части у исследуемых гибридов продемонстрирована в табл. 3. Экспериментальные данные таблицы аппроксимированы в аналитические зависимости содержания сахара в корнеплодах от высоты облиственной части.
Зависимость содержания сахара в корнеплодах сахарной свёклы гибрида РМС 120 от высоты облиственной части вычисляется по формуле
С = —0,0273йз + 0,4027 к+ 17,2567
с величиной рассеивания данных, характеризуемой остаточной дисперсией <5'ост=0,01, а гибрида Симбол — по формуле
С = -0,0059 /?з+ 0,0175 + + 19,2571 с 5£сг = 0,10,
где С - содержание сахара в корнеплодах, %; hъ — высота облиственной части корнеплода, мм; ^ст — остаточная дисперсия.
По имеющимся и установленным данным исследований, закономерности содержания сахара в корнеплодах во время уборки сахарной свёклы, выращенной в условиях повышенной и недостаточной влажности почвы во второй половине вегетации, определяются в первую
очередь сортовыми особенностями её растений, размерами головки, или облиственной части, и условиями выращивания. Так, в условиях недостаточной влажности почвы во второй половине вегетации гибрид РМС 120 был менее продуктивным по сравнению с гибридом Симбол. Наибольшее содержание сахара в корнеплодах гибрида РМС 120 было 18,82%, у гибрида Симбол — 19,26%.
Как было установлено, количество сахара в корнеплодах сахарной свёклы зависит от величины высоты их облиственной части и интенсивности изменения его содержания при разной высоте. Максимальное содержание сахара в корнеплодах зафиксировано при определённой высоте облиственной части. Отклонение от этого значения в большую или меньшую сторону снижает содержание сахара в растениях, хотя интенсивность снижения у разных гибридов оказывается неодинаковой. У гибрида РМС 120 по сравнению с гибридом Симбол эти отклонения более отрицательно влияют на содержание сахара. Так, у гибрида РМС 120 наибольшее содержание сахара имело место в корнеплодах с высотой облиственной части около 7 мм, у гибрида Симбол — 2—4 мм. Уменьшение высоты облиственной части корнеплодов гибрида РМС 120 с 7 до 2 мм снижает содержание сахара в них с 18,82 до 18,00%, увеличение высоты до 15 мм уменьшает его до 17,30%, т.е. на 1,52%. У гибрида Симбол уменьшение высоты облиственной части до 2 мм практически не влияет на содержание сахара в растениях, а увеличение до 15 мм снижает его с 19,26 до 18,20, т.е. на 1,06%.
Результаты исследований показывают, что по сравнению с гибридом Симбол гибрид РМС 120 имеет более ограниченный интервал значений высоты облиственной части корнеплодов, при котором наблюдается высокое содержание сахара. Так, в условиях недостаточной влажности почвы во второй половине вегетации высокое содержа-
Таблица 2. Содержание на плантации растений сахарной свёклы с разной
высотой облиственной части
Гибриды сахарной свёклы Высота облиственной части корнеплодов, мм Количество растений, %
РМС 120 2—4 17,3
4—6 23,6
6—9 25,6
9—12 16,3
12—15 10,2
Более 15 7,1
Симбол 2—4 55,3
4—6 23,4
6—9 9,6
9—12 8,5
12—15 2,1
Более 15 1,1
№ 7 • 2017 САХАР 55
Таблица 3. Влияние высоты облиственной части корнеплодов сахарной свёклы
на содержание сахара
Показатели гибридов сахарной свёклы
Высота облиственной части, мм Содержание сахара, %
РМС 120 Симбол
2-4 18,02 19,47
4-6 18,40 18,67
6-9 18,82 18,87
9-12 18,40 19,02
12-15 17,67 18,35
Более 15 17,30 18,20
ние сахара в корнеплодах свёклы РМС 120 (18,50-18,82%) было у растений с высотой облиственной части 5-10 мм. У гибрида Симбол высокое содержание сахара (18,6019,26%) зафиксировано в корнеплодах с высотой облиственной части 2-12 мм, т.е. гибрид Симбол по сравнению с РМС 120 имел в два раза больший интервал значений высоты облиственной части, при которых ингибируется высокое содержание сахара в корнеплодах. Высота облиственной части растений свёклы в течение вегетации меняется в определённом диапазоне (см. табл. 2). Плантации сахарной свёклы, имеющие большой интервал значений высоты облиственной части, ингибирующей высокое содержание сахара в корнеплодах, обеспечивают повышенный его выход во время переработки сырья.
Одной из основных причин более низкого содержания сахара у гибрида РМС 120 по сравнению с гибридом Симбол в условиях недостаточной влажности почвы во второй половине вегетации можно считать его генетическую особенность, которая заключается в более интенсивном росте головки корнеплода и листового аппарата свёклы в начальный период вегетации, когда в условиях ЦЧЗ России влажность почвы, как правило, близка к нормальной (см. табл. 1) [6]. Недостаток влаги во второй половине вегетации у свекловичного растения с повышенной листовой поверхностью приводит к нарушению водного баланса, увяданию растений, торможению фотосинтеза и роста, а также задержке миграции пластических веществ. В этих условиях растения с повышенной листовой поверхностью отличаются большей интенсивностью дыхания. Они могут расходовать ассимилянтов больше, чем образуют в фотосинтезе. Кроме того, увеличение размера головки ведёт к снижению содержания сахара в корнеплодах в целом, ибо в головке содержание сахара примерно в 1,5 раза меньше, чем в основной части корнеплода [4].
Установленные закономерности снижения содержания сахара в корнеплодах сахарной свёклы гибрида РМС 120 по сравнению с гибридом Симбол в условиях недостаточного увлажнения почвы во второй половине вегетации в совокупности с более высокими потерями урожая из-за удаления головки большего размера во время уборки культуры могут привести к значительным потерям сахара при переработке сырья.
Результаты экспериментальных исследований по установлению влияния на содержание сахара высоты головки корнеплодов сахарной свёклы гибридов РМС 120 и Симбол, выращенных в условиях недостаточной влажности почвы во второй половине вегетации, показывают возможность создания и целесообразность использования в производстве в засушливых условиях её сортов и гибридов с высотой облиственной части корнеплодов 2-10 мм и формой головки, оказывающей незначительное влияние на содержание сахара в растении. Использование такой свёклы
в производстве в условиях недостаточной влажности почвы повысит выход сахара с единицы площади посева на 0,4-0,8% без дополнительных затрат ресурсов и нанесения вреда окружающей среде.
Список литературы
1. Сахарная свёкла: выращивание, уборка, хранение / под общ. ред. Д. Шпаара. - М. : ИД ООО «DLV Аг-родело», 2006. - 317 с.
2. Никитин, А.Ф. Морфобиологиче-ские признаки сахарной свёклы и регрессия между ними / А.Ф. Никитин // Сахарная свёкла. - 2014. - № 6. -С. 19-21.
3. Биология и селекция сахарной свёклы. - М. : Колос, 1968. - 776 с.
4. Борисюк, В.А. Физиолого-биохи-мические основы повышения сахаристости / В.А. Борисюк, В.И. Клячеяко // Сахарная свёкла. - 1985. - № 12. -С. 6-9.
5. Никитин, А.Ф. Высота выступа-ния над почвой корнеплодов свёклы и содержание сахара / А.Ф. Никитин // Сахар. - 2014. - № 3. - С. 18-20.
6. Никитин, А.Ф. Высота облиственной части корнеплодов сахарной свёклы / А.Ф. Никитин // Сахарная свёкла. - 2012. - № 4. - С. 36-38.
Аннотация. Приведены результаты экспериментальных исследований гибридов отечественной и зарубежной селекции в условиях недостаточной влажности почвы во второй половине вегетации сахарной свёклы. Установлено, что в таких условиях содержание сахара в сахарной свёкле зависит от сортовых особенностей и высоты облиственной части корнеплодов.
Ключевые слова: сахарная свёкла, корнеплод, сортовые особенности, высота облиственной части, содержание сахара, влажность почвы, вторая половина вегетации.
Summary. The results of domestic and foreign hybrids' investigation under the insufficient soil humidity conditions in second half of sugar beet vegetation period are presented. It has been determined that, under such conditions, sugar content in sugar beet depends on its variety characteristics and height of beet root leafy part. Keywords: sugar beet, beet root, variety characteristics, height of leafy part, sugar content, soil humidity, second half of vegetation period.
