Сахарная свекла

В корнеплодах сахарной свеклы содержится 16—20% сахарозы (тростникового сахара). При заводской переработке корнеплодов получаются отходы — патока и жом. В сухом веществе патоки содержится (в %): БЭВ — около 15, сахара — около 60, золы — 8—9. Патоку используют для изготовления спирта и глицерина. Жом (выщелоченная и отжатая свекловичная стружка) содержит (в %): сухих веществ—около 15, в том числе БЭВ — 10, клетчатки — 3, золы — 0,7, жира — 0,1 и протеина—1,2. Жом — ценный корм для крупного рогатого скота: в 100 кг сухого жома содержится 80 корм. ед. (3,6 кг переваримого белеса), а в таком же количестве кислого и свежего жома — соответственно 9,7 и 8 корм. ед. (0,6 и 0,3 кг переваримого белка). При урожайности свеклы 30 т/га выход жома составляет 24 т.

Отход свеклосахарного производства — дефекационная грязь — служит хорошим удобрением: в ней содержится (в %): извести — 40—50, органических веществ—15, N — 0,2—1,7, Р205 — 0,2—0,9 и К20 — 0,5—0,9.

При уборке сахарной свеклы получается много отходов (листья, верхушки головок, кончики корнеплодов), используемых в свежем, силосованном и высушенном виде на корм скоту. Листья составляют 35—50% массы корней и более (около 10— 15 т/га), содержат до 26,5% сухих веществ, в том числе 2,5— 3,5% белка, 0,8% жира, много витаминов. В 100 кг свекловичной ботвы 18—20 корм. ед. При урожае корнеплодов сахарной свеклы 25—30 т/га сбор ботвы и других отходов можно приравнять к хорошему урожаю ячменя (2000 корм. ед. с 1 га).

Сахарная свекла — ценная кормовая культура. По питательности корнеплоды ее превосходят кормовую свеклу в 2,2 раза, а турнепс — в 2,6 раза. При урожае корнеплодов 30 т/га сахарная свекла вместе с ботвой (.15 т/га) дает 10500 корм. ед. с 1 га, т. е. значительно больше, чем кукуруза при урожае 30 т/га зеленой массы с початками (6750 корм, ед.).

Большое значение сахарная свекла имеет также в агротехническом отношении. Размещение ее в севооборотах обеспечивает повышение культуры земледелия и получение более высоких урожаев последующих культур.

Корнеплодная свекла появилась в XVIII в. в результате отборов из естественных гибридов листовой свеклы с низкосахаристой, но продуктивной корнеплодной свеклой кормового типа. Наличие сахарозы в корнях сахарной свеклы было открыто в 1747 г., возможность же получения сахара из свеклы доказана позже — в конце XVIII в.

Мировая площадь посевов сахарной свеклы составляет более 9 млн. га, а средняя урожайность — 33,3 т/га. В странах Западной Европы (Франция, ФРГ, Бельгия и др.) урожайность составляет 40 т/га и более. В настоящее время наибольшие площади ее находятся в СНГ, ГДР, ФРГ, США, Франции, Чехословакии, Польше, Венгрии, Румынии, Италии и Великобритании. В России свеклу начали возделывать после того, как М. Г. Павловым была установлена возможность выращивания ее под Москвой. В 1802 г. в селе Алябьево (Тульская губерния) был построен первый сахарный завод.

Посевная площадь сахарной свеклы в нашей стране 3,40 млн. га, а валовой сбор в 1988 г. — 87,9 млн. т. Повышение уровня агротехники и механизации позволило нашей стране выйти на первое место в мире по величине валовых сборов и производству сахара. По производству семян свеклы СНГ также занимает первое место.

Основные площади посева сахарной свеклы в СНГ размещаются на Украине, в ЦЧЗ, Краснодарском крае. Успешно развивается свекловодство в Нечерноземной зоне РСФСР, в Прибалтийских республиках, Белоруссии, а также в Западной Сибири и на Дальнем Востоке.

Ботаническая характеристика. Род свеклы Beta семейства маревые (Chenopodiaceae) представлен однолетними и многолетними видами. Исторически сформировался он в средиземноморской флористической области. Виды рода Beta обнаруживают биологическую способность к образованию корнеплода и накоплению в нем запасов сахарозы.

Сахарная свекла (Beta vulgaris L. v. saccharifera, рис. 42) — одна из разновидностей двулетней свеклы европейского подвида. К этому же виду относятся свекла столовая (v. esculenta) и свекла кормовая (v. crassa). К культурной двулетней свекле относится и самостоятельный вид — свекла листовая, или мангольд (Beta cicla L.).

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

В первый год жизни сахарная свекла образует утолщенный корень (корнеплод) с розеткой из множества (от 50 до 90) прикорневых листьев (поверхность их достигает 3000 см2). На следующий год высаженный корнеплод развивает цветоносные побеги, дающие семена. Корни взрослого растения первого года жизни, снабженные длинными корневыми волосками (до 3 мм), достигают глубины 2,5 м и отходят в стороны на 50—60 см и более.

Строение корнеплода (рис. 43). В фазе «вилочки» (всходы с семядолями до образования настоящих листьев) первичный корень сахарной свеклы проникает на глубину 12—15 см, а ко времени появления первой пары настоящих листьев — до 30 см. С этого времени главный корень начинает утолщаться за счет деления клеток перицикла и паренхимы первичного луба. Первичная кора корня в фазе трех пар листьев дает трещины и сбрасывается (линька корня), заменяясь вторичной корой, одетой слоем пробковой ткани. В дальнейшем наряду с увеличением числа листьев происходит утолщение и разрастание главного корня — образование корнеплода.

Корнеплод формируется вследствие деятельности нескольких (до 10—12) последовательно сменяющих друг друга камбиальных колец сосудисто-волокнистых пучков. Между этими кольцами разрастается паренхимная ткань, в клетках которой откладывается основная масса сахара.

На фоне высокой агротехники у свеклы сильнее разрастается паренхимная ткань, что приводит к образованию более крупных и тяжеловесных корнеплодов. Масса одного корнеплода 200—500 г и более. Корнеплод взрослого растения сахарной свеклы конической формы, в центральной части цилиндрический, несколько ребристый, без разветвлений, с малоразвитой головкой, боковые корешки расположены двумя рядами. Окраска белая, мякоть плотная.

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

Химический состав корнеплодов. 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 (клетчатка — 2,5%, пектиновые вещества — 2,4, белки и зола—0,1%). К растворимым «несахарам» относятся фруктоза, глюкоза 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 и 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, переходя в сок, сильно затрудняют фильтрацию его и мешают кристаллизации сахара. Азотистые вещества, входящие в состав свекловичного сока, делятся на две группы: безвредные (белковые вещества) и вредные (бетаин, амиды, красящие вещества и др.). Последние в процессе выработки сахара не осаждаются и переходят в патоку.

Распределение сахара в корнеплоде свеклы неравномерно: наибольшее количество его содержится в средней части (в шейке). Меньше всего сахара находится в головке и самой нижней части (хвостике) корнеплода.

Свекла второго года жизни. Для получения семян свеклы корнеплоды, выращенные в первый год жизни, выкапывают, сохраняют в течение зимы и высаживают весной следующего года в грунт. Из прорастающих почек развиваются облиственные ребристые цветоносные побеги, достигающие высоты 150 см. Цветки развиваются в верхней части цветоносов, в пазухах прицветников группами по 3—4 (иногда до 10). Соцветие — мутовчатая колосовидная кисть. Цветки обоеполые, пятерного типа (рис. 44). Опыление перекрестное при помощи ветра и отчасти насекомых. Плод — орешек. При созревании плоды желтеют и срастаются в соплодия (клубочки), состоящие из 2—6 орешков. Масса 1000 клубочков колеблется от 20 до 50 г, масса односемянных клубочков около 20 г.

Семя, лежащее в полости завязи, составляет 25—30% массы клубочка, В центре семени находится перисперм с запасами питательных

Веществ. Зародыш охватывает перисперм и состоит из двух семядолей, почечки, подсемядольного колена и зачаточного корешка.

Биологические особенности. Сахарная свекла довольно требовательна к условиям произрастания и чутко реагирует на их изменение. Вегетационный период ее в первый год жизни составляет 160—-170 дней, во второй год— 100—130 дней. Для прорастания семян требуется 150—170% воды (к массе клубочков) и достаточный доступ воздуха.

Сахарная свекла умеренно теплолюбива. Минимальной температурой почвы для прорастания семян считается 3—4 °С При температуре 15—18 °С семена свеклы всходят на 6—7-й день. При прорастании сначала трогаются в рост корешок и подсемядольное колено. Две семядоли при выходе на поверхность зеленеют и выполняют функции листьев (фаза «вилочки»).

В первые дни всходы очень чувствительны к заморозкам. В фазе «вилочки» заморозки — 3...—4 0С Могут погубить растения. С появлением первой пары листьев всходы могут выдерживать понижения температуры до —8 °С. Оптимальная температура для ассимиляции 20—22 °С. При температуре ниже 6—8°С накопление сахара в корнеплодах прекращается.

Через 6—8 дней после всходов образуется первая пара настоящих листьев, за ней появляются вторая, третья и четвертая пары. 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 вновь замедляется. В первый год жизни растения свеклы образуют всего 60—90 листьев, которые остаются деятельными в течение 60—70 дней. Наиболее продуктивны листья среднего яруса (примерно с 10-го до 25-й). Средняя продолжительность активной деятельности каждого листа около 25 дней. Ко времени уборки продуктивность листьев падает, масса их уменьшается. Оптимальная площадь листьев на 1 га свекловичной плантации составляет 40—50 тыс. м2.

Чем ниже уровень агротехники, тем сильнее растения страдают от засухи и больше теряют листьев. В северных районах возделывания, в условиях полива и при хорошем снабжении растений питательными веществами и влагой, а также у поздних сортов листья отмирают медленнее.

Рост сахарной свеклы в первый год жизни можно условно разделить на три этапа (продолжительность каждого около 50 дней). На первом этапе растения энергично образуют листья и корневую систему, рост корнеплода в толщину отстает от роста листьев. На втором этапе наблюдается усиленное разрастание корнеплода. Для третьего этапа характерны замедленный прирост листьев, интенсивное накопление сахара и увеличение массы корнеплодов (продолжается в сентябре и даже в октябре).

Интенсивность образования сахара в листьях и отложение его в корнях находятся в прямой зависимости от числа солнечных дней в августе и сентябре (при условии достаточной обеспеченности растений влагой и питанием). В полуденные часы жарких дней наблюдаются депрессия фотосинтеза и усиление дыхания, сопровождающееся тратой сахара и торможением ростовых процессов вследствие нарушения водного баланса растений.

Свекла — растение длинного дня. В первый год жизни на головке корнеплода, в пазухе каждого листа закладываются спящие почки, для развития которых необходимы пониженные температуры — от 0 до 8 0С. Почки же, образовавшиеся летом, попадают в неблагоприятные условия (высокая температура, длинный день), а потому их развитие завершается только на второй год. Верхушечные почки осеннего образования развиваются при более благоприятных условиях. Качественные изменения для перехода к цветению и плодоношению у них заканчиваются осенью нли весной следующего года, после высадки корнеплода образуются цветоносы.

Иногда у растений сахарной свеклы наблюдаются отклонения от нормального двухгодичного цикла развития. В этом случае у отдельных растений полный цикл развития спящих почек и образование цветоносных побегов происходят в первый год жизни. Это нежелательное явление называется цветушностью, или цветухой. Корнеплоды цветушных растений обычно 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». Наличие их среди высадков-семенников снижает урожай семян.

При сравнительно невысоком транспирационном коэффициенте (300—400) свекла довольно влаголюбива. Больше всего воды расходуется в период усиленного роста листьев и утолщения корнеплода (июль—август). В начале и в конце вегетации свекла потребляет значительно меньше воды. Длительное завядание листьев сопровождается их отмиранием, прекращением роста корня и накопления сахара. Наилучшие условия для развития свеклы создаются при влажности почвы 60—80% НВ.

На второй год жизни свекла потребляет также много воды. Оптимальная влажность почвы для нормального развития высадков около 60—70% НВ. Особенно большие количества влаги свекла потребляет в период от выбрасывания цветоносов до конца цветения. Цветение обычно начинается в середине июня и продолжается 20—40 дней.

В годы с повышенным количеством летних осадков вследствие понижения температуры и увеличения облачности урожаи корнеплодов обычно высокие, но сахаристость их меньше.

Без полива наилучшие сочетания света, тепла, влаги и питательных веществ для свеклы создаются при теплой и влажной погоде в мае, нежаркой и влажной — в июне и июле, при достаточном количестве осадков и солнечной погоде — в августе, теплой и умеренно влажной погоде — в сентябре и октябре.

Сахарная свекла требовательна к плодородию почвы. Поступление элементов питания в растения по отдельным периодам вегетации происходит неравномерно. Так, в мае и июне свекла потребляет азота, фосфора и калия соответственно 26, 17 и 15% общего количества, в июле значительно больше — 42, 41 и 46%; в августе — сентябре потребность в питательных веществах вновь уменьшается до 26, 42 и 39%. Кроме основных элементов питания, свекла также нуждается в кальции и микроэлементах (бор, марганец, железо и др.).

Очень важно в самом начале вегетации создать для свеклы благоприятные условия. В этом случае вырастают растения, способные энергично потреблять почвенную влагу и питание. Они дают высокие урожаи наилучшего качества.

Лучше всего свекла растет на черноземах, серых и темносерых лесных суглинках, богатых перегноем. Вполне пригодны для нее почвы низин и пойм. Хорошие урожаи получают также при возделывании на богатых органическим веществом и хорошо обрабатываемых луговых и лугово-болотных, удобренных и обеспеченных влагой темно-каштановых, глубоко обрабатываемых плодородных подзолистых почвах Нечерноземной зоны.