Хозяйственное значение и агротехнические преимущества сахарной свеклы

Сахарная свекла — это одна из важнейших технических культур. Корнеплоды сахарной свеклы содержат 16—22 % сахарозы. При высокой урожайности корней свеклы (400—500 ц/га) сбор сахара может составить 7—8 т/га и более.

Корнеплоды сахарной свеклы содержат 75 % воды и 25 % сухих веществ, из них: свекловичного сахара — 16—22 %, клетчатки — 4—5 %, азотистых веществ — 1—1,5 %, жиров — 0,01 %, зольных элементов — 0,5—0,8 %.

Сахарная свекла — ценная кормовая культура. При заводской переработке корнеплодов сахарной свеклы получаются отходы — жом и патока, имеющие большое хозяйственное значение. В сухом веществе патоки (мелассе) содержится около 60 % сахара, около 15 % безазотистых экстрактивных веществ, 8—9 % зольных элементов.

Патоку используют для изготовления спирта, пищевых дрожжей, молочной кислоты, лимонной кислоты.

Жом (выщелоченная и отжатая свекловичная стружка) содержит около 15 % сухих веществ, в том числе: безазотистых экстрактивных веществ — 10 %, клетчатки — 3 %, золы — 0,7 %, жира — 0,1 %, сырого белка — 1,2 %.

Жом — ценный корм для крупного рогатого скота: в 100 кг сухого жома содержится 80 корм. ед., а в таком же количестве кислого и свежего жома — соответственно 10 и 8 корм. ед. При урожайности свеклы 300 ц/га выход жома составляет 24 т.

Отход свеклосахарного производства — дефекационную грязь — используют как удобрение. В ней содержится: извести — 40—50 %, органических веществ — 15 %, N — 0,2—1,7 %, Р2О5 — 0,2—0,8 %, К2О — 0,5—0,9 %.

Отходы, получаемые при уборке сахарной свеклы (листья, верхушки головок, кончики корнеплодов), используют на корм скоту в свежем, силосованном и высушенном виде. Большую часть отходов составляют листья — 35—50 % массы корней. Листья содержат до 20 % сухих веществ, в том числе: белка — 2,5—3,5 %, жира — 0,8 %; витамины. В 100 кг ботвы содержится 18—20 корм. ед.

Корнеплоды сахарной свеклы превосходят по питательности кормовую свеклу в 2,2 раза, так как содержат вдвое больше сухих веществ. При сборе корнеплодов 30 т/га сахарная свекла вместе с ботвой (15 т/га) дает 10 500 корм. ед. с 1 га.

Сахарная свекла служит хорошим предшественником для ряда сельскохозяйственных растений. Включение сахарной свеклы в севооборот имеет большое агротехническое значение, так как она способствует повышению урожайности последующих культур благодаря глубокой обработке 300 клубнеплоды и корнеплоды почвы, внесению больших норм удобрений, борьбе с сорняками и вредителями на ее посевах.

В мировом земледелии сахарная свекла занимает значительную площадь — порядка 8 млн га.

Наибольшие площади ее посева находятся в Украине, России, Китае, Польше, Франции, Великобритании, Германии, Италии, возделывают ее и в Бельгии, Беларуси, Японии, Венгрии, Турции и Грузии.

В европейских странах свекловичного сахара производят до 80 % общего сбора в мире.

В Республике Беларусь сахарная свекла является приоритетной культурой. Площадь, занятая под посевами сахарной свеклы в Беларуси, составила в 2010 г. 97 тыс. га. В ближайшие годы планируется уменьшение ее до 85 тыс. га. Валовый сбор сахарной свеклы в республике составляет более 3 тыс. т, урожайность — около 400 ц/га. Повышение урожайности планируется достичь за счет усовершенствования мероприятий по защите сахарной свеклы от болезней и сорняков.

Ежегодное производство сахара в Республике Беларусь составляет порядка 400 тыс. т (необходимо 375 тыс. т). Потребление сахара на душу населения в Республике Беларусь составляет примерно 40 кг в год.

Обладая высокими вкусовыми качествами и хорошей усвояемостью, сахар (сахароза) имеет большое значение в энергетическом балансе организма человека и служит основным топливным источником его мышечной и психической деятельности. Содержание сахара в крови здорового человека характеризуется определенным постоянством: оно бывает не ниже 0,09 % и не выше 0,12 %. Утомление (физическое и умственное) сопровождается уменьшением содержания в крови сахара и повышением уровня щавелевой и других органических кислот.

Дикую свеклу использовали в пищу с незапамятных времен. Во 2—1 тыс. до н. э. она была введена в культуру (предположительно на островах Средиземного моря). Земледельцы, обнаружив в сорной дикой свекле хозяйственно-полезные свойства, ввели ее в культуру сначала с использованием в пищу только листьев, т. е. как салатное растение — силква (отсюда наше название «свекла»).

Еще за 2 тыс. до н. э. ассирийцы, вавилоняне, персы знали свеклу как овощное и лекарственное растение. Примерно за 500 лет до н. э., когда в Европе еще ели «вершки», в Азии пробовали «корешки», которые оказались и сытнее и вкуснее. Вскоре и европейцы стали рассматривать свеклу главным образом как корнеплод. Так, Теофраст в своих «Исследованиях о растениях» пишет: «...у свеклы корень — толстый и мясистый, на вкус сладок и приятен, почему некоторые едят его и сырым». Первые корнеплодные формы (по Теофрасту) были хорошо известны к IV в. до н. э. К началу нашей эры появились культурные формы обыкновенной корнеплодной свеклы.

На Руси свекла известна примерно с X—XI вв. Сведения о ней встречаются в книге «Изборник» Святослава. Предполагается, что свой славный путь по Руси свекла начала из Киевского княжества. Отсюда она проникла на Новгородскую и Московскую земли, в Литву и Польшу. Повсеместное распространение в России свекла наряду с репой и капустой получила в XIV в. Об этом свидетельствуют многочисленные записи в приходнорасходных книгах монастырей, лавочные книги и другие источники. В XVI—XVII вв. свекла совсем обрусела, россияне стали считать ее местным растением. Посевы свеклы продвинулись далеко на север. Подлинным центром выращивания свеклы всегда была Украина.

В XIII—XIV вв. свекла была известна в странах Западной Европы. В XVI в. произошла дифференциация ее на столовые и кормовые формы. В XVIII в. из гибридных форм кормовой свеклы получили сахарную свеклу. С конца XIX в. ее культура распространилась на все континенты.

В 1747 г. немецкий химик А. С. Маргграф обнаружил в клубнеплодах свеклы сахарозу и предложил использовать этот овощ для производства сахара. До этого сахар производили в основном из сахарного тростника, и стоил он очень дорого (однако справедливости ради нужно заметить, что еще за сто лет до Маргграфа турки умели варить свекловичный сироп и готовили из него сладости).

Предназначение свеклы было определено. Правда, сахарозы, которая содержалась в обычной столовой свекле, оказалось явно недостаточно, чтобы наладить из нее промышленное производство сахара. Нужен был специальный сорт свеклы. Интересно, что катализатором ускоренного выведения сахарной свеклы стала политика. Стремясь подорвать выгодную торговлю Англии тростниковым сахаром из ее заморских колоний, Наполеон Бонапарт установил премию в миллион франков тому, кто изобретет способ производства дешевого сахара из свеклы. (Сахарная свекла была выведена при жизни Наполеона, но технологии производства сахара он так и не дождался.)

Возможность получения кристаллического сахара из сахарной свеклы была доказана Ахардом только в 1799 г., и вскоре (1801) в Германии был построен первый завод по выработке сахара из свеклы.

В России тоже проводили исследования по извлечению сахара из свеклы. Преподаватель Московского университета Биндгейм в 1798 г. получил из корнеплодной свеклы кристаллический сахар. Возделывание сахарной свеклы и переработка ее для получения сахара в России начались в 1802 г., когда был построен первый сахарный завод в селе 302 клубнеплоды и корнеплоды Алябьеве Тульской губернии. В России первое сахарное производство, по утверждению Д. В. Каншина, организовал граф Бобринский, сын Екатерины II и Григория Орлова. Однако развивалось оно довольно медленно, и сахар стоил очень дорого. Даже в начале века по стоимости он превосходил мед. Поэтому в питании простого народа России сахар довольно длительное время не играл существенной роли, а использовался скорее как лакомство.

Род свеклы Beta семейства Маревые (Chenopodiaceae) представлен однолетними, двулетними и многолетними видами.

Вид свекла обыкновенная (Beta vulgaris L.) включает в себя несколько подвидов, в том числе и ssp. vulgaris L. — полиморфный сборный подвид, объединяющий все культурные двулетние и однолетние формы свеклы.

В свою очередь, этот подвид делится на разновидности:

• сахарная свекла (v. saccharifera);

• кормовая свекла (v. crassa);

• столовая свекла (v. esculenta);

• листовая свекла, или мангольд (v. cicla).

Виды рода Beta обнаруживают биологическую способность к образованию корнеплода и накоплению в нем запасов сахара.

Культурная сахарная свекла — гибридное растение, получившееся от стихийного скрещивания листовой и корнеплодной форм свеклы и улучшенное длительной селекцией.

В онтогенезе сахарной свеклы первого года вегетации можно выделить три периода: всходы — фаза «вилочки», быстрое формирование листовой поверхности (2—4, 6—8 пар листьев и т. д.), нарастание массы корнеплода с интенсивным накопление в нем сахарозы. Эти периоды тесно взаимосвязаны.

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.

Прикорневые листья — простые, цельные, сердцевидные, черешковые, с волнистыми краями, с гладкой или гофрированной поверхностью. Стеблевые листья, развивающиеся на растениях второго года, — более узкие и мелкие, чем прикорневые.

В первый год жизни сахарная свекла образует утолщенный корень (корнеплод) с розеткой из множества (50—90) прикорневых листьев, поверхность их на одном растении достигает 3000 см2.

С этого времени (примерно с конца июня) главный корень начинает утолщаться в результате 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 происходят утолщение и разрастание главного корня — образование корнеплода.

Корни взрослого растения первого года жизни имеют длинные корневые волоски (до 3 мм), достигают глубины 2,5—3 м и отходят в стороны на 50—60 см.

Корнеплод формируется вследствие деятельности нескольких (до 10— 12) последовательно сменяющих друг друга камбиальных колец и сосудистоволокнистых пучков. Между этими кольцами разрастается паренхимная ткань, в клетках которой откладывается основная масса сахара или других растворимых углеводов (у столовой и кормовой свеклы) (рис. 41, г; 42, в).

При высоком уровне агротехники паренхимная ткань у свеклы развивается сильнее, что приводит к образованию более крупных и тяжеловесных корнеплодов (масса 300—500 г и более).

Сахарная свекла — требовательная культура с двухлетним циклом развития. В первый год агроном получает корнеплоды для переработки, а на второй — семена. Понимание анатомии растения и его реакции на внешние факторы позволяет избежать потерь сахаристости и предотвратить преждевременное цветение.

Биология развития и угроза цветушности

Товарный корнеплод взрослого растения должен иметь коническую форму, плотную белую мякоть и слабо развитую головку. Боковые корешки у него располагаются двумя рядами в небольших выемках. Анатомически корнеплод разделяют на три ключевые зоны:

• Головка (эпикотиль) — укороченный видоизмененный стебель, несущий листья и почки. Ее границей считается нижняя линия прикрепления черешков.
• Шейка (гипокотиль) — разросшееся подсемядольное колено между головкой и собственно корнем. Она имеет цилиндрическую форму, на ней нет ни листьев, ни боковых корней.
• Собственно корень — коническая часть, на которой образуются боковые корешки, переходящая внизу в тонкий хвостик.

Для получения семян маточные корнеплоды первого года выкапывают осенью, хранят зимой и высаживают весной. Из прорастающих почек головки развиваются облиственные ребристые цветоносные побеги высотой 1,0–1,5 м. Свекла — перекрестноопыляемое при помощи ветра и отчасти насекомых растение.

Семена созревают в плодах-орешках, которые у многосемянных сортов срастаются в соплодия (клубочки) по 2–6 штук. У односемянной свеклы клубочек состоит из одного орешка. Масса 1000 клубочков многосемянной свеклы составляет 20–50 г, а односемянной — около 20 г. Бурая блестящая оболочка семени составляет 25–30 % массы клубочка.

В селекционной работе активно используют явление цитоплазматической мужской стерильности (ЦМС). У некоторых биотипов свеклы при нормальном развитии женских органов пыльники не содержат пыльцы. Этот биологический эффект помогает селекционерам получать высокопродуктивные гибриды.

Климатические требования: как получить максимум сахара

Температурный режим на старте вегетации определяет густоту и дружность всходов. В первые дни жизни молодые проростки крайне чувствительны к возвратным холодам. С появлением настоящих листьев устойчивость к заморозкам возрастает, что помогает сохранить посевы при резком весеннем похолодании.

• Сумма активных температур — 2400–2800 °С
• Глубина проникновения корней — до 2–3 м
• Минимальная температура почвы для прорастания — 3–4 °С
• Оптимальная температура почвы для прорастания — 15–18 °С

Температурные требования сахарной свеклы на разных этапах выращивания приведены в таблице:

Сахарная свекла — растение длинного дня. При увеличении периода освещения растения развиваются быстрее, а в листьях и корнеплодах активнее накапливается сахар. Затенение в загущенных посевах ведет к снижению темпов роста. При этом сахаристость сильно зависит от интенсивности солнечной радиации во второй половине вегетации: накопление сахара идет быстрее, когда ясная погода чередуется с облачной.

Благодаря глубокой корневой системе свекла относительно засухоустойчива и эффективно расходует осенне-зимние запасы влаги. Однако избыток влаги вреден для урожая. В годы с повышенным количеством осадков масса корнеплодов обычно выше, но содержание сахара в них падает.

Наилучшее сочетание факторов среды складывается при теплой и влажной погоде в мае, нежаркой и влажной — в июне и июле. В августе растениям требуется достаточное количество осадков и солнечных дней, а в сентябре и октябре — теплая и умеренно влажная погода.

Требования к почве, влаге и этапы развития культуры

Для нормального развития сахарной свеклы подходят дерново-подзолистые легко- и среднесуглинистые почвы с глубиной пахотного горизонта не менее 20–22 см. Земля должна быть хорошо обеспечена подвижными формами азота, фосфора и калия с нейтральной или слабощелочной реакцией почвенного раствора. На кислых почвах без предварительного известкования свекла дает низкие урожаи. Не подходят для выращивания тяжелые глинистые, заболоченные, бедные песчаные и каменистые участки, так как культура крайне требовательна к аэрации.

Потребность во влаге меняется в течение сезона. Если разделить вегетацию с 15 мая по 15 октября на три периода по 50 дней, то соотношение расхода воды составит 1:9:3. Наиболее опасна засуха в июле-августе — в это время дефицит влаги сильнее всего снижает массу корнеплодов и сахаристость. Для семенников критически важен период от выбрасывания цветоносов до конца цветения (начинается в середине июня и длится 20–40 дней).

• Вегетационный период (1-й год) — 150–170 дней
• Вегетационный период (2-й год) — 100–130 дней
• Влага для набухания семян — 120–160 % от их массы
• Соотношение массы корня к листьям в техспелость — 3:1

В первый год жизни свекла проходит 8 фаз: прорастание семян, «вилочка» (длится 6–8 дней), появление 1-й пары листьев, 2–3 пар листьев, 7-го листа, смыкание в рядках, смыкание в междурядьях и техническая спелость. Развитие делится на три этапа по 50 дней. В мае-июне активно растут листья и корень, в июле-августе идет их совместное усиленное разрастание, а в сентябре-октябре рост ботвы замедляется и идет интенсивное накопление сахара.

Агроному важно различать три вида спелости свеклы. Ботаническая наступает при созревании семян в конце второго года жизни. Биологическая характеризуется отмиранием старых листьев, снижением воды и золы в корнеплодах при медленном росте массы и сахаристости. Техническая спелость определяется по максимальной массе корнеплода и сахаристости при минимальном среднесуточном приросте. Перед ее наступлением рядки размыкаются, листья светлеют и частично отмирают.

Предшественники, обработка почвы и система питания

Лучшими предшественниками для свеклы являются озимые зерновые и зернобобовые культуры. Возвращать свеклу на прежнее поле рекомендуется не ранее чем через 3–4 года. Предшественники должны обеспечивать чистоту полей от сорняков, хороший водный режим и возможность своевременной обработки почвы.

1. Осеннее рыхление почвы на глубину 5–8 см для провокации прорастания сорняков. Операцию повторяют через 7–10 дней.
2. Зяблевая вспашка осенью на глубину пахотного горизонта.
3. Весенняя культивация с боронованием при наступлении физической спелости почвы для сохранения влаги, борьбы с коркой и выравнивания поверхности.
4. Прикатывание почвы с последующим немедленным севом.

Под осеннюю вспашку вносят органические удобрения: перепревший навоз в дозе 30–40 т/га или компост (смесь торфа, соломы и навозной жижи) в дозе 40–50 т/га. Минеральное питание рассчитывают исходя из рекомендуемых доз д. в. на гектар.

В производстве используют более 50 сортов и гибридов. Опытная научная станция по сахарной свекле предлагает сорт-популяцию Белорусская односемянная 69 и гибрид Несвижский 2. Из зарубежных гибридов к сахаристым и раннеспелым относятся Кристалл, Рубин, Кассандра, Алиса, Травиата. Высокую урожайность с высокой сахаристостью сочетают Кобра, Борута, Эврика. К гибридам урожайного направления относятся Казак, Крокодил и Араксия.

Качественный посевной материал — основа дружных всходов сахарной свеклы. Свеклосеющие хозяйства закупают готовые семена, прошедшие полный цикл подготовки на специализированных заводах: сортировку, калибровку, при необходимости шлифовку и дражирование. Там же их протравливают против комплекса болезней и обогащают питательными веществами, включая микроэлементы. К севу приступают сразу после предпосевной обработки, когда почва на глубине 5 см прогреется до 5–6 °С. Для работы используют районированные односемянные сорта или гибриды.

• Ширина междурядий — 45 см
• Расстояние в рядке — 13—18 см
• Глубина заделки семян — 2—3 см (на легких почвах в засушливые годы до 4 см)
• Норма высева семян — 4—8 кг/га

Выращивание маточной свеклы для получения семян имеет свои технологические особенности. Для посадки отбирают только типичные для районированного сорта здоровые корнеплоды. Почву под маточники готовят так же, как и для товарных посевов первого года выращивания, но весной дополнительно вносят 5—6 т/га перегноя. Высаживают маточные корни ранней весной по схеме 70 × 70 см.

Уход за семенными растениями включает три основные операции:

• регулярное рыхление междурядий;
• внесение подкормки перед вторым рыхлением междурядий в дозе 1,5 ц/га суперфосфата и 3—4 ц/га аммиачной селитры;
• пиницировку (чеканку) во время цветения — удаление соцветий на ветвях первого и второго порядка.

Уход за посевами, защита от вредителей и уборка

Работы по уходу за товарными посевами начинаются вскоре после сева. Через 4—5 суток проводят довсходовое боронование поперек рядков для удаления сорняков, а края полей обрабатывают специальными химическими препаратами. После появления всходов свеклы и до формирования трех пар листьев посевы дважды прореживают. Первое прореживание проводят с интервалом 6—8 см, а второе — через 6—10 дней с интервалом 10—12 см.

Молодым растениям угрожает комплекс вредителей: свекловичная блошка, серый и обыкновенный долгоносики, листовая и корневая тля, гусеницы, минирующая муха, проволочник и нематода. Для борьбы с ними посевы обрабатывают инсектицидами Фурадан, Гаучо или Монтур форте. От опасных болезней — церкоспороза, мучнистой росы, рамуляриоза и гнили корнеплодов — растения защищают фунгицидами Дерозал, Импакт, Харизма или Альто супер.

Массовую уборку корнеплодов сахарной свеклы проводят в период наступления технической спелости. Оптимальные сроки для выполнения этой работы — с 1 по 20 октября. Технологический процесс уборки включает несколько последовательных этапов, направленных на сохранение качества урожая.

1. За 2—3 недели до уборки проведите предуборочное рыхление междурядий на глубину 10—12 см.
2. Непосредственно перед началом уборки скосите ботву.
3. Выкопайте корнеплоды свеклоуборочными комбайнами.
4. При необходимости проведите доочистку корнеплодов от остатков ботвы.