Господарське значення та агротехнічні переваги цукрового буряку

Цукровий буряк — це одна з найважливіших технічних культур. Коренеплоди цукрового буряка містять 16—22 % сахарози. При високій урожайності коренів буряка (400—500 ц/га) збір цукру може становити 7—8 т/га і більше.

Коренеплоди цукрового буряка містять 75 % води і 25 % сухих речовин, з них: бурякового цукру — 16—22 %, клітковини — 4—5 %, азотистих речовин — 1—1,5 %, жирів — 0,01 %, зольних елементів — 0,5—0,8 %.

Цукровий буряк — цінна кормова культура. При заводській переробці коренеплодів цукрового буряка отримують відходи — жом і патоку, що мають велике господарське значення. У сухій речовині патоки (мелясі) міститься близько 60 % цукру, близько 15 % безазотистих екстрактивних речовин, 8—9 % зольних елементів.

Патоку використовують для виготовлення спирту, харчових дріжджів, молочної кислоти, лимонної кислоти.

Жом (вилужена і відтиснута бурякова стружка) містить близько 15 % сухих речовин, у тому числі: безазотистих екстрактивних речовин — 10 %, клітковини — 3 %, золи — 0,7 %, жиру — 0,1 %, сирого білка — 1,2 %.

Жом — цінний корм для великої рогатої худоби: у 100 кг сухого жому міститься 80 корм. од., а в такій самій кількості кислого і свіжого жому — відповідно 10 і 8 корм. од. При урожайності буряка 300 ц/га вихід жому становить 24 т.

Відхід цукробурякового виробництва — дефекаційний бруд — використовують як добриво. У ньому міститься: вапна — 40—50 %, органічних речовин — 15 %, N — 0,2—1,7 %, Р2О5 — 0,2—0,8 %, К2О — 0,5—0,9 %.

Відходи, що отримуються при збиранні цукрового буряка (листя, верхівки головок, кінчики коренеплодів), використовують на корм худобі у свіжому, силосованому і висушеному вигляді. Більшу частину відходів становить листя — 35—50 % маси коренів. Листя містить до 20 % сухих речовин, у тому числі: білка — 2,5—3,5 %, жиру — 0,8 %; вітаміни. У 100 кг гички міститься 18—20 корм. од.

Коренеплоди цукрового буряка перевершують за поживністю кормовий буряк у 2,2 раза, оскільки містять удвічі більше сухих речовин. При зборі коренеплодів 30 т/га цукровий буряк разом із гичкою (15 т/га) дає 10 500 корм. од. з 1 га.

Цукровий буряк слугує добрим попередником для низки сільськогосподарських рослин. Включення цукрового буряка у сівозміну має велике агротехнічне значення, оскільки він сприяє підвищенню урожайності наступних культур завдяки глибокому обробітку 300 бульбоплоди і коренеплоди ґрунту, внесенню великих норм добрив, боротьбі з бур'янами і шкідниками на його посівах.

У світовому землеробстві цукровий буряк займає значну площу — близько 8 млн га.

Найбільші площі його посіву знаходяться в Україні, Росії, Китаї, Польщі, Франції, Великій Британії, Німеччині, Італії, вирощують його і в Бельгії, Білорусі, Японії, Угорщині, Туреччині та Грузії.

У європейських країнах бурякового цукру виробляють до 80 % загального збору у світі.

У Республіці Білорусь цукровий буряк є пріоритетною культурою. Площа, зайнята під посівами цукрового буряка в Білорусі, становила у 2010 р. 97 тис. га. У найближчі роки планується зменшення її до 85 тис. га. Валовий збір цукрового буряка в республіці становить понад 3 тис. т, урожайність — близько 400 ц/га. Підвищення урожайності планується досягти за рахунок удосконалення заходів із захисту цукрового буряка від хвороб і бур'янів.

Щорічне виробництво цукру в Республіці Білорусь становить близько 400 тис. т (необхідно 375 тис. т). Споживання цукру на душу населення в Республіці Білорусь становить приблизно 40 кг на рік.

Маючи високі смакові якості та гарну засвоюваність, цукор (сахароза) має велике значення в енергетичному балансі організму людини і слугує основним паливним джерелом його м'язової та психічної діяльності. Вміст цукру в крові здорової людини характеризується певною сталістю: він буває не нижче 0,09 % і не вище 0,12 %. Втома (фізична і розумова) супроводжується зменшенням вмісту в крові цукру і підвищенням рівня щавлевої та інших органічних кислот.

Дикий буряк використовували в їжу з незапам'ятних часів. У 2—1 тис. до н. е. він був уведений у культуру (імовірно на островах Середземного моря). Землероби, виявивши в бур'янистому дикому буряку господарсько-корисні властивості, ввели його в культуру спочатку з використанням у їжу тільки листя, тобто як салатну рослину — силква (звідси наша назва «буряк»).

Ще за 2 тис. до н. е. ассирійці, вавилоняни, перси знали буряк як овочеву і лікарську рослину. Приблизно за 500 років до н. е., коли в Європі ще їли «вершки», в Азії куштували «корінці», які виявилися і ситнішими, і смачнішими. Невдовзі і європейці стали розглядати буряк головним чином як коренеплід. Так, Теофраст у своїх «Дослідженнях про рослини» пише: «...у буряка корінь — товстий і м'ясистий, на смак солодкий і приємний, тому дехто їсть його і сирим». Перші коренеплідні форми (за Теофрастом) були добре відомі до IV ст. до н. е. До початку нашої ери з'явилися культурні форми звичайного коренеплідного буряка.

На Русі буряк відомий приблизно з X—XI ст. Відомості про нього зустрічаються у книзі «Ізборник» Святослава. Припускається, що свій славний шлях на Русі буряк розпочав із Київського князівства. Звідси він проник на Новгородські та Московські землі, у Литву та Польщу. Повсюдного поширення в Росії буряк поряд із ріпою та капустою набув у XIV ст. Про це свідчать численні записи у прибутково-видаткових книгах монастирів, лавкові книги та інші джерела. У XVI—XVII ст. буряк зовсім обрусів, росіяни стали вважати його місцевою рослиною. Посіви буряка просунулися далеко на північ. Справжнім центром вирощування буряка завжди була Україна.

У XIII—XIV ст. буряк був відомий у країнах Західної Європи. У XVI ст. відбулася диференціація його на столові та кормові форми. У XVIII ст. з гібридних форм кормового буряка отримали цукровий буряк. З кінця XIX ст. його культура поширилася на всі континенти.

У 1747 р. німецький хімік О. С. Маргграф виявив у бульбоплодах буряка сахарозу і запропонував використовувати цей овоч для виробництва цукру. До цього цукор виробляли переважно з цукрової тростини, і коштував він дуже дорого (однак, заради справедливості, потрібно зауважити, що ще за сто років до Маргграфа турки вміли варити буряковий сироп і готували з нього солодощі).

Призначення буряка було визначено. Щоправда, сахарози, яка містилася у звичайному столовому буряку, виявилося явно недостатньо, щоб налагодити з нього промислове виробництво цукру. Потрібен був спеціальний сорт буряка. Цікаво, що каталізатором прискореного виведення цукрового буряка стала політика. Прагнучи підірвати вигідну торгівлю Англії тростинним цукром із її заморських колоній, Наполеон Бонапарт установив премію в мільйон франків тому, хто винайде спосіб виробництва дешевого цукру з буряка. (Цукровий буряк був виведений за життя Наполеона, але технології виробництва цукру він так і не дочекався.)

Можливість отримання кристалічного цукру з цукрового буряка була доведена Ахардом тільки в 1799 р., і невдовзі (1801) у Німеччині був побудований перший завод із вироблення цукру з буряка.

У Росії теж проводили дослідження щодо вилучення цукру з буряка. Викладач Московського університету Біндгейм у 1798 р. отримав із коренеплідного буряка кристалічний цукор. Вирощування цукрового буряка та переробка його для отримання цукру в Росії розпочалися в 1802 р., коли був побудований перший цукровий завод у селі 302 бульбоплоди та коренеплоди Аляб'єві Тульської губернії. У Росії перше цукрове виробництво, за твердженням Д. В. Каншина, організував граф Бобринський, син Катерини II та Григорія Орлова. Однак розвивалося воно досить повільно, і цукор коштував дуже дорого. Навіть на початку століття за вартістю він перевершував мед. Тому в харчуванні простого народу Росії цукор досить тривалий час не відігравав істотної ролі, а використовувався скоріше як ласощі.

Рід буряк Beta родини Лободові (Chenopodiaceae) представлений однорічними, дворічними та багаторічними видами.

Вид буряк звичайний (Beta vulgaris L.) включає в себе кілька підвидів, зокрема й ssp. vulgaris L. — поліморфний збірний підвид, що об'єднує всі культурні дворічні та однорічні форми буряка.

Своєю чергою, цей підвид ділиться на різновиди:

• цукровий буряк (v. saccharifera);

• кормовий буряк (v. crassa);

• столовий буряк (v. esculenta);

• листковий буряк, або мангольд (v. cicla).

Види роду Beta виявляють біологічну здатність до утворення коренеплоду та накопичення в ньому запасів цукру.

Культурний цукровий буряк — гібридна рослина, що виникла від стихійного схрещування листкової та коренеплідної форм буряка і покращена тривалою селекцією.

В онтогенезі цукрового буряка першого року вегетації можна виділити три періоди: сходи — фаза «вилочки», швидке формування листкової поверхні (2—4, 6—8 пар листків і т. д.), наростання маси коренеплоду з інтенсивним накопиченням у ньому сахарози. Ці періоди тісно взаємопов'язані.

У фазі «вилочки» (сходи із сім'ядолями до утворення справжніх листків) первинний корінь цукрового буряка проникає на глибину 12—15 см, а до часу появи першої пари справжніх листків — до 30 см.

Прикореневі листки — прості, цілісні, серцеподібні, черешкові, з хвилястими краями, з гладкою або гофрованою поверхнею. Стеблові листки, що розвиваються на рослинах другого року, — вужчі й дрібніші, ніж прикореневі.

У перший рік життя цукровий буряк утворює потовщений корінь (коренеплід) із розеткою з багатьох (50—90) прикореневих листків, поверхня їх на одній рослині сягає 3000 см2.

З цього часу (приблизно з кінця червня) головний корінь починає потовщуватися внаслідок поділу клітин перициклу та паренхіми первинного лубу. Первинна кора кореня у фазі трьох пар листків дає тріщини й скидається («линяння» кореня), замінюючись вторинною корою, вкритою шаром коркової тканини. Надалі поряд зі збільшенням кількості листків відбуваються потовщення та розростання головного кореня — утворення коренеплоду.

Корені дорослої рослини першого року життя мають довгі кореневі волоски (до 3 мм), сягають глибини 2,5—3 м і відходять у боки на 50—60 см.

Коренеплід формується внаслідок діяльності кількох (до 10— 12) послідовно змінюваних камбіальних кілець і судинно-волокнистих пучків. Між цими кільцями розростається паренхімна тканина, у клітинах якої відкладається основна маса цукру або інших розчинних вуглеводів (у столового та кормового буряка) (рис. 41, г; 42, в).

При високому рівні агротехніки паренхімна тканина у буряка розвивається сильніше, що призводить до утворення більших і важчих коренеплодів (маса 300—500 г і більше).

Цукровий буряк — вибаглива культура з дворічним циклом розвитку. У перший рік агроном отримує коренеплоди для переробки, а на другий — насіння. Розуміння анатомії рослини та її реакції на зовнішні чинники дозволяє уникнути втрат цукристості та запобігти передчасному цвітінню.

Біологія розвитку та загроза цвітушності

Товарний коренеплід дорослої рослини повинен мати конічну форму, щільний білий м'якуш і слабко розвинену головку. Бічні корінці у нього розташовуються двома рядами в невеликих заглибинах. Анатомічно коренеплід поділяють на три ключові зони:

• Головка (епікотиль) — укорочене видозмінене стебло, що несе листя та бруньки. Її межею вважається нижня лінія прикріплення черешків.
• Шейка (гіпокотиль) — розросле підсім'ядольне коліно між головкою та власне коренем. Вона має циліндричну форму, на ній немає ні листя, ні бічних коренів.
• Власне корінь — конічна частина, на якій утворюються бічні корінці, що переходить унизу в тонкий хвостик.

Для отримання насіння маточні коренеплоди першого року викопують восени, зберігають узимку та висаджують навесні. Із бруньок головки, що проростають, розвиваються облиствлені ребристі квітконосні пагони заввишки 1,0–1,5 м. Буряк — перехреснозапильна за допомогою вітру й почасти комах рослина.

Насіння дозріває в плодах-горішках, які у багатонасінних сортів зростаються в супліддя (клубочки) по 2–6 штук. У однонасінного буряка клубочок складається з одного горішка. Маса 1000 клубочків багатонасінного буряка становить 20–50 г, а однонасінного — близько 20 г. Бура блискуча оболонка насіння становить 25–30 % маси клубочка.

У селекційній роботі активно використовують явище цитоплазматичної чоловічої стерильності (ЦЧС). У деяких біотипів буряка при нормальному розвитку жіночих органів пиляки не містять пилку. Цей біологічний ефект допомагає селекціонерам отримувати високопродуктивні гібриди.

Кліматичні вимоги: як отримати максимум цукру

Температурний режим на старті вегетації визначає густоту та дружність сходів. У перші дні життя молоді проростки вкрай чутливі до поворотних холодів. З появою справжніх листків стійкість до заморозків зростає, що допомагає зберегти посіви при різкому весняному похолоданні.

• Сума активних температур — 2400–2800 °С
• Глибина проникнення коренів — до 2–3 м
• Мінімальна температура ґрунту для проростання — 3–4 °С
• Оптимальна температура ґрунту для проростання — 15–18 °С

Температурні вимоги цукрового буряка на різних етапах вирощування наведені в таблиці:

Цукровий буряк — рослина довгого дня. При збільшенні періоду освітлення рослини розвиваються швидше, а в листі та коренеплодах активніше накопичується цукор. Затінення у загущених посівах веде до зниження темпів росту. При цьому цукристість сильно залежить від інтенсивності сонячної радіації у другій половині вегетації: накопичення цукру йде швидше, коли ясна погода чергується з хмарною.

Завдяки глибокій кореневій системі буряк відносно посухостійкий і ефективно витрачає осінньо-зимові запаси вологи. Однак надлишок вологи шкідливий для врожаю. У роки з підвищеною кількістю опадів маса коренеплодів зазвичай вища, але вміст цукру в них падає.

Найкраще поєднання факторів середовища складається при теплій і вологій погоді в травні, нежаркій і вологій — у червні та липні. У серпні рослинам потрібна достатня кількість опадів і сонячних днів, а у вересні та жовтні — тепла і помірно волога погода.

Вимоги до ґрунту, вологи та етапи розвитку культури

Для нормального розвитку цукрового буряку підходять дерново-підзолисті легко- та середньосуглинкові ґрунти з глибиною пахотного горизонту не менше 20–22 см. Земля має бути добре забезпечена рухомими формами азоту, фосфору та калію з нейтральною або слаболужною реакцією ґрунтового розчину. На кислих ґрунтах без попереднього вапнування буряк дає низькі врожаї. Не підходять для вирощування важкі глинисті, заболочені, бідні піщані та кам'янисті ділянки, оскільки культура вкрай вимоглива до аерації.

Потреба у волозі змінюється протягом сезону. Якщо розділити вегетацію з 15 травня по 15 жовтня на три періоди по 50 днів, то співвідношення витрати води складе 1:9:3. Найбільш небезпечна посуха в липні-серпні — у цей час дефіцит вологи найсильніше знижує масу коренеплодів і цукристість. Для насінників критично важливий період від викидання квітконосів до кінця цвітіння (починається в середині червня і триває 20–40 днів).

• Вегетаційний період (1-й рік) — 150–170 днів
• Вегетаційний період (2-й рік) — 100–130 днів
• Волога для набухання насіння — 120–160 % від його маси
• Співвідношення маси кореня до листя у техстиглості — 3:1

У перший рік життя буряк проходить 8 фаз: проростання насіння, «вилочка» (триває 6–8 днів), поява 1-ї пари листків, 2–3 пар листків, 7-го листка, змикання в рядках, змикання в міжряддях і технічна стиглість. Розвиток ділиться на три етапи по 50 днів. У травні-червні активно ростуть листя і корінь, у липні-серпні йде їх спільне посилене розростання, а у вересні-жовтні ріст ботви сповільнюється і йде інтенсивне накопичення цукру.

Агроному важливо розрізняти три види стиглості буряку. Ботанічна настає при дозріванні насіння в кінці другого року життя. Біологічна характеризується відмиранням старого листя, зниженням води та золи в коренеплодах при повільному рості маси та цукристості. Технічна стиглість визначається за максимальною масою коренеплоду та цукристості при мінімальному середньодобовому прирості. Перед її настанням рядки розмикаються, листя світлішає і частково відмирає.

Попередники, обробіток ґрунту та система живлення

Найкращими попередниками для буряку є озимі зернові та зернобобові культури. Повертати буряк на колишнє поле рекомендується не раніше ніж через 3–4 роки. Попередники мають забезпечувати чистоту полів від бур'янів, хороший водний режим і можливість своєчасного обробітку ґрунту.

1. Осіннє розпушування ґрунту на глибину 5–8 см для провокації проростання бур'янів. Операцію повторюють через 7–10 днів.
2. Зяблева оранка восени на глибину пахотного горизонту.
3. Весняна культивація з боронуванням при настанні фізичної стиглості ґрунту для збереження вологи, боротьби з кіркою та вирівнювання поверхні.
4. Прикочування ґрунту з наступною негайною сівбою.

Під осінню оранку вносять органічні добрива: перепрілий гній в дозі 30–40 т/га або компост (суміш торфу, соломи та гноївки) в дозі 40–50 т/га. Мінеральне живлення розраховують виходячи з рекомендованих доз д. р. на гектар.