12.09.2018: 700 тысяч тонн сахара дополнительно удалось получить в 2017 году только за счет улучшения технологических качеств свекловичного сырья.
700 тысяч тонн сахара дополнительно удалось получить в 2017 году только за счет улучшения технологических качеств свекловичного сырья.
Какие современные решения необходимо применить для увеличения производительности отечественного агробизнеса и модернизации свеклосахарного производства, рассказывает
Игорь
Апасов,
директор
ФГБНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт сахарной свеклы и сахара
им. А. Л. Мазлумова», кандидат
технических наук:
- Обсуждением проблем сахарной свеклы начинаются и заканчиваются все аграрные форумы и семинары. Ведь, не получив качественного сырья, трудно говорить о дальнейшем развитии отрасли - даже при самой большой в мире площади свеклосеяния мы продолжим отставать от других стран по степени извлечения сахара существенно.
По площади посевов сахарной свеклы Россия сегодня - государство № 1 в мире, культура занимает у нас более 1 млн 100 тыс. га. Это больше, чем площади свеклосеяния трех следующих в рейтинге стран вместе взятых - США, Франции и Германии. Достаточно стабильны и показатели урожайности. За пять последних лет мы перешагнули планку в 400 ц/га, что для нашего климата и влагообеспеченности - неплохой результат. Только за счет улучшения технологических свойств сырья в 2017 году удалось получить на 700 тыс. т сахара больше при равных с 2016 годом объемах переработки в 46 млн т - по качеству оно было уже значительно лучше. И именно это направление является серьезнейшим резервом, который позволит эффективно работать на существующих предприятиях перерабатывающей промышленности без дальнейшего увеличения объемов производства сырья. К слову, российские сахарные заводы за годы, прошедшие с советских времен, заметно улучшили свои показатели. Да, на 21 единицу сократилось их количество, но они прибавили 44 % мощностей, увеличилась средняя мощность одного завода, существенно снизились потери сахарозы в производстве, в мелассе, а также расход топлива и камня.
Революция в технологии выращивания сахарной свеклы уже произошла - на протяжении всех последних лет аграрии формировали оптимальную густоту посевов и боролись с сорной растительностью, закупали технику, полностью ушли от ручного труда - его затраты на гектар сократились в 26 раз. Сегодня все виды работ производятся механизированно, появились и абсолютно новые технологии, такие как Конвизо. Они упрощают процесс выращивания сахарной свеклы, повышают гибкость использования гербицидов и одновременно экологичность защиты культуры. Такие технологии позволяют выводить сорта сахарной свеклы, устойчивые к гербицидам АЛС-класса, которые контролируют широкий спектр сорняков. Эта толерантность основана на естественных и очень редко происходящих изменениях фермента, который участвует в синтезе важной аминокислоты. Устойчивость возникла спонтанно и была найдена в процессе культивирования культур клеток сахарной свеклы. Сегодня подобные системы позволяют избежать гербицидного стресса сахарной свеклы из-за высокой толерантности полученных гибридов к гербицидам. С 2019 года технологию Конвизо начнут применять аграрии Беларуси и Украины, а с 2021 года возможно ее использование и на территории России.
Если посмотреть, что же внесло существенный вклад в повышение общей урожайности сахарной свеклы, то, по нашей оценке, переход на новые селекционные достижения дал примерно 25 % прироста урожайности, изменение технологии, а именно повышение густоты насаждений - примерно 40 % (в советские годы густота не превышала 70 тысяч растений на гектар). Также ученые отмечают увеличение количества осадков на российских территориях свеклосеяния. В Центральном Черноземье в 2017 году выпало в годовом выражении 803 мм осадков, а 1 мм осадков - это 1 ц урожайности, таково примерное соотношение даже при не самом эффективном использовании влаги. Новые технологии, новые семена, точный высев, повышение густоты посевов, изменение климатических условий - все это в комплексе и обеспечило прибавку в 200 ц/га по сравнению с тем, что мы имели в советские годы.
Но на сегодняшний день российская свеклосахарная отрасль почти полностью зависит от импортных семян. Ежегодная технологическая рента зарубежным производителям обходится в 10 млрд рублей, поэтому главная задача, которая стоит сегодня перед отечественными учеными и аграриями, - создать свои сорта, модифицировать технологии и с их помощью вывести отрасль на менее уязвимые позиции.
Конкурируем на равных
Сегодня Госреестром к использованию на территории России допущено 330 коммерческих гибридов сахарной свеклы и 70 селекционных линий иностранного производства. Сказать, что все они одинаково хороши - неправильно. Высеяв в 2016 году на одном поле только импортные гибриды, мы отметили у них трехкратную разницу по урожайности - от 260 до 800 ц/га. Лучшие, высококонкурентные образцы зарубежной селекции наши ученые берут в качестве стандарта, сравнивают с ними свои разработки.
По
заданию Минсельхоза ВНИИСС уже несколько лет проводит испытания отечественных
гибридов, оригинатором которых мы являемся, в сравнении с зарубежными
аналогами. Все они проходят по закрытой схеме, образцы изучаются под условными
номерами. В 2016 году гибриды отечественной селекции показали абсолютно
сопоставимые даже с самыми лучшими иностранными гибридами результаты.
Российский гибрид Конкурс занял второе место по урожайности и сбору сахара с
гектара - соответственно 519,1 ц/га и 8,31 т сахара с 1 га. А гибрид Рамоза при
третьем месте по урожайности (502,7 ц/га) оказался существенно лучше
конкурентов по сахаристости - 16,4 %. Аналогичные данные получили и в сезоне
2017 года - несмотря на то, что «иностранцев» в испытания поставили новых, 2016
года регистрации. Вот, например, результаты нового отечественного гибрида
РМС-129 в системе государственных сортоиспытаний 2017 года в шести регионах
России: потенциал урожайности - 900 ц/га, сахаристость в Краснодарском крае -
23 %. В одном из хозяйств Воронежской области среди большого количества
испытываемых сортов отечественный гибрид РМС-120 в 2017 году стал лидером по
сахаристости (потому что не подвержен болезням) - 19 % и занял третье место по
урожайности.
Сегодня в российской науке классическую селекцию (которая имеет ограниченные возможности) стали дополнять биотехнологическими методами. Восстанавливается и семеноводство - в прошлом году в Крыму вырастили 100 га семенников, в этом заложили уже 200 га. Если будет принята комплексная государственная программа, то за 4-6 лет объемы производства отечественных семян сахарной свеклы возможно нарастить до 30-40 % от потребности рынка.
Но нет гибридов, уникальных во всем: одни гораздо лучше при ранней уборке, другие предназначены для хранения. Поэтому каждому заводу для более эффективной работы нужно сформировать состав своей сырьевой зоны, чтобы и «с колес» работать, и часть урожая заложить на хранение. Однако разделение сахарной свеклы по срокам достижения технической спелости - очень условно и в большей степени является маркетинговым ходом. Есть культуры (например, кукуруза, подсолнечник), у которых достижение сроков созревания заметно по фенотипу растения - оно прекращает свое развитие. У свеклы же ни одного такого фенотипического признака нет. Это двулетняя культура, ее вегетационный период составляет 240 дней. И если будет тепло и влажно, она продолжит свой жизненный цикл. Подобрать селекционный материал, имеющий интенсивный набор массы в первой половине вегетации, конечно, можно, но его будущее в большей степени зависит от того, как сложатся технологические факторы. И они гораздо более весомы, нежели генетика - при неблагоприятных условиях заявленных преимуществ мы не отметим. Как правило, наиболее стабильные показатели всегда демонстрируют нормальные гибриды, лучше приспосабливающиеся к изменяющемуся климату.
У отечественных селекционных достижений есть три ключевых преимущества, которые позволят нам не просто получать хорошие урожаи, а именно выращивать свеклу хорошего технологического качества. Первое - засухоустойчивость, которую в сравнительных испытаниях мы отмечаем даже визуально. Второе - устойчивость к болезням грибной этиологии. Доказано: болезни приводят к тому, что в корнеплодах замедляются муколитические процессы, гораздо медленнее накапливается сахар, и идет конверсия азота в безвредные формы. У отечественных гибридов устойчивость к фитопатогенам в период вегетации на порядок выше, чем у зарубежных аналогов. И третье преимущество - лежкоспособность. Отечественные гибриды в этом плане обладают определенными преимуществами - в их тканях содержится большее количество восков, липидов, жестких целлюлозных веществ. Особенности их клеточного строения предопределяют лучшие механические, прочностные свойства и, соответственно, большую устойчивость к хранению. Иная структура клеток вдвое уменьшает интенсивность дыхания корнеплодов, а более прочные клеточные стенки затрудняют проникновение фитопатогенов в ткани в процессе хранения.
Не количеством, а качеством
Технологические достоинства сахарной свеклы определяются комплексом биологических, химических и физических особенностей, от взаимосвязи которых зависит выход и качество кристаллического сахара, размер потерь. В корнеплодах содержится около 75 % воды и 25 % сухих веществ. 14-20 % из них - сахароза, остальное - несахара: азотистые, пектиновые вещества, клетчатка, гемицеллюлоза, зола и прочие вещества. Содержание азотистых веществ в свекле составляет около 1 %, и этот 1 % существенно осложняет жизнь производителям свекловичного сахара.
Применительно к сахарному производству, азот, содержащийся в корнеплодах, принято подразделять на белковый, амидоаммиачный и вредный. К вредному азоту относятся формы, которые попадают в диффузионный сок и не удаляются из него в процессе дефекации - сатурации (химическая обработка углекислым газом сахарного сока). Они увеличивают выход патоки и потери сахара в ней. Принято считать, что одна часть вредного азота препятствует кристаллизации 25 частей сахара.
Содержание вредного азота в корнеплодах повышается при недостатке влаги в процессе вегетации растений, при избыточном внесении азотных удобрений и недостатке фосфорных и калийных в корнеплодах, поврежденных микроорганизмами, а также подмороженных, а затем оттаявших.
Долгие годы белок мякоти считали безвредным, поскольку обычно он остается в жоме. Но на деле достаточно большое количество этого белка легко переходит в растворимое состояние и также вредит процессу производства. Половину всех нерастворимых веществ мякоти (2,4-2,5 % массы корня) составляют пектиновые вещества. В период уборки свеклы пектиновые вещества находятся в нерастворимой форме в виде протопектина. В процессе производства при повышении температуры до 80° С происходит гидролиз протопектина. Переход пектиновых веществ при экстрагировании сахарозы из свекловичной стружки в диффузионный сок значительно затрудняет дальнейшую очистку сока, снижает качественные показатели очищенных продуктов, выход и качество сахара. Накопление коллоидно-диспергированных несахаров в диффузионном соке способствует ухудшению адсорбционно-химических процессов при очистке сока и может быть причиной снижения чистоты очищенного сока на несколько единиц. Вещества коллоидной дисперсности диффузионного сока и продукты их щелочного распада являются причиной существенного увеличения цветности сока в процессе основной дефекации и образования растворимых солей кальция.
Но наиболее вредоносным мелассообразователем является α-аминный азот - чем больше его содержание в корнеплодах, тем меньше выход сахара. ВНИИСС ежегодно изучает большое количество проб по заданию самых разных регионов и хозяйств. И, в отличие от содержания сахара, вариабельность показателей α-аминного азота огромна. Кто давно работает, знает, что 2009 год был, можно сказать, эталонным по технологическому качеству сахарной свеклы. Тогда содержание α-аминного азота в 70 % проб не превышало 1,5 ммоль/100 г свеклы - почти идеальные показатели. 2010 год - засуха, среднее значение α-аминного азота вырастает практически в два раза, а в некоторых случаях (обусловленных, скорее всего, болезнями) - в 10 раз. Его сложно регулировать, и в наших условиях получить ежегодно нормируемый показатель примерно в 2,5 ммоль/100 г свеклы трудно. И не из-за погрешностей в технологии - вся проблема в том, что у нас континентальный климат, и периодичность выпадения осадков не может быть спрогнозирована. На повышение содержания в корнеплодах α-аминного азота также крайне сильно влияют болезни - те заболевания грибной этиологии, которые проявляются не в кагатах, а еще в поле, в процессе вегетации. И сегодня мы только способствуем развитию этих болезней: короткие севообороты, система обработки почвы без оборота пласта, интенсивное применение пестицидов во всех звеньях севооборота ухудшают состояние почв. И в будущем ситуация будет все сложнее и сложнее. Поэтому эффективная борьба с болезнями сахарной свеклы также является хорошим резервом для улучшения общих результатов отрасли. Для этого есть все возможности - отечественная химическая промышленность сегодня обеспечивает аграриев полным спектром препаратов для защиты культуры на всех стадиях ее производства и хранения.
Обойтись без потерь
Переходить ли России на полевое хранение свеклы по примеру других стран? Считаю, что это шаг к катастрофе. Полевой кагат в наших условиях формируется максимальной емкостью от 100 до 300 т и не имеет необходимой теплоемкости. Европа работает по такой технологии, но в кагаты заготавливают не более 40 % от объема, который планируют в переработку. В Германии на 300 тыс. га посевов свеклы приходится 3000 свеклосдатчиков. За позднюю сдачу там получают надбавку, и фермеры свои 300-500 тонн укрывают и раскрывают, когда это требуется. В масштабах российского производства такое невозможно. К тому же, ни одна технология укрытия полевого кагата не позволит пережить мороз в -10оС даже в течение 2 дней - он промерзнет. Потом оттает, и так повторится несколько раз. Американцы хранят свою свеклу по-другому - не бросают ее в полях в мелких кагатах. Заводы там жестко бракуют сырье по качеству, зараженные болезнями корнеплоды в переработку вообще не принимают. Примерно 90 дней сахарную свеклу хранят, охлаждая методом вентилирования. А когда приходит время - замораживают, но только один раз и очень большим объемом, в кагатах по 70-100 тыс. тонн. Такой массе свеклы, замороженной до - 20оС, уже не страшны никакие перепады температуры. Глыба льда лежит практически до июня, ее просто откалывают и перерабатывают, причем даже с лучшими результатами, чем свежую. Бесспорно, показатели американской промышленности феноменальные: себестоимость вырубки 1 т сахара в США на 100 долларов ниже, чем в Европе - и в основном, именно за счет многоуровневых индустриальных технологий пролонгированного хранения сырья.
В нашей стране сохранить урожай в полевых условиях просто не получится. Приведу пример - в 2017 году в октябре в Воронежской области температура опустилась до - 7оС на 3 дня. А в ноябре началась оттепель. Свекла замерзла, оттаяла, потом снова замерзла. В конце декабря пошли дожди. И корнеплоды, что лежали в поле, пострадали даже под укрывным материалом - треть верхнего слоя «потекла», началось интенсивное развитие слизистого бактериоза и других «кагатных» болезней. Поэтому российская сахарная свекла также нуждается в индустриальных технологиях хранения, они помогут сохранить и весь объем выращенного урожая, и его качество.
«Аргумент защиты»
12.09.2018 0Ещё три сорта озимой пшеницы селекции «Щёлково Агрохим» официально включены в Государственный реестр селекционных достижений РФ: Изумруд Дубовицкого, Интеза и Сократ. Таким образом, в мозаике сортов собственной селекции компании числится уже семь сортов этой культуры. Сегодня мы расскажем о самом засухоустойчивом – Изумруде Дубовицкого, средняя урожайность которого за годы конкурсных испытаний составила 109 ц/га.
Как появился Изумруд
Директор департамента селекции и семеноводства сельскохозяйственных культур «Щёлково Агрохим» Александр Прянишников называет Изумруд Дубовицкого своим любимчиком. Работа над этой селекционной пшеницей началась много лет назад, ещё в 1990-х годах.
«Это как первая школьная любовь, – говорит автор сорта. – Не забывается никогда! «Родителями» Изумруда стали брендовые в своё время сорта Поволжья – Калач 60 и Жемчужина Поволжья (основной автор А.И. Прянишников. – Прим. автора.), которые занимали в России более миллиона гектаров. А они, в свою очередь, стали продолжением работы, начатой отечественными селекционерами ещё в 1980-х годах – это сорта Зерноградская 6, Саратовская 8, Донская безостая, Краснодарская 39, Ильичёвка, Степная 135, Ростовчанка… Полученные в нулевых годах на их основе Калач 60 и Жемчужина Поволжья считались оптимальными сортами для засушливых регионов. Жаростойкие и засухоустойчивые сорта, что особенно важно для сухостепной зоны нашей страны, а это Саратовская, Волгоградская, Оренбургская, Самарская области».
Директор департамента селекции и семеноводства сельскохозяйственных культур Александр Прянишников контролирует уборку сорта озимой пшеницы Изумруд Дубовицкого
Сорт Калач 60 стал для Изумруда Дубовицкого «мамой»: при скрещивании она передала своему детищу жаростойкие качества и высокую продуктивность. «Папой» стал сорт Жемчужина Поволжья, который выделялся своей пластичностью и способностью устойчиво формировать достойный уровень продуктивности в различных по условиям увлажнения годы. Александр Прянишников называет Калач 60 самым интенсивным среди сортов адаптивного типа, которому не требуется много питания в таких условиях: 100 кг азотного питания в степной зоне на озимой пшенице позволяет ему формировать урожай более 60 ц/га. А ещё у него один из самых высоких показателей по озернённости колоса, в котором насчитывается до пяти зёрен.
«Смотришь, вроде бы во время вегетации колос невзрачный, а при уборке удивляешься богатому урожаю, который образуется как раз за счёт этой высокой озернённости», – рассказывает Александр Прянишников о лучших качествах Калача 60, которые сорт передал своему последователю.
Однако никто не идеален, надо было что-то предпринимать с недостатком Калача 60: его способностью к прорастанию на корню – проблемы повсеместной и способной нанести огромный вред будущему урожаю. Выращивая пшеницу, мы хотим получить хороший, качественный хлеб. Здесь важны так называемые хлебопекарные качества пшеницы: количество и качество клейковины, объёмный выход хлеба. Как только зерно начинает прорастать, мы по сути дела теряем именно качество зерна – оно уходит в росток, на новый урожай, пуская все силы на жизнеспособность этого зародыша. Задержались со сроками уборки, выпала роса, обильные осадки – причин этому явлению, которое может приводить к снижению урожая до 10–50%, множество, но бороться с ним можно, оказывается, и посредством генетики. Нужен был донор, который обладал бы устойчивостью к прорастанию на корню. Таким донором стал сорт Поволжского экотипа – Жемчужина Поволжья.
Работа над новым сортом шла совместно с новосибирским генетиком – членом-корреспондентом РАН, профессором, д. б. н., заслуженным деятелем науки РФ Еленой Салиной. Отбор вели по ряду признаков, характеризующих состояние амилазного комплекса и индекса прорастания зерна на различных стадиях его развития – полной и молочно-восковой спелости, числу падения. Учёные Прянишников и Салина стремились поменять лишь один генетический маркер, то есть именно ген устойчивости к прорастанию. Потом вёлся индивидуальный отбор дигаплоидов из лучших линий гибридной популяции Калач 60/Жемчужина Поволжья по признаку их устойчивости к прорастанию на корню.
«А когда получили Изумруд, оказалось, что более 100 генетических систем и маркеров отличают его от Калача 60, – вспоминает Прянишников. – И это предопределило ещё большие продуктивные свойства этого сорта по отношению к Калачу 60. То есть вроде бы меняли один маркер по устойчивости к прорастанию, а получилось, что шлейфом захватили более широкий их спектр. Так получились высокие качественные показатели и продуктивные свойства нового сорта Изумруд Дубовицкого».
Поле – чистый изумруд
За все годы конкурсных испытаний средняя урожайность сорта составила 109,1 ц/га (ООО НПО «Бетагран Семена») при урожайности стандартного сорта Московская 39–95,7 ц/га. Во время испытаний в ГСИ сорт проявил наибольшее преимущество перед стандартными сортами в засушливых регионах Ульяновской, Самарской, Оренбургской областях, а также в республиках Мордовия и Башкирия. В производственных посевах 2022 года в КФХ Дмитриева В. П. (Оренбургская область) сформировал урожайность 83,0 ц/га на 1000 га. Это своеобразный рекорд Оренбургской области, который превзошёл результат Калача 60 в том же предприятии на целую тонну. Максимальная реализованная урожайность в международных испытаниях составила 96,0 ц/га (Турция, 2020 г.).
Изумруд Дубовицкого при колошении очень красив
«Когда я впервые увидел производственный массив Изумруда, был поражён прежде всего его уникальной красотой и особой эстетичностью всего посева, – вспоминает Александр Прянишников. – Когда выходит флаговый лист, и пшеница выколашивается, от Изумруда не отведёшь глаз! Среди многообразия сортов озимой пшеницы, он такой один! Такого яркого, изумрудного цвета я больше нигде не встречал – в этом и видится совершенство внутренней природы пшеничного растения».
Сорт озимой пшеницы Изумруд Дубовицкого в полях отличается ярко-изумрудной окраской
Секрет неземной, ярко-изумрудной окраски колоса – в отсутствии воскового налёта. «Восковой налёт защищает от повреждений вредителями и болезнями, нет защиты, нет кутикулы!» – отмечают критики. Но в науке принято смотреть на результат. Мы же не будем отрицать очевидное, наблюдая в течение 5 лет высокую урожайность на сорте Изумруд Дубовицкого, а также его уникальные засухоустойчивые качества. Широкий ареал регионов внесения сорта в Госреестр, а их целых три – тому яркое подтверждение. Интересный факт: на данный момент в Оренбургской области – самом засушливом регионе России – более 100 000 гектаров засеяно именно Изумрудом Дубовицкого. Дважды правительство Оренбургской области обращалось с просьбой о досрочном внесении сорта в Госреестр РФ.
«Этот сорт – лучший для засушливой зоны Российской Федерации, – не устаёт повторять селекционер Александр Прянишников, который долгие годы трудился на засушливых поволжских землях. – Мы активно боремся с засухой? Так вот оптимальный сорт, который борется непосредственно с засухой, это и есть наш Изумруд Дубовицкого. В России четыре региона, где практически каждый год отмечается её проявление: Оренбургская, Самарская, Саратовская и Волгоградская области. Оренбург – это самый центр засушливой зоны в России. Символично, что в 2012 году, осуществляя работу в секции засухи отделения растениеводства Россельхозакадемии, её первое заседание проводилось в Оренбурге. Мы много лет шли к тому, чтобы создать такой засухоустойчивый сорт, и будем идти дальше. Я не знаю, во что превратится наш Изумруд лет через 5–6, но я уверен, это будет ещё более совершенный сорт, ведь селекционер никогда не стоит на месте – шаг за шагом, работая с сортом, мы движемся выше, дальше, глубже. И в этом движении – нет предела совершенству!»
Урожайное сочетание
Многим знакома закономерность: чем выше адаптивность сорта, тем хуже он реагирует на фактор интенсификации, тем менее он продуктивен. Сорт озимой пшеницы Изумруд Дубовицкого в этом вопросе является исключением, формируя совершенно иной кластер сортов, которые отзывчивы на факторы интенсификации, обладая при этом высокими адаптивными свойствами. Как утверждает Прянишников, он разрушает определённые стереотипы, разрывая эту корреляцию между продуктивностью и адаптивностью. Напомним, покормил немного (100 кг азота), а пшеница отзывается высоким уровнем сочетания продуктивности и качества зерна с превосходными хлебопекарными качествами.
Изумруд Дубовицкого относится к низкорослым сортам интенсивного типа
«Мы получили высокое сочетание адаптивных свойств (зимостойкость и жаро-, засухоустойчивость) с отзывчивостью на факторы интенсификации при реализации урожайных свойств и качества зерновой продукции, – дополняет учёный. – Сорт высокостабилен при реализации продуктивных свойств, превосходя стандартные сорта на 10 и более процентов».
Сорт озимой пшеницы Изумруд Дубовицкого. Низкорослый сорт интенсивного типа с высотой соломины 80–90 см, зарегистрирован по Центрально-Чернозёмному (5), Средневолжскому (7) и Уральскому (9) регионам. Сорт стабильно формирует высокий урожай даже в засушливых условиях, отличается повышенной озернённостью колоса и сочетает в себе сильную адаптивность с высокой продуктивностью. Устойчив к пыльной и твёрдой головне, септориозу.