В настоящее время актуальны проблемы хранения корнеплодов сахарной свёклы. Повысилось также внимание работников сахарной отрасли к качеству сырья, поступающего на переработку. Это объясняется возросшими трудностями хранения свекловичного сырья, связанными с сокращением сроков уборки по принципу «just in time» (доставка по времени) и, как следствие, временным полевым хранением свёклы.
М.А. СМИРНОВ,
канд. экон. наук ФГБНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт сахарной свёклы и сахара имени А.Л. Мазлумова»
В настоящее время актуальны проблемы хранения корнеплодов сахарной свёклы. Повысилось также внимание работников сахарной отрасли к качеству сырья, поступающего на переработку. Это объясняется возросшими трудностями хранения свекловичного сырья, связанными с сокращением сроков уборки по принципу «just in time» (доставка по времени) и, как следствие, временным полевым хранением свёклы.
Одновременно появился вопрос: какими способами и методами можно минимизировать потери массы корнеплодов и сахара, связанные с временным полевым хранением свёклы. Особо остро данный вопрос стоит в годы с неблагоприятными погодными условиями, а также при высоких урожаях корнеплодов [1, 2, 5-7].
Изучение проблем полевого хранения корнеплодов свёклы было начато М.З. Хелемским, И.В. Якушкиным и Б.А. Рубиным, а в последующем продолжено в работах Н.Н. Горбунова, А.В. Пивоварова, Н.М. Сапронова и других отечественных учёных. В результате этих работ было установлено, что различные способы и методы хранения сахарной свёклы в поле не только вызывают различные по величине потери, но и оказывают большое влияние на дальнейшее её хранение в заводских условиях. Кроме того, размеры потерь свекломассы и сахара за время полевого хранения зависят от технологии уборки, способа размещения кагатов, вида укрытий, метеорологических условий хранения и исходного качественного состава корнеплодов.
С целью разработки приёмов повышения сохранности корнеплодов сахарной свёклы в полевых условиях на основе применения химических препаратов в 2011-2013 гг. во Всероссийском НИИ сахарной свёклы и сахара им. А.Л. Мазлумова и ООО «Дубовицкое» Орловской области проводили полевые производственные опыты.
В опытах по полевому хранению изучали 3 варианта применения препарата Кагатник, ВРК (бензойная кислота, 300 г/л) - внесение фунгицида на посевах свёклы за 2 и 4 недели до уборки урожая (2 л/га) и эталонная обработка корнеплодов непосредственно перед закладкой на хранение (0,06 л/т). Фунгицидная обработка осуществлялась однократно с помощью прицепного штангового опрыскивателя марки «Amazone». Удельный расход рабочего раствора составил 300 л/га и 3-5 л/т соответственно.
Согласно схеме опыта, кагаты были сформированы в дни уборки культуры с разрывом во времени 3-4 дня, размещены на краю поля вблизи грунтовой дороги со строгой ориентацией с севера на юг. Размеры кагата: ширина основания - 2,0 м, высота - 2,5, длина - 30 м. Общая ёмкость каждого кагата составила 90 т. Продолжительность полевого хранения 40 сут.
Потери массы свёклы, а также изменение качественных показателей при полевом хранении изучали методом укладки в кагаты сеточных проб корнеплодов. Сформированные пробы этикетировали, взвешивали и анализировали с целью определения исходных количественных и качественных показателей кагатируемой свёклы. Другую часть проб укладывали в кагаты при их формировании в колодцы. По истечению срока хранения сетки извлекали из кагатов и определяли те же показатели, что и при закладке.
 |
|
Рис. 1. Интенсивность развития кагатной гнили корнеплодов после 40 сут хранения, 2011-2013 гг.: - загнившие корнеплоды, %; - масса гнили, % |
Результаты исследований показали, что обработка фунгицидом Кагатник оказалась эффективной в борьбе с возбудителями кагатной гнили (рис. 1).
Несмотря на большое количество пораженных корнеплодов патогенами внесение Кагатника в дозе 2 л/га за 4 недели до уборки свёклы способствовало меньшему их развитию по отношению к контролю (85,55%) на 33,64% в абсолютном выражении (абс.) и не уступала эталонному варианту (54,44%). Как следствие, масса гнили была в 2 раза меньше, чем на контроле.
Хороший результат был получен и в варианте с внесением Кагатника в дозе 2 л/га за 2 недели до уборки урожая. При использовании препарата количество загнивших корнеплодов снизилось по отношению к контролю до 59,72%, или на 25,83% абс., а масса гнили - до 3,23%, или в 1,4 раза.
|
|
|
Рис. 2. Потери массы свёклы после 40 сут хранения, 2011-2013 гг.: - общие, %; - среднесуточные, % |
На рис. 2 приведены общие и среднесуточные потери массы свёклы при различных обработках Кагатником.
В среднем за три года исследований после 40 сут хранения ежегодно терялось от 6 до 9% всей массы свёклы. Применение Кагатника в норме расхода препарата 2 л/га за 4 и 2 недели до уборки, в сравнении с контролем (без обработки), снизило потери массы корнеплодов при хранении на 2,8 и 1,1% абс., или в 1,4 и 1,1 раза соответственно.
Среднесуточные потери массы корнеплодами в полевых кагатах без применения Кагатника достигали 0,227%. Внесение фунгицида в дозе 2 л/га за 4 недели уменьшало потери, в сравнении с контролем, в среднем на 0,07% абс. Обработка Кагатником за 2 недели до уборки урожая оказалась менее эффективна и способствовала сокращению потерь на 0,03% абс.
Таким образом, обработка Кагатником в дозе 2 л/га за 4 и 2 недели до уборки урожая оказывает положительное влияние на фитопатологические показатели сохранности корнеплодов. Лучшая сохранность достигается при более ранних сроках внесения препарата. Эффективность Кагатника обусловлена его препаративной формой - бензойная кислота оказывает угнетающее действие на плесневые грибы, бактерии и дрожжи. Помимо дезинфицирующих свойств, вещество тормозит физиологические процессы, в частности, интенсивность дыхания и прорастание корнеплодов за счёт суберинизации паренхимных тканей [4].
При полевом хранении свёклы в корнеплодах протекают биофизические, биохимические и физиологические процессы, с которыми связаны соответствующие изменения её технологических качеств.
По исходному качеству корнеплоды, закладываемые на хранение, соответствовали ГОСТ Р 52647-2006 «Свёкла сахарная. Технические условия» и не имели существенных различий между вариантами опыта [3]. Так, за три года исследований сахаристость корнеплодов находилась на уровне 17,58-17,61%, массовая доля редуцирующих веществ - 0,080-0,083%, доброкачественность очищенного нормального сока - 91,4-91,6%, выход сахара - 14,67-14,71%. Величина мелассообразователей К+ и Na+ не превышала нормы и составила в среднем 1,31 и 0,98 ммоль/100 г свёклы соответственно (табл. 1). Содержание α-аминного азота превысило базисное значение (2,86 ммоль/100 г свёклы) в 1,7 раза. Это обусловлено, прежде всего, высоким минеральным фоном питания культуры в хозяйстве (130 кг/га д.в. N).
|
Показатель |
Контроль (без обработки) |
Кагатник, ВРК |
||
|
0,06 л/т |
2 л/га |
|||
|
за 4 недели до уборки |
за 2 недели до уборки |
|||
|
Сахаристость, % |
17,59 |
17,58 |
17,61 |
17,59 |
|
К+, ммоль/100 г свёклы |
1,36 |
1,40 |
1,24 |
1,24 |
|
% |
0,053 |
0,055 |
0,048 |
0,048 |
|
Na+, ммоль/100 г свёклы |
0,99 |
0,99 |
0,97 |
0,97 |
|
% |
0,023 |
0,023 |
0,022 |
0,022 |
|
αаминный азот, ммоль/100 г свёклы |
5,00 |
4,99 |
4,98 |
4,99 |
|
% |
0,072 |
0,072 |
0,072 |
0,072 |
|
Массовая доля растворимой углекислой золы, % к массе свёклы |
0,39 |
0,39 |
0,39 |
0,39 |
|
Массовая доля редуцирующих веществ по Мюллеру, % к массе свёклы |
0,083 |
0,081 |
0,080 |
0,082 |
|
Чистота очищенного нормального сока, % |
91,4 |
91,5 |
91,5 |
91,6 |
|
Прогнозируемый выход сахара, % |
14,68 |
14,67 |
14,71 |
14,68 |
|
Чистота мелассы, % |
55,00 |
55,34 |
55,27 |
55,68 |
|
Прогнозируемые потери сахара |
1,91 |
1,91 |
1,90 |
1,91 |
|
Прогнозируемый выход условной мелассы, % |
4,08 |
4,06 |
4,05 |
4,03 |
|
Коэффициент извлечения сахара |
83,47 |
83,44 |
83,53 |
83,47 |
В результате длительного хранения корнеплодов происходит более интенсивное образование несахаров. Это ухудшает технологическое качество свекловичного сырья, так как растворимые несахара переходят в диффузионный сок и снижают его доброкачественность.
Средние данные по эффективности применения Кагатника, представленные в табл. 2, свидетельствуют о том, что после 40 сут полевого хранения внесение фунгицида в дозе 2 л/га за 4 недели до уборки оказало положительное влияние. Среднесуточные потери сахара, в сравнении с контролем, были ниже на 0,015% абс., а содержание α-аминного азота и редуцирующих веществ в 1,3 раза соответственно. Из этого можно заключить, что по технологическим качествам сырьё сохранилось в лучшей степени.
|
Показатель |
Контроль (без обработки) |
Кагатник, ВРК |
||
|
0,06 л/т |
2 л/га |
|||
|
за 4 недели до уборки |
за 2 недели до уборки |
|||
|
Сахаристость, %: - после хранения |
16,08 |
17,58 16,76 |
17,61 16,73 |
17,59 16,41 |
|
Общие потери сахара, % |
1,51 |
0,82 |
0,88 |
1,18 |
|
Среднесуточные потери сахара, % |
0,037 |
0,020 |
0,022 |
0,029 |
|
К+, ммоль/100 г свёклы |
1,90 |
1,74 |
1,77 |
1,81 |
|
% |
0,074 |
0,068 |
0,069 |
0,071 |
|
Na+, ммоль/100 г свёклы |
1,29 |
1,13 |
1,14 |
1,17 |
|
% |
0,030 |
0,026 |
0,026 |
0,027 |
|
αаминный азот, ммоль/100 г свёклы |
7,98 |
5,86 |
5,92 |
7,29 |
|
% |
0,114 |
0,084 |
0,085 |
0,104 |
|
Массовая доля растворимой углекислой золы, % к массе свёклы |
0,536 |
0,476 |
0,476 |
0,498 |
|
Массовая доля редуцирующих веществ по Мюллеру, % к массе свёклы |
0,188 |
0,155 |
0,136 |
0,185 |
|
Чистота очищенного нормального сока, % |
89,3 |
90,7 |
90,8 |
89,9 |
|
Прогнозируемый выход сахара, % |
12,36 |
13,41 |
13,33 |
12,87 |
|
Снижение выхода сахара от начала хранения, % |
2,28 |
1,21 |
1,35 |
1,78 |
|
Чистота мелассы, % |
60,22 |
59,19 |
60,03 |
59,46 |
|
Прогнозируемые потери сахара в мелассе, % |
2,72 |
2,35 |
2,40 |
2,54 |
|
Прогнозируемый выход условной мелассы, % |
5,32 |
4,66 |
4,70 |
5,03 |
|
Коэффициент извлечения сахара из свёклы |
76,83 |
80,03 |
79,68 |
78,43 |
Анализ выхода сахара и содержание его в мелассе позволяет оценить конечные результаты различных способов полевого хранения. Если без химической обработки расчётный выход сахара в среднем за три года после 40 сут хранения составил 12,36%, то с внесением Кагатника за 4 недели - 13,33%, за 2 недели - 12,87%, или на 0,97 и 0,51% абс. выше соответственно. При этом минимальный уровень снижения выхода сахара (1,35%) и меньшие потери сахара в мелассе (2,40%) были отмечены в варианте с внесением фунгицида в дозе 2 л/га за 4 недели до уборки, что не уступало обработке корнеплодов перед закладкой на хранение Кагатни-ком в дозе 0,06 л/т.
Одним из основных требований к качеству свекловичного сырья со стороны перерабатывающих предприя-тия является доброкачественность его сока, получаемого после очистки известью.
Анализ экспериментального материала показывает, что за время полевого хранения происходит не только накопление в корнеплодах вредных несахаров, но и снижение доброкачественности сока. Если до хранения доброкачественность очищенного сока по вариантам опыта была на уровне 91,4-91,6%, то после 40 сут хра-нения она снизилась и составила на контроле - 89,3%, в вариантах с Кагатником в дозах 0,06 л/т и 2 л/га за 4 и 2 недели до уборки - 90,7%, 90,8 и 89,9% соответственно.
Таким образом, рассмотрение влияния различных приёмов полевого хранения сахарной свёклы на измене-ние технологических качеств показывает, что они, по сравнению с общепринятым методом (без обработки) позволяют получить сырьё лучшего качества. В частности применение Кагатника в норме расхода препарата 2 л/га за 4 недели до уборки урожая культуры, свидетельствует о большом резерве увеличения производства сахара из свёклы.
ЛИТЕРАТУРА
1. Горбунов Н.Н. Полевое хранение фабричной сахарной свёклы [Текст] / Н.Н. Горбунов, А.В. Пивоваров. - М.: ЦНИИТЭИпищепром, 1974. - 17 с.
2. Горбунов Н.Н. Хранение сахарной свёклы в поле и на заводе [Текст] / Н.Н. Горбунов, А.В. Пивоваров. - М. : Пищевая промышленность, 1977. - 87 с.
3. ГОСТ Р 52647-2006. Свёкла сахарная. Технические условия [Текст]. - Введ. 2009-01-01. - М. : Стандартин-форм, 2007. - 9 с.
4. Каракотов С.Д. Средство для обработки сахарной свеклы против кагатной гнили [Текст] / С.Д. Каракотов, В.С. Розинов, Е.В. Желтова, П.В. Сараев // А.С. №2362301, опубл. 27.02.2008. Бюл. №21.
5. Сапронов Н.М. Заготовка и хранение сахарной свёклы: организационные, технологические инновации [Текст] / Н.М. Сапронов, А.Н. Морозов, В.Н. Цуканов [Текст] // Сахар. - 2007. - №8. - С. 24-30.
6. Хелемский М.З. Хранение сахарной свёклы [Текст] / М.З. Хелемский. - М. : Пищевая промышленность, 1964. - 471 с.
7. Якушкин И.В. Методы борьбы за хранение сахарной свёклы [Текст] / И.В. Якушкин, Б.А. Рубин // Труды ЦИНСа, 1930. - Вып. 5. - С. 32-41.
Источник: http://saharmag.com/
30.07.2015 0Правительство России завершает подготовку национального проекта «Технологическое обеспечение биоэкономики». Он объединит передовые решения в сфере биотехнологий, возобновляемых биоресурсов, а также создания новых материалов.
Кажется, ещё 10 лет назад о биоэкономике мало кто слышал, а сегодня на её развитие направлены средства нацпроектов, о биоэкономике в сельском хозяйстве, пищевой промышленности, фармацевтике и в других отраслях говорит национальный лидер. Что же это такое?
Продовольственная и сельскохозяйственная организация ООН определяет биоэкономику как «использование возобновляемых биологических ресурсов, биологических процессов и принципов устойчивого производства товаров и услуг во всех секторах экономики». При этом биоэкономика напрямую связана с достижениями биотехнологии в сельском хозяйстве и промышленности.
Если сказать чуть иначе, биоэкономика – это, по сути, новый способ создания продукта в условиях шестого технологического уклада, рывок в который человечество совершило в 2020-е годы. Этот новый уклад учёные описывают через инженерию живых тканей и организмов с заранее заданными свойствами, искусственный интеллект, беспилотные летательные системы, анализ больших данных и космический мониторинг. Для сельского хозяйства это принципиально новый уровень производительности труда, полная переработка отходов с помощью микроорганизмов, биотехнологическое производство любых молекул и манипуляции с генами, оптимизация геномов живых организмов.
Нацпроект
Координационный центр правительства России сообщает, что новый нацпроект «Технологическое обеспечение биоэкономики» призван обеспечить технологический суверенитет страны, ускорить развитие сельского хозяйства через внедрение биотехнологий, а также создать условия для самореализации граждан.
В своём выступлении на стратегической сессии в марте с. г. премьер-министр Михаил Мишустин подчеркнул, что нацпроект будет носить комплексный характер и формировать фундамент сразу для нескольких направлений.
Михаил Мишустин - премьер-министр Российской Федерации
«В их числе – химия, пищевая индустрия, энергетика, медицина, экология, сельское хозяйство. Все те отрасли, где возможно глубокое внедрение биопроцессов и использование современных форматов производства на индустриальном уровне», – подчеркнул Председатель Правительства.
Он добавил, что ключевая задача национального проекта – консолидировать усилия, мощности и ресурсы, создать конкурентные предприятия, в том числе за счёт модернизации имеющихся, чтобы вернуть позиции одного из глобальных лидеров биотехнологического рынка.
Цели и задачи
Среди других задач проекта «Технологическое обеспечение биоэкономики» можно выделить следующие:
- Технологический рывок в АПК. Нацпроект призван стать платформой для опережающего развития сельского хозяйства и других смежных отраслей за счёт внедрения передовых биотехнологических решений.
- Технологический суверенитет и лидерство: развитие собственной биоэкономики рассматривается как стратегически важный шаг для снижения зависимости от импортных технологий и продукции, а также для занятия ведущих позиций на мировом рынке.
- И наконец, новый национальный проект должен способствовать дальнейшему расцвету науки и производства, а также решению кадрового вопроса для работы в такой новой сфере, как биоэкономика. В конечном итоге новый нацпроект должен привести к росту экономики и повышению уровня жизни в стране.
Ответ на вызовы
Глобальные вызовы в области продовольственной безопасности, связанные с ростом народонаселения планеты и изменением климата, цифровой трансформацией экономики, требуют должного отклика. И здесь «Щёлково Агрохим» даёт достойный ответ сразу по нескольким направлениям.
Прежде всего это обширные селекционно-семеноводческие программы в Орловской области, на Центральном Черноземье и в Краснодарском крае, нацеленные на формирование замкнутого цикла сельскохозяйственного производства. По словам члена-корреспондента РАН Александра Прянишникова, в рамках этой работы «Щёлково Агрохим» создаёт для АПК России системы новых сортов, дополняющих друг друга по комплексу хозяйственных и биологических свойств; обеспечивает программы первичного и оригинального семеноводства достаточными объёмами исходного материала; формирует 100-процентный уровень обеспеченности промышленного семеноводства собственными сортами.
Научный консорциум по селекции
Для решения столь фундаментальных биотехнологических задач «Щёлково Агрохим» задействовует уникальные коллективы учёных из научных институтов по всей стране: от Института фундаментальных проблем биологии РАН и Института общей генетики РАН до ВНИИСБ, ВНИИМК им. В.С. Пустовойта и НИИСХ Северного Зауралья и др. С целым рядом научных учреждений существуют совместные программы исследований. Так, с институтом Цитологии и генетики (ИЦиГ СО РАН) совместная программа работы нацелена на получение константных (не расщепляющихся) форм растений, выявление сопряжённости индексов NDVI с молекулярными маркерами, контролирующих темпы развития растений. С учёными из Института фундаментальных проблем биологии (г. Пущино) ведётся оценка сортовых особенностей по активности фотосинтетического аппарата растений, поиск генетических маркеров, определяющих функционал фотосинтетических и продукционных процессов у растений, и др.
Цифровые двойники
Для тестирования аграрных технологий «Щёлково Агрохим» разработал собственную цифровую новинку – иммерсивного цифрового двойника. Это виртуальная копия реального производства, позволяющая изучать и моделировать сельскохозяйственные процессы в режиме реального времени и проводить виртуальные испытания технологий и сельхозмашин.
Начальник отдела информационных технологий «Щёлково Агрохим» Дмитрий Москвин на конференции в г. Щёлково представил эту разработку компании широкой публике. Двойник повторяет всё, что происходит на промышленном объекте или в теплице, и позволяет моделировать любой процесс – от роста растений до работы оборудования. На основе данных, получаемых от цифрового двойника, можно оценивать потребности в ресурсах, прогнозировать болезни полевых культур и оперативно реагировать на любые изменения, что повышает эффективность работы.
Дмитрий Москвин - начальник отдела информационных технологий «Щёлково Агрохим»
Система также способна прогнозировать степень износа производственного оборудования, позволяя сократить вероятность его отказов. Новый софт даёт возможность проводить краш-тесты и обучать сотрудников на симуляторе, где ошибки становятся безопасной частью практики, помогая предотвратить реальные инциденты. Следующим этапом развития станет внедрение искусственного интеллекта для автоматизации управления процессами.
Цифровой образ сорта
Прошедшей осенью также было подписано соглашение между «Щёлково Агрохим» и Госсорткомиссией. В рамках совместной работы стороны займутся внедрением цифровых технологий в селекционный процесс. Первым шагом станет реализация пилотного проекта по формированию цифрового образа сортов и гибридов. Этот подход позволит анализировать и прогнозировать фенотипические и генотипические характеристики новых растений в виртуальной среде, что значительно ускорит создание новых сортов, адаптированных для разных регионов страны.
Заключение
Возможности искусственного интеллекта, машинное обучение, доступ к большим данным стали новой магией и навсегда изменили наши подходы к развитию биотехнологий. Никогда раньше у человечества не было такого количества инструментов для анализа и улучшения сложных биологических систем и оптимизации самых разных процессов. Несомненно, развитие биоэкономики ускорит научные открытия в области сельского хозяйства и промышленности и обеспечит технологический суверенитет страны.