Выступание корнеплодов над почвой и содержание сахара в нетрадиционных условиях вегетации сахарной свеклы

Установлена зависимость содержания сахара в корнеплодах сахарной свеклы во время уборки от величины их выступания над почвой. Показано, что в условиях вегетации с недостаточной влажностью почвы наибольшее количество сахара во время уборки содержит корнеплод<br />
с величиной выступания над почвой близкой к 0, а также превышающей 40 мм.

Основное назначение выращивания сахарной свёклы - получение сахара. Содержание его в корнеплодах свеклы зависит от сортовых особенностей, технологии возделывания, количества внесенных органических и минеральных удобрений, почвенно-климатических условий, географии выращивания, наличия конкурентов на плантации, сроков посева и уборки, болезней и вредителей, морфологических характеристик растений. До настоящего времени менее изучено влияние морфологических характеристик корнеплодов сахарной свеклы на содержание сахара. Хотя ещё в 1786-1800 гг. Ф. К. Ахард опытным путем установил, что самую высокую сахаристость имеет белая свекла с погруженными в почву корнями. Изучение современных сортов и гибридов сахарной свеклы показало, что корнеплодная свекла по морфологическим признакам корня и связи их с сахаристостью неодинакова. Так, в северо-западной Европе холодные почвы и влажный климат способствуют выращиванию наиболее урожайных типов с головкой и шейкой корнеплода, рас- полагающихся над землей. Условия Центрально-Черноземной зоны (ЦЧЗ) России с годовым количеством осадков около 480-500 мм и возможной засухой, где апрель часто холодный, май умеренно теплый, июнь, июль и август достаточно жаркие, в сентябре температура снижается, а октябрь уже холодный с хорошо прогревающимися черноземными почвами часто спо- собствуют образованию скороспелого склерофитного экотипа, и зависимость сахаристости корнеплодов от выступания их над почвой может быть другой [1].

В настоящее время при выращивании отечественных и зарубежных гибридов сахарной свеклы в условиях ЦЧЗ России величина выступания корнеплодов над почвой во время уборки составляет в основном 0-120 мм, а наибольшая сахаристость наблюдается у растений диаметром 60-90 мм [4].

Однако данных исследований о влиянии морфологического признака корнеплодов сахарной свеклы - величины выступания их над почвой на содержание сахара с учетом почвенно-климатических условий выращивания недостаточно.
Исследования по влиянию морфологического признака корнеплодов сахарной свеклы - величины выступания над почвой на содержание сахара в условиях ее выращивания и уборки при недостаточной влажности почвы проведены в 2014 г. во ВНИИСС на плантации с гибридами РМС120 отечественной селекции и Шаннон (Лайнд Сид, Великобритания) зарубежной. Почва - чернозем выщелоченный рН 5,5-5,8, основная обработка - глубокая улучшенная зябь. Технология возделывания свеклы общепринятая для зоны, сорные растения во время вегетации удаляли вручную. Сахарная свекла, выращенная в 2014 г. в условиях недостаточной влажности почвы, особенно во второй половине вегетации, и средней температуре воздуха близкой к многолетней (рис. 1), во время уборки 22-26 сентября имела влажность почвы в горизонтах 0-10 см 17,5%; 10-20 см - 16,4; 20-30 см - 16,2; 90-100 см - 16,3%, густоту насаждения гибридов РМС120 и Шаннон соответственно 105,5 и 94,4 тыс. шт. на 1 га, урожайность ботвы - 12,3 и 10,8 т/га, корнеплодов - 43,8 и 44,6 т/га.
Во время уборки свеклы по каждому гибриду извлекали из почвы корнеплоды диаметром 80-90 мм и ранжировали их на 6 классов по величине выступания над ее поверхностью 0 мм, 20, 30, 40, 50,
60 мм. Близкие к одинаковому диаметру корнеплоды во всех пробах снижают влияние размера на сахаристость [4]. Объем выборки по каждому классу 10-14 корнеплодов массой около 7 кг. Величину выступания корнеплодов над почвой замеряют линейкой после обрезки ботвы на корню по сфере головки на уровне верхушечной почки, выравнивания почвы в рядках и междурядьях на одном уровне в горизонтальной плоскости. Корнеплоды извлекают из почвы, очищают от последней, удаляют хвостовую часть до диаметра 10 мм, измеряют максимальный и мини- мальный размеры по наиболее утолщенному поперечному сечению. Среднее между максимальным и минимальным размерами по наиболее утолщенному поперечному сечению принимают за диаметр корнеплода. Содержание сахара в свекловичном сырье оценивают по исходному его содержанию на основании данных, полученных на поляризационной линии «Венема».

Результаты исследований по содержанию сахара в гибридах сахарной свеклы РМС120 и Шаннон с разной величиной выступания корнеплодов над почвой приведены в табл. 1 и рис. 2.

Рис. 1. Погодные условия вегетации сахарной свеклы

 По результатам опытов зависимость содержания сахара у исследуемых гибридов сахарной свеклы отечественной и зарубежной селекции, выращенных в условиях, близких к засушливым на черноземе выщелоченном и основной обработке почвы - улучшенная зябь, от величины выступания корнеплодов над почвой - криволинейная, близкая к параболе. По этой зависимости более высокое содержание сахара наблюдается в корнеплодах с минимальной и максимальной в данных условиях величиной выступания над почвой. Во время уборки сахарной свеклы и расположении головок корнеплодов на уровне, близком к поверхности почвы, содержание сахара у гибридов РМС120 и Шаннон составило соответственно 19,27 и 19,45%. Повышение величины их выступания над почвой до 30-40 мм снижает содержание сахара до минимального и составляет у исследуемых гибридов соответственно 18,55 и 19,12%. Нарастание величины выступания над почвой гибридов РМС120 и Шаннон сверх соответственно 55 и 45 мм увеличивает содержание сахара в корнеплодах по сравнению с расположением их на уровне, близком к поверхности почвы.

Рис. 2. Влияние величины выступания корнеплодов над почвой на содержание сахара

После математической обработки данных исследований зависимость содержания сахара в корнеплодах сахарной свеклы от величины их выступания над почвой в условиях вегетации с недостаточной влажностью у гибридов РМС120 и Шаннон имеет вид соответственно

СС1 = 0,001h2 - 0,0534h + 19,362 и

СС2 = 0,0009h2 - 0,0403h + 19,522%

с остаточной дисперсией соответственно 0,13 и 0,30%, где СС - содержание сахара в корнеплодах, %; h - высота выступания корнеплодов над почвой, мм. По данным исследований 2014 г., выращивание сахарной свеклы отечественной и зарубежной селекции, например РМС120 и Шаннон, в ЦЧЗ России в условиях с недостаточной влажностью почвы во время уборки на плантации доминируют растения с величиной выступания корнеплодов над почвой
20-40 мм (табл. 2).
В этих условиях выращивания таким растениям соответствует наименьшее содержание сахара (рис. 2), что наиболее пагубно отразится на выходе последнего из убранного урожая. Так, согласно табл. 2, на плантации количество растений гибридов РМС120 и Шаннон с величиной выступания корнеплодов на уровне поверхности почвы было соответственно 2,1 и 3,4% с содержанием сахара - 19,27 и 19,45%. Растений с величиной выступания над почвой 20-40 мм - 64,8 и 63,5% с минимальным в данных условиях содержанием сахара - 18,55 и 19,12%.

Закономерность содержания caxара в сахарной свекле, выращенной в условиях, близких к засушливым, от величины выступания корнеплодов над почвой определяется, в первую очередь, сортовыми особенностями ее растений, размерами их головок или облиственной части и степенью усыхания. В головке сахарной свеклы содержание сахарозы примерно в 1,5 раза меньше, чем в основной части корнеплода [2, 6], т.е. по мере уменьшения размера головки содержание сахарозы в свекле возрастает.
Проведенными ранее исследованиями [6] установлено, что гибриды сахарной свеклы отечественной селекции, возделываемые в условиях ЦЧЗ России имеют, как правило, величину головки корнеплода больше зарубежной. И корнеплоды гибрида сахарной свеклы РМС120, выращенные в 2014 г. в условиях, близких к засушливым, во время уборки превышали по величине облиственной части гибрид Шаннон в среднем по пробе из 100 растений на 3 ,5 мм.

По результатам исследований (см. табл. 2) у гибридов РМС120 и Шаннон, выращенных в условиях с недостаточной влажностью почвы, зависимость высоты облиственной части корнеплодов от величины выступания над почвой близка к прямой и линейной. Для таких растений в исследуемых условиях можно допустить, что наименьшая величина головки у корнеплодов, полностью погруженных в почву. И если допустить, что на содержание сахара в свекле оказывает влияние только величина головки, тогда наибольшее его содержание будет в корнеплодах, полностью погруженных в почву.

Реально же урожай и сахар - это производные сложного комплекса особенностей растений и условий влияния окружающей среды. Исследованиями доказано, что во время вегетации наиболее благоприятная для растений сахарной свеклы влажность почвы находится в пределах 60-70% от полной влагоемкости [5]. В таких условиях аэрации почвы дыхание корневой системы более благоприятное, пита- тельные элементы энергично поступают в растение, что способствует повышенной интенсивности фотосинтеза и, как следствие, - нарастанию урожая и сахаристости.

Известно, что во время дыхания корневая система растений выделяет много углекислоты и ей необходим большой приток кислорода. Во время вегетации, когда кислорода вблизи корнеплодов недостаточно, свекла испытывает депрессию роста, снижающую ее урожайность и сахаристость. В условиях вегетации 2014 г. с недостаточной влажностью почвы на плантации сахарной свеклы причиной депрессии был недо- статок кислорода, недостаток влаги.

Максимально питательные вещества поступают в растение свеклы в июле-августе, когда последние имеют хорошо развитую корневую систему и листовой аппарат. Недостаток влаги в почве в это время (см. рис. 1) наиболее отрицательно влияет на рост растения и в меньшей степени - на накоплении сахара, ибо жаркая погода менее отрицательно влияет на фотосинтез и интенсивно снижает нарастание массы корнеплодов из-за потери влаги на испарение с его поверхности. И этот процесс пропорционален увеличению площади испарения влаги корнеплода, которая в значительной степени соответствует величине его выступания над почвой. По данным исследований, во время такой потери влаги корнеплод может приобретать новое качество - привядание. Это состояние повышает в нем концентрацию сахарозы. Так, привяленные корнеплоды сахарной свеклы гибрида РМС120, выращенные в условиях вегетации 2014 г. с недостаточной влажностью почвы, во время уборки 26 сентября содержали сахара 21,40%,в то время как неподвяленные, убранные с той же делянки, - 18,85-19,50%

Накопление сахара в корнеплодах сахарной свеклы во время вегетации и особенно в заключительной ее стадии происходит, очевидно, при действии не одного фактора, а имеет место одновременное влияние, например, биологического фактора растений - размера головки или облиственной части корнеплода свеклы и условий произрастания. С ростом величины выступания корнеплода над почвой содержание сахара снижается из-за увеличения размера его головки. Нарастание же размера головки свеклы увеличивает площадь испарения влаги с ее поверхности, что одновременно приводит к повышению концентрации сахара в корнеплоде

В условиях вегетации сахарной свеклы 2014 г. на содержание сахара в ее корнеплодах влияние от испарения влаги с их поверхности при недостаточном выпадении осадков, особенно в заключительной ее стадии в основном превалирует над ее биологическим фактором - размером головки или облиственной части, особенно у растений с величиной выступания над почвой более 40 мм

Таким образом, выращивание сахарной свеклы в ЦЧЗ России в условиях вегетации с недостаточным содержанием влаги в почве, особенно в заключительной ее стадии накопления сахара в растениях, осуществляется компромиссно, когда нарастание величины выступания корнеплодов над почвой снижает содержание сахара из-за увеличения их облиственной части и одновременно повышает его концентрацию из-за роста потерь влаги с их поверхности от испарения. Причем до величины выступания корнеплодов над почвой от 0 до 30-40 мм в накоплении сахарозы доминирует влияние размера облиственной части корнеплода, сверх 40 мм - влияние потери влаги с поверхности растений от испарения.

А.Ф. Никитин, д-р с/х наук

ФГБНУ «Всероссийский НИИ сахарной свеклы и сахара имени А.Л. Мазлумова»

ЛИТЕРАТУРА
1. Биология и селекция сахарной свеклы. - М.: «Колос», 1968. - 776 с.
2. Борисюк В.А. Физиолого-биохимические основы по- вышения сахаристости / В.А. Борисюк, В.И. Кляченко // Сахарная свекла. - 1985. - №12. - С. 6-9.
3. Никитин А.Ф. Высота облиственной части корне- плода сахарной свеклы //Сахарная свекла. - 2012. -
№ 4 . - С. 36-38.
4. Никитин А.Ф. Размеры корнеплодов и содержание са- хара // Сахарная свекла. - 2008. - №5. - С. 46-48.
5. Орловский Н.И. Биологические основы агротехни- ки сахарной свеклы // Сахарная свекла. - 1968. - №2. - С. 29-31.
6. Сахарная свекла. Основы агротехники. - Киев: «Урожай», 1979. - 416 с.

Источник: http://saharmag.com/