The purpose of the research was to identify the patterns of changes in the productivity and technolog- ical qualities of sugar beet depending on the timing of sowing in the conditions of the Central Cis-Urals. In 2015–2018, field experiments were conducted on experimental fields of the Bashkir State Agrarian University (Ufa district of the Republic of Bashkortostan). The object of the researches was a hybrid of sugar beet root crops at different calendar dates of sowing were determined. The optimum term of crops of sugar beet in the conditions of the Central Cis-Urals (the 1st decade of May) would allow receiving high productivity of root crops with high technological qualities was revealed.
sugar beet, rooters, sowing time, yield, sugar content, technological qualities.
Введение. Сахарная свекла является основ- ным отечественным источником сырья для про- изводства сахара, что и определяет его стратеги- ческое значение. Она возделывается во многих регионах России. Республика Башкортостан яв- ляется самым крупным регионом Среднего Пре- дуралья по возделыванию сахарной свеклы [1].
Для получения высокого выхода сахара не- обходимо, чтобы в корнеплодах содержалось больше сахарозы и меньше веществ, обуслов- ливающих образование мелассы – наиболее крупного источника потерь ее на заводах. В наи- большей степени отрицательное воздействие на выход сахара оказывают растворимые зольные и азотистые соединения, прежде всего натрий и калий, и свекловоды должны стремиться к тому, чтобы снизить их содержание в свекле. Техноло- гические качества сахарной свеклы в свою оче- редь зависят от погодных условий, агротехники возделывания, минерального питания, пораже- ния болезнями и от сроков посева [2–5].
Проблема установления оптимальных сроков посева сахарной свеклы особенно актуальна для регионов Среднего Предуралья. Если раньше из-за появления цветушности посев сахарной свеклы происходил в более поздние сроки, то появление на рынке новых гибридов, устойчивых к цветушности, позволяет пересмотреть сро- ки посева сахарной свеклы и определить оптимальный. Кроме того, правильные сроки посева сахарной свеклы положительно влияют на защиту культуры от вредителей, болезней и сорной растительности. Величина затрат на выращивание культуры, фитосанитарное состояние посевов, урожайность и качество корнеплодов зависит от своевременности и качества проведения посева [6–9].
Влияние сроков посева на урожайность и сахаристость корнеплодов сахарной свеклы
исследовали Маргацкий (1958–1960), Губанов (1971–1974), Архипова, Ежовский (1973–1975), Зубенко (1979), Коломиец, Мацевецкая, Рома- ненко (1994), Хильницкий, Пятковский (2005), Фетюхин, Черненко, Бочарников (2014). В Респу- блике Башкортостан оптимальные сроки посе- ва изучали Терегулов, Мухаметов (1957), Юхин (1977). Однако исследования с точки зрения вли- яния сроков посева на технологические качества корнеплодов отсутствуют. В связи с этим изуче- ние влияния сроков посева на технологические качества и продуктивность корнеплодов сахар- ной свеклы в условиях Среднего Предуралья является актуальной задачей [10, 11].
Цель исследований. Установление законо- мерностей изменения продуктивности и техноло- гических качеств сахарной свеклы в зависимости от сроков посева в условиях Среднего Предура- лья.
Объекты и методы исследований. Объек- том исследований был гибрид зарубежной се- лекции Геракл (Сингента). Основными методами исследований были полевой опыт, лаборатор- ный анализ и статистическая обработка данных. Полевой опыт проводился в 2015–2018 гг. на опытных полях учебно-научного центра Башкир- ского государственного аграрного университе- та, которые находятся в селе Ягодная поляна
Уфимского района Республики Башкортостан.
В опыте изучали 7 сроков посева. Полевой опыт проводился по следующей схеме:
1-й срок посева – 30 апреля. 2-й срок посева – 7 мая.
3-й срок посева – 14 мая. 4-й срок посева – 21 мая. 5-й срок посева – 28 мая. 6-й срок посева – 4 июня. 7-й срок посева – 11 июня.
Посев проводили через каждые 7 дней. Сеяли гибрид зарубежной селекции Геракл (Сингента). Посевная площадь составляла 378 м2. Длина де- лянки составляла 8 м, ширина делянки – 2,7 м. Общая площадь делянки – 21,6 м2, учетной – 4,5 м2. Длина и ширина учетной делянки соответ- ственно равны 5 м и 0,9 м. Повторность вариантов 4-кратная. Погодные условия 2015–2018 гг. были близки к средним многолетним показателям.
Почва была представлена выщелоченным черноземом с РН, близкой к нейтральной. Удо- брения внесли под планируемую урожайность – 350 ц/га. Калий и фосфор вносили осенью под вспашку, азот – перед посевом. Содержание гумуса в среднем было 8,8 %, фосфора – 112 мг/кг, азота – 124 мг/кг, калия – 177 мг/кг. Густота насаждения растений была на уровне 95 тыс. растений на 1 га. Сахарная свекла возде- лывалась в свекловичном севообороте. Предше- ственник – озимая рожь [12, 13].
Посев проводился ручной сеялкой EarthWay на конечную густоту стояния растений. Уборка учетных делянок и борьба с сорняками прово- дилась вручную. Густоту насаждения опреде- ляли на десятый день после всходов и перед уборкой путем сплошного подсчета растений на всей учетной делянке. Уборка учетных делянок проводилась вручную 14 сентября. Для опре- деления сахаристости корнеплодов использо- вали метод холодного водного дигерирования. Сахаристость определяли сахариметром-поля- риметром в аналитической лаборатории Баш- кирского ГАУ. Альфа-аминный азот определяли модифицированным Винингером и Кубадиновым методом Станека и Павласа, который основан на измерении оптической плотности с помощью спектрофотометра. Для определения содержа- ние натрия и калия использовали метод Силина на пламенном фотометре [14, 15].
Для вычисления стандартных потерь сахара при образовании мелассы использовали Браун- швейгскую формулу
СПС = 0,12 × (K+Na) + 0,24 × ά-аминоазот + 0,48, (1)
где СПС – стандартные потери сахара, %; К
– содержание калия, ммоль на 100 грамм сы- рой массы; Na – содержание натрия, ммоль на 100 грамм сырой массы; ά-аминоазот – содер- жание альфа-аминоазота, ммоль на 100 грамм сырой массы [14].
Содержание очищенного сахара (СОС) опре- делялось как разница между сахаристостью и стандартными потерями сахара в мелассе
СОС = С – СПС, (2)
где СОС – содержание очищенного сахара, %; С – сахаристость, %; СПС – стандартные потери сахара в мелассе, % [2].
Валовый сбор сахара вычислялся как произ- ведение урожайности и сахаристости
ВСС = У × С / 100, (3)
где ВСС – валовый сбор сахара, т/га; У – уро- жайность корнеплодов, т/га; С – сахаристость корнеплодов, %.
Валовый сбор очищенного сахара опреде- лялся по формуле
ВСОС = У × СОС / 100, (4)
где ВСОС – валовый сбор очищенного сахара, т/га; У – урожайность корнеплодов, т/га; СОС – очищен- ное содержание сахара в корнеплодах, % [10].
Результаты исследований и их обсужде- ние. Четырехлетние исследования показали, что урожайность корнеплодов сахарной свеклы закономерно снижалась с 7 мая до 11 июня. Наи- большая урожайность у гибрида Геракл была при посеве 7 мая – 469,8 ц/га, а наименьшую урожай- ность он показал при посеве 11 июня – 95,4 ц/га. В среднем запоздание с посевом на один день приводило к потере 10,7 ц/га (табл.).
Урожайность самого раннего срока посева (30 апреля) была ниже, чем урожайность корне- плодов сахарной свеклы, посеянных 7 мая. Это связано с тем, что при посеве 30 апреля почва не успевает достаточно прогреваться, поэтому развитие начальных фаз роста сахарной све- клы происходит медленнее. При этом, начиная с 7 мая, прослеживается закономерность: чем позднее срок посева, тем меньше урожайность. Снижение урожая связано с сокращением перио- да вегетации свеклы, следовательно, и активной деятельности ее ассимиляционного аппарата при поздних сроках посева.
Четырехлетние исследования показали (табл.), что сахаристость корнеплодов сахар- ной свеклы закономерно снижалась с 7 мая до 11 июня: чем позднее срок посева, тем меньше сахаристость корнеплодов. Наибольшая са- харистость у гибрида Геракл была при посеве 7 мая – 18,15 %, а наименьшую сахаристость он показал при посеве 11 июня – 15,27 %.
Сахаристость самого раннего срока посева (30 апреля) была ниже, чем сахаристость корне-
плодов сахарной свеклы, посеянных 7 мая. Это связано с тем, что при посеве 30 апреля почва не успевает достаточно прогреваться, поэтому развитие начальных фаз роста сахарной све- клы происходит медленнее. При более поздних сроках посева сахаристость корнеплодов снижа- лась. Объясняется это тем, что с сокращением длины дня уменьшается и «рабочий день» фо- тосинтетического аппарата растений. Максимум
притока фотосинтетически активной радиации (ФАР) наблюдается в конце июня – начале июля. Поэтому, чем раньше сформируется работо- способная листовая поверхность и чем дольше она будет функционировать в лучших темпера- турных условиях (20–25 °С), тем продуктивнее ценоз свеклы и более сахаристы корнеплоды. Опаздывание с посевом приводит к значитель- ному недоиспользованию энергии ФАР.
Технологические качества и урожайность корнеплодов сахарной свеклы в период уборки, в среднем за 2015–2018 гг.
|
Срок посева |
Урожайность, ц/га |
Содержание |
|||
|
сахара,% |
К, ммоль на 100 г |
Na, ммоль на 100 г |
α-аминоазота, ммоль на 100 г |
||
|
30 апреля |
438,0 |
18,01 |
3,20 |
0,48 |
1,05 |
|
7 мая |
469,8 |
18,15 |
3,16 |
0,45 |
1,06 |
|
14 мая |
402,4 |
18,06 |
3,22 |
0,51 |
1,17 |
|
21 мая |
339,9 |
17,69 |
3,33 |
0,60 |
1,34 |
|
28 мая |
256,9 |
16,97 |
3,47 |
0,77 |
1,53 |
|
4 июня |
189,0 |
16,21 |
3,63 |
0,95 |
1,77 |
|
11 июня |
95,4 |
15,27 |
3,92 |
1,11 |
2,06 |
Содержание калия в корнеплодах сахарной свеклы закономерно повышалось с 7 мая до 11 июня: чем позднее срок посева, тем больше со- держание калия в корнеплодах сахарной свеклы (табл.). Наибольшее содержание калия наблюда- лось при посеве 11 июня – 3,92 ммоль на 100 г сырой массы, а наименьшее – при посеве 7 мая
– 3,16 ммоль на 100 г сырой массы. Содержание калия при самом раннем сроке посева (30 апреля) было выше, чем при посеве 7 мая.
Содержание натрия в корнеплодах сахарной свеклы закономерно повышалось с 7 мая до 11 июня: чем позднее срок посева, тем больше со- держание натрия в корнеплодах сахарной свеклы. Наибольшее содержание натрия наблюдалось при посеве 11 июня – 1,11 ммоль на 100 г сырой массы, а наименьшее – при посеве 7 мая – 0,45 ммоль на 100 г сырой массы. Содержание калия при самом раннем сроке посева (30 апреля) было выше, чем при посеве 7 мая.
Содержание альфа-аминоазота изменяется в зависимости от сроков посева: чем позднее срок посева, тем больше содержание альфа-амино- азота в корнеплодах сахарной свеклы. Наиболь- шее содержание альфа-аминоазота наблюда- лось при посеве 11 июня – 2,06 ммоль на 100 г сырой массы, а наименьшее – при посеве 30 апреля – 1,05 ммоль на 100 г сырой массы.
Стандартные потери сахара в годы иссле- дования варьировали от 1,17 до 1,57 % (рис. 1). Наибольшие потери сахара при образовании ме- лассы наблюдались при посеве 11 июня (1,57 %). Это связано с высоким содержанием в корнепло- дах натрия, калия и альфа-аминоазота. При посе- ве 7 мая были наименьшие (1,17 %). Чем позднее срок посева, тем выше содержание вредоносных мелассообразователей в корнеплодах и тем выше потери сахара при образовании мелассы.
Рис. 1. Стандартные потери сахара (СПС) сахарной свеклы при образовании мелассы в среднем за 2015–2018 гг., %
Результаты опытов показали (рис. 2), что наи- большее содержание очищенного сахара было при посеве 7 мая – 16,91 %, наименьшее – при по- севе 11 июня – 13,69 %. Содержание очищенного сахара напрямую зависит от содержания мелас- сообразующих веществ в корнеплодах. Содержа-
ние очищенного сахара изменялось в зависимости от сроков посева: чем позднее срок посева, тем выше содержание вредоносных мелассообразо- вателей в корнеплодах и тем ниже содержание очищенного сахара.
Рис. 2. Содержание очищенного сахара в корнеплодах (2015–2018 гг.), %
Результаты четырехлетних исследований по- казывают, что наибольший валовый сбор саха- ра сформировался у гибрида Геракл при посеве 7 мая (8,52 т/га). Он был получен за счет высокой сахаристости и урожайности при данном сроке по- сева. Наименьший сбор сахара наблюдался при посеве 11 июня – 1,47 т/га (рис. 3). При ранних сро- ках посева валовый сбор сахара был сравнитель- но выше, чем при поздних сроках посева. Связано это прежде всего с тем, что валовый сбор сахара
напрямую зависит от урожайности и от сахаристо- сти, которые в свою очередь зависят от сроков посева. Также 11 июня наблюдается резкий спад валового сбора сахара по сравнению с другими сроками. Это прежде всего связано с тем, что при посеве 11 июня корнеплодам сахарной свеклы не хватало влаги, поэтому у них резко снизились уро- жайность и сахаристость, а это напрямую повлия- ло на валовый сбор сахара.
В результате четырехлетних исследований выявлено (рис. 3), что наибольший валовый сбор очищенного сахара был при посеве 7 мая (7,97 т/га). Он был получен за счет высокого со- держания очищенного сахара и за счет высокой урожайности. При посеве 11 июня формировался наименьший валовый сбор очищенного сахара – 1,32 т/га.
Валовый сбор очищенного сахара при посеве 30 апреля был ниже, чем при посеве 7 мая. Это связано с тем, что 30 апреля почва не успела до- статочно прогреться, и поэтому растение сахар- ной свеклы отставало в развитии. Чем позднее срок посева, тем ниже валовый сбор очищенно- го сахара. Поэтому посев в более ранние сроки способствует наибольшему сбору очищенного сахара с 1 га.
Рис. 3. Валовый сбор сахара (ВСС) и валовый сбор очищенного сахара (ВСОС) (2015–2018 гг.), т/га
Выводы. Таким образом, по комплексу пока- зателей (урожайность, сахаристость и содержа- ние мелассообразующих веществ в корнеплодах) в природных условиях Среднего Предуралья оп- тимальным сроком посева сахарной свеклы явля- ется 1-я декада мая (7 мая). Для получения мак- симальной урожайности корнеплодов с высокими технологическими качествами в условиях Средне- го Предуралья рекомендуем сеять сахарную све- клу в 1-й декаде мая (4–10 мая) с учетом физи- ческой спелости и температурных условий почвы.
1. Islamgulov D.R. Formirovanie tehnologicheskih kachestv korneplodov saharnoy svekly v usloviyah Srednego Predural'ya: avtoref. dis. d-ra s.-h. nauk. Ufa: BGAU, 2018. 46 s.
2. Islamgulov D.R. Produktivnost' i tehnologicheskie kachestva gibridov saharnoy svekly v usloviyah Respubliki Bashkortostan /Izvestiya Orenburskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. 2014. № 5. S. 44–47.
3. Enikiev R.I., Islamgulov D.R., Ahmet'yanov T.R. Produktivnost' korneplodov sahar- noy svekly pri razlichnyh srokah poseva /Naynovite nauchni postizheniya-2016: materi- aly za XII Mezhdunarodna nauchno praktichna konferenciya. Sofiya, 2016. S. 87–91.
4. Kolomeycev A.V., Mistratova N.A., Yano- va M.A. Ocenka kachestva svekly stolovoy, proizvedennoy s uchetom principov i trebovaniy organicheskogo sel'skogo hozyaystva // Vestnik KrasGAU. 2019. № 1. S. 69–73.
5. Demidenko G.A., Koteneva E.V. Issledovanie vliyaniya razlichnyh usloviy mineral'nogo pitaniya na rostovye harakteristiki goroha // Vestnik KrasGAU. 2013. № 6. S. 98–105.
6. Enikiev R.I., Islamgulov D.R., Alimga- farov R.R. Sroki poseva i produktivnost' korneplodov saharnoy svekly v usloviyah Respubliki Bashkortostan // Agrarnaya nauka v innovacionnom razvitii APK: mat-ly mezh- dunar. nauch.-prakt. konf. v ramkah XXV mezh- dunarodnoy specializirovannoy vystavki «Agrokompleks-2015». Ufa, 2015. S. 76–79.
7. Ismagilov K.R., Islamgulov D.R. Sostoyanie i ekonomicheskaya effektivnost' proizvodstva saharnoy svekly v Respublike Bashkorto- stan // Fundamental'nye issledovaniya. 2016. № 5. S. 329–333.
8. Luk'yanov A.N. Rol' gosudarstva v obespechenii innovacionnogo razvitiya regional'no- go agropromyshlennogo kompleksa // Vestnik KrasGAU. 2019. № 9. S. 18–24.
9. Prognozirovanie racional'noy struktury proizvodstvennyh processov proizvodstva i zagotovki rastitel'nyh kormov / N.V. Cuglenok, V.V. Matyushev, G.I. Cuglenok [i dr.] // Vestnik KrasGAU. 2012. № 5. S. 311–321.
10. Ahmet'yanov T.R., Enikiev R.I. Sroki poseva i produktivnost' korneplodov saharnoy sve- kly v usloviyah Ufimskogo rayona // Nauka molodyh – innovacionnomu razvitiyu APK: mat-ly IX Vseros. nauch.-prakt. konf. molodyh uchenyh. Ufa, 2016. S. 7–12.
11. Nalivayko S.E. K voprosu o srokah seva // Sa- harnaya svekla. 2002. № 2. S. 11.
12. Eremin D.I., Kibuk Yu.P. Differencirovan- noe vnesenie udobreniy kak innovacionnyy podhod v sisteme tochnogo zemledeliya // Vest- nik KrasGAU. 2017. № 8. S. 17–26.
13. Eremin D.I., Ahtyamova A.A. K voprosu stabi- lizacii gumusnogo sostoyaniya pahotnyh cherno- zemov za schet zapashki solomy zernovyh kul'tur // Vestnik KrasGAU. 2017. № 4. S. 18–24.
14. Dmitriev N.N., Husnidinov Sh.K. Metodika uskorennogo opredeleniya ploschadi listovoy poverhnosti sel'skohozyaystvennyh kul'tur s pomosch'yu komp'yuternoy tehnologii // Vestnik Bashkirskogo gosudarstvennogo agrarnogo uni- versiteta. 2016. № 7. S. 88–93.
15. Enikiev R.I., Islamgulov D.R. Kachestvennye trebovaniya k saharnoy svekle // Sovremennye naukoemkie tehnologii. 2013. № 9. S.13.
