Технологическое качество корнеплодов перспективных гибридных комбинаций сахарной свёклы отечественной селекции

УДК 633.63:664.12:631.52 doi.org/10.24411/2413-5518-2020-10604

Технологическое качество корнеплодов перспективных гибридных комбинаций сахарной свёклы отечественной селекции

Л.Н. ПУТИЛИНА, канд. с/х. наук(е-mail: lputilina@bk.ru) Н.П. ГРИБАНОВА, канд. с/х. наук Н.А. ЛАЗУТИНА, научн. сотрудник

ФГБНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт сахарной свёклы и сахара имени А.Л. Мазлумова»

Введение

Сахарная свёкла является одной из основных технических культур в Российской Федерации и единственным сахароносным видом растений, возделываемым в по-чвенно-климатических условиях нашей страны. По площади посевов данной сельскохозяйственной культуры Россия занимает первое место в мире, опережая такие страны, как Соединённые Штаты Америки, Германия и Франция [1]. По данным Росста-та, валовой сбор сахарной свёклы в 2019 г. составил 54 305 тыс. т, что выше уровня 2018 г. на 29,2% (2018 г. - 42 066 тыс. т) [2].

Однако следует отметить, что в последние годы в отечественном свекловодстве нарастающими темпами расширяется использование гибридов зарубежной селекции. Так, если в 2001 г. зарубежные со-ртообразцы в общей площади посевов культуры в целом по Российской Федерации занимали менее 10 %, в 2005 г. - 58 %, то в 2019 г. ими засевалось более 98 % посевных площадей.

В Государственном реестре селекционных достижений, допущенных к использованию, по состоянию на 2019 г. зарегистрировано 323 гибрида сахарной свёклы, из которых 74 (22,9 %) — гибриды отечественной и 249 (77,1 %) зарубежной селекции. Однако в настоящее время только 25 отечественных гибридов поддерживаются и возделываются в производстве, что составляет 33,8 % от заявленных [3].

В связи с принятой в декабре 2018 г. Федеральной научно-технической программой развития сельского хозяйства на 2017-2025 годы и входящей в неё подпрограммой «Развитие селекции и семеноводства сахарной свёклы в Российской Федерации» перед отечественной селекцией была поставлена задача создания новых высокопродуктивных гибридов с высокими технологическими качествами, в наибольшей степени отвечающими требованиям переработки.

Анализ работы селекционно-семеноводческих фирм по сахарной свёкле Европы и других стран — крупных производителей свекловичного сахара показывает, что исследования направлены не только на повышение потенциальной урожайности, но и на достижение хорошего качества корнеплодов (высокое содержание сахара и низкое — несахаров, преимущественно калия, натрия и а-аминного азота, максимальный выход сахара) [4].

В настоящее время при изучении отечественного селекционного материала особое внимание уделяется основным показателям продуктивности — урожайности и сахаристости. Приёмку свеклосырья сахарные заводы в Российской Федерации также осуществляют только по массе и сахаристости.

Однако варьирование отдельных компонентов химического состава сахарной свёклы может оказывать существенное влияние на эффективность свеклосахарного производства [5]. Поэтому селекционный материал (родительские компоненты, простые и пробные гибриды) необходимо оценивать комплексно, с обязательным учётом технологических показателей качества корнеплодов.

В связи с вышесказанным в условиях современного состояния сырьевой базы свеклосахарной отрасли исследования по изучению технологических показателей отечественного селекционного материала сахарной свёклы являются актуальными и имеют важное практическое значение.

Материалы и методы

исследований

Цель исследований состояла в комплексной оценке технологического качества гибридных комбинаций сахарной свёклы отечественной селекции и выделении лучших для дальнейшей селекционной работы и передачи в ГСИ.

Объектом исследований являлись корнеплоды простых и пробных гибридов сахарной свёклы отечественной селекции, выращенные в 2019 г. на селекционном поле ФГБНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт сахарной свёклы и сахара имени А.Л. Мазлумова» коллективом

лаборатории селекции сахарной свёклы на основе ЦМС.

Почва опытного участка — чернозём выщелоченный средне-мощный с содержанием гумуса в пахотном слое 5,2—5,6 %, рН —

& & & Г вод.

Расчёт гидротермического коэффициента (ГТК) показал, что в 2019 г. апрель был слабо засушливым месяцем (ГТК = 1,0); май, сентябрь - очень засушливыми (ГТК = 0,7 и 0,6 соответственно); июль — слабо засушливым (ГТК = 1,1); июнь и август — сухими (ГТК = 0,3 и 0,2 соответственно).

Оценку технологических показателей корнеплодов исследуемого селекционного материала проводили в лаборатории хранения и переработки сырья ВНИИСС имени А.Л. Мазлумова. Для этого использовали экспресс-метод, включающий в себя получение дигератов на автоматизированной линии Venema и определение в них на автоматизированной линии анализа сахарной свёклы Betalyser сахаристости, содержания калия, натрия и а-аминного азота (см. рис.). На основании результатов анализа проб свёклы рассчитывали прогнозируемые потери сахара в мелассе по формуле Брауншвейгского университета, прогнозируемый выход сахара, коэффициент его извлечения и МБ-фактор.

Результаты исследований

и обсуждения

В сравнительном испытании селекционного материала ВНИИСС по технологическим показателям было изучено 111 гибридных комбинаций, из них 26 простых и 85 пробных гибридов. Всего в четырёхкратной повторности проанализировано 444 образца. В качестве группового стандарта использовали гибриды Митика (LION SEEDS LTD) и Дубравка (KWS).

Из общего числа данных, полученных в результате анализа, были отмечены гибридные комбинации с лучшим анализируемым технологическим показателем в сравнении с групповым стандартом (St) (табл. 1).

Так, по сахаристости групповой стандарт (18,08 %) превзошли на 0,5 и более абсолютных процентов 13 простых (50 % от анализируемых соответствующих гибридных комбинаций) и 18 (21 %) пробных гибридов. Максимальная сахаристость, превышающая 19,0 %, выявлена у 7 простых гибридов № 1113 (19,07 %), 1121 (19,02 %), 1123 (19,33 %), 1124 (19,19 %), 1126 (19,06 %), 1209 (19,17 %) и 1211 (19,06 %) и 7 пробных гибридов № 1157 (19,0 %), 1173 (19,53 %), 1174 (19,06 %), 1224 (19,62 %), 1263 (20,25 %), 1266 (19,50 %) и 1272 (19,07 %).

В сахарном производстве наряду с сахарозой важнейшим показателем качества сырья отмечают содержание несахаров, отрицательно влияющих на ход технологических процессов, снижающих выход и качество готовой продукции. Одними из основных вредоносных мелассообразователей являются а^Н2, К+, Согласно руководству № D04IB001EN-D по эксплуатации Betalyser точность приборов по определению а^Н2, К+,

Определение технологических показателей корнеплодов сахарной свёклы анализируемых селекционных образцов на автоматизированной линии Betalyser

Таблица 1. Простые и пробные гибриды с лучшими

технологическими показателями

Критерии оценки анализируемых технологических показателей Селекционные образцы, соответствующие критерию оценки

Простой гибрид, шт. (%) Пробный гибрид, шт. (%)

Сахаристость, превышающая групповой 81 (18,08 %) на 0,5 и более абс. % 13(50 %) № 1101, 1113, 1120, 1121, 1123, 1124, 1126, 1127, 1202, 1207, 1209, 1210, 1211 18 (21%) № 1157, 1158, 1163, 1170, 1172, 1173, 1174, 1175, 1218, 1220, 1224, 1261, 1263, 1264, 1265, 1266, 1268, 1272

Количество всех несахаров-мелассо-образователей (К+, №+, а-КН9) ниже 81 - 5 (6 %) № 1263, 1264, 1265, 1266, 1267

Потери сахара в мелассе ниже значения 81 (1,40 %) - 7 (8 %) № 1171, 1173, 1263, 1264, 1265, 1266, 1267

Прогнозируемый выход сахара, превышающий 81 (15,68 %) на 0,2 и более абс. % 12 (46 %) № 1113, 1120, 1121, 1123, 1124, 1126, 1127, 1202, 1207, 1209, 1210,1211 26 (31%) № 1157, 1158, 1163, 1166, 1169, 1170, 1171, 1172, 1173, 1174, 1175, 1213, 1216, 1218, 1220, 1224, 1261, 1262, 1263, 1264, 1265, 1266, 1267, 1268, 1271, 1272

Коэффициент извлечения сахарозы из корнеплодов, превышающий 81 (86,72 %) 1 (4 %) № 1211 19 (22 %) № 1157, 1163, 1170, 1171, 1173, 1174, 1175, 1218, 1220, 1261, 1262, 1263, 1264, 1265, 1266, 1267, 1268, 1271, 1272

МБ-фактор ниже группового 81 (17,86) - 14 (16 %) № 1163, 1170, 1171, 1173, 1174, 1175, 1261, 1262, 1263, 1264, 1265, 1266, 1267, 1272

№+ составляет 0,05 ммоль/100 г свёклы. Поэтому отклонение между значениями определяемых показателей отечественных селекционных образцов и группового стандарта считали достоверным, если оно выше 0,05 ммоль/100 г свёклы.

Следует отметить, что если содержание №+ практически у всех исследуемых образцов было ниже группового стандарта (0,64 ммоль/100 г свёклы), то количество К+ и а-аминного азота, наоборот, превысило значения St (3,42 и 1,81 ммоль/100 г свёклы соответственно) за исключением единичных номеров. Только у 5 пробных гибридов (№ 1263, 1264, 1265, 1266, 1267) количество всех анализируемых мелассообразующих несахаров №+, К+ и а-аминного азота было ниже значений St на 25,0-54,7; 1,5-11,1 и 0,5-12,2 % соответственно.

Потери сахара в мелассе (Пм), рассчитанные по Брауншвейг-ской формуле, только у 7 пробных гибридов были ниже группового стандарта (1,40 %) на 0,03-0,14 абс. % и составили 1,26-1,37 %. В остальных исследуемых гибридных комбинациях данный показатель был выше группового стандарта на 0,04-0,48 абс. % (простые гибриды) и 0,03-0,56 абс. % (пробные гибриды), что, вероятно, вызвано значительным превышением в корнеплодах количества мелассообразующих несахаров.

При расчёте прогнозируемого выхода сахара установлено, что у

При сравнении извлекаемости сахара из корнеплодов анализируемых селекционных образцов только у 1 простого и 19 пробных гибридов прогнозируемый коэффициент извлечения (Кизвл) сахарозы из свёклы был выше в сравнении с групповым стандартом (86,72 %) на 0,03-2,12 абс. %. Наилучшей извлекаемостью характеризовались пробные гибриды № 1173 (87,92 %), 1263 (88,84 %), 1265 (87,59 %) и 1266 (88,0 %).

Техническая спелость сахарной свёклы характеризуется оптимальным соотношением в корнеплодах сахарозы и несахаров, минимальным содержанием вредных несахаров-мелассообра-зователей и определяется по МБ-фактору. Отмечено, что только у 14 пробных гибридов МБ-фактор был на уровне 14,01-17,85 ед., что ниже группового стандарта (17,86 ед.) на 0,01-3,85 абс. ед. Повышенное содержание мелас-сообразователей, а следовательно, и более высокий МБ-фактор у остальных селекционных образцов в сравнении с групповым стандартом, возможно, объясняется тем, что на момент уборки в сахарной свёкле ещё продолжались ростовые процессы и не была достигнута техническая спелость корнеплодов.

На основании полученных результатов по каждому анализируемому показателю были сгруппированы гибридные комбинации, обладающие лучшими технологическими характеристиками в совокупности (табл. 2).

Таблица 2. Комплексная оценка показателей технологического качества корнеплодов простых

и пробных гибридов

№ п/п Полевой номер СХ, % П , м& % Выход сахара, % К , извл.& % МБ- фактор

Простые гибриды

Пробные гибриды

Примечание:

— сахаристость выше на 0,5 и более абс. %;

— потери сахара в мелассе ниже;

— прогнозируемый выход сахара выше на 0,2 и более абс. %;

— коэффициент извлечения сахара из корнеплодов выше;

— МБ-фактор ниже;

— превышение сахаристости < 0,5 абс. %;

— превышение потерь сахара в мелассе < 0,1 абс. %;

— превышение прогнозируемого выхода сахара < 0,2 абс. %;

— К ниже St менее чем на

извл

— МБ-фактор выше St менее чем на 1,0 абс. ед.;

В результате оценки выделены 17 (65 %) простых и 31 (36 %) пробных гибридов, у которых не менее двух из анализируемых показателей достоверно превзошли групповой стандарт или имели незначительное отклонение от него.

При отборе селекционных образцов помимо основного технологического показателя — сахаристости необходимо обращать внимание на содержание несахаров-мелассоо-бразователей, от которых зависят потери сахара в мелассе и выход сахара, а также на извлекаемость сахарозы из свёклы и коэффициент технической спелости (МБ-фактор). Учитывая все анализируемые показатели в комплексе, были отобраны 14 лучших пробных гибридов (16 % от анализируемых соответствующих гибридных комбинаций) с высокими технологическими характеристиками, цифровые значения которых представлены в табл. 3.

Таблица 3. Технологическое качество лучших пробных

гибридов сахарной свёклы

№ п/п Полевой номер СХ, % абс. ед. П , % м ¿, абс. ед. Выход сахара, % й, абс. ед. К , извл.& % й, абс. ед. МБ- фактор ¿, абс. ед.

Примечание: СХ — сахаристость, d - отклонение анализируемого показателя от стандарта.

Заключение

Таким образом, в результате комплексной оценки отечественного селекционного материала были выделены перспективные гибриды сахарной свёклы на основе ЦМС с высокими технологическими показателями для дальнейшей работы и передачи их в последующем в ГСИ.

Список литературы

ресурс] // www.mcx.ru/ Мониторинг рынков АПК / Обзор рынков за 13.03.2020 (дата обращения: 03.04.2020).

Аннотация. Представлены результаты комплексной технологической оценки отечественного селекционного материала сахарной свёклы. Отобраны лучшие пробные гибриды с высокими технологическими показателями для дальнейшей селекционной работы и передачи их в ГСИ.

Summary. In the article presented results of complex technological evalua-tion of Russian selection materials of sugar beet. Best test hybrids with high technological parameters for further selection works and passing to SVT has been selected. Keywords: sugar beet, selection material, technological parameters.