Господарське значення, ботанічна характеристика та біологічні особливості буряка цукрового

Господарське значення

Цукрові буряки-одна з основних технічних культур. При врожайності 400 ц/га забезпечують вихід 50-55 ц цукру, 150 - 200 ц гички, 260-280 ц сирого жому, 15-18 ц меляси, які використовуються на корм.

Цукор є цінним продуктом харчування. Він легко засвоюється організмом, висококалорійний. Фізіологічно обґрунтована норма цукру для людини не перевищує 100 г на добу.

За поживністю цукрові буряки значно перевищують кормові. 100 кг коренеплодів відповідають 26 корм. од. і містять 1,2 кг перетравного протеїну, а 100 кг листків-відповідно 20 корм. од. і 2,2 кг протеїну. Це одна з найпродуктивніших сільськогосподарських культур.

Вперше добув цукор з цукрових буряків німецький учений Маркграф у 1747 р. Власне цю культуру ще не можна було назвати цукровим буряком, оскільки цукор добули із листкової форми-мангольда, білокореневого листкового коренеплоду. В подальшому учень Маркграфа Франц Карл Ахард розпочав дослідження із селекції, агротехніки і технології переробки буряків на цукор (1784 р.).

Засновником бурякоцукрового виробництва в Росії вважається Яків Єсипов, який у своєму маєтку в Московській губернії (с. Нікольське) виробив 5 пудів чистого цукру з цукрових буряків. Правда, вихід цукру із сировини становив тільки 1% від маси буряків. Єсипов займався і технологією вирощування культури. В цей же час в літературі вперше зустрічається назва культури-«цукрові буряки»...

Морфобіологічні особливості. Цукрові буряки (Beta vulgaris S. V. saccharifera) належать до родини лободових (Chenopo-diaceae). Коренева система дорослої рослини складається з потовщеного головного кореня (коренеплоду) та сітки тонких кореневих розгалужень, які проникають на глибину до 2,5 м, а в ширину на 100-120 см. Розрізняють головку коренеплоду (вкорочене стебло), яка несе листки; шийку (гіпокотиль, або підсім'ядольне коліно) - частина коренеплоду, яка не має листків і бічних коренів; власне корінь-нижню конічну частину коренеплоду, на якій утворюються бічні корінці. На поперечному розрізі коренеплоду видно центральний судинно-волокнистий пучок, або «зірочку», й концентричні кільця провідних пучків, які чергуються. Між кільцями містяться клітини паренхіми відкладання цукру. Коренеплоди потовщуються за рахунок утворення нових кілець і розростання між-кільцевої паренхіми.

Листки у цукрових буряків великі, суцільні, черешкові, які стеляться або стирчать, пластинки їх округлі або серцеподібні, гладенькі чи гофровані. Для машинного вирощування найбільш технологічно придатними є рослини правильної конусоподібної форми коренеплоду з невеликою, рівномірно виступаючою з ґрунту голівкою, компактною розеткою прямостоячих листків.

Квітки буряків розміщені в пазухах листків групами по 2-6 у вигляді волотей; суцвіття - рихлий колос. В однонасінних буряків квітки розташовані по одній.

Цукрові буряки-дворічна рослина. В перший рік з насіння виростає потовщений коренеплід із запасами поживних речовин та розеткою прикореневих листків. Тривалість вегетаційного періоду у різних зонах бурякосіяння від 120-140 до 180-200 днів. На другий рік у висаджених у ґрунт коренеплодів із сплячих бруньок відростають листки і з'являються гіллясті високі (1,5 м і більше) стебла з квітками. Від висаджування до дозрівання насіння минає 100-125 днів. Рослини, в яких квітконосні стебла формуються вже в перший рік вегетації, називають цвітушними. Цвітушність спричинює зниження цукристості, здерев'яніння тканин і зменшення маси коренеплодів, утруднює переробку і зберігання буряків.

Рослини другого року вегетації, які не цвітуть і не формують насіння, називають «упрямцями». Основна причина їх з'явлення-фізіологічна непідготовленість до дальшого розвитку, яка буває внаслідок раннього збирання, підсихання маточних коренеплодів, високої температури їх зберігання, неглибокого висаджування.

При проростанні насіння вбирає воду і бубнявіє. В ньому активізуються ферменти, за допомогою яких запасні білки, жири та вуглеводи перетворюються на амінокислоти, цукор та інші речовини, необхідні для життєдіяльності рослини. Проростаюче насіння енергійно дихає, тому в цей час треба забезпечити більше надходження повітря у ґрунт. Під час проростання насіння першими починають рости і з'являються корінець і підсім'ядольне коліно. Потім на поверхню ґрунту виходять сім'ядолі, які зеленіють і виконують роль органів фотосинтезу в початковий період росту (фаза «вилочки»). Розміри сім'ядоль 2-3 см. Ушкодження сім'ядоль їх істотно знижує майбутній врожай, тому дуже важливо вчасно захистити молоді рослини від шкідників і хвороб.

Фаза сім'ядоль триває 6-8 днів, а потім з центральної бруньки виростають справжні листки. Строки появи першого і другого, третього і четвертого, п'ятого і шостого листків настільки збігаються, що здається, ніби вони ростуть водночас-парами. Звідси-фази першої, другої, третьої пари справжніх листків. На початку літа кожний листок з'являється через 2-3, а в середині-через 1-2 дні. За вегетацію рослина утворює 50-60 листків загальною площею в липні-серпні 3000-6000 см2. Найбільш інтенсивно ростуть листки у другій половині липня і в серпні. На час збирання частка листків становить 40-60% і більше від маси коренеплоду.

З появою перших справжніх листків починається потовщення головного кореня, первинна кора стає тісною і відмирає. Це так зване «линяння» кореня. Закінчується воно звичайно у фазі третьої пари листків. До цього періоду треба закінчити проріджування посівів. Тривале перебування їх у загущеному стані призводить до незворотних змін у будові коренеплодів. Рослини потерпають не тільки від нестачі води та поживних речовин, а й від дефіциту світла. Коренеплоди витягуються-«стікають», знижується їх продуктивність.

Ріст коренеплоду і кореневої системи тісно пов'язаний з формуванням листків: чим раніше й більше утворюється листків, тим інтенсивніше росте головний корінь. У перший рік виділяють три періоди вегетації буряків: формування асиміляційного апарату й кореневої системи-приблизно перші півтора місяці життя рослин; посилений ріст листків та коренеплоду, який триває більше двох місяців (добові прирости коренеплоду сягають 10 г і більше); інтенсивне нагромадження цукру-останній місяць вегетації, коли при порівняно високих приростах коренеплоду (5 г і більше) інтенсивно підвищується їх цукристість-до 0,07-0,1% за добу.

Насіння цукрових буряків активно проростає при середньодобовій температурі ґрунту 6-8°С на глибині 6-7 см. Сходи витримують заморозки до 4-5°С. Холодна погода на початку вегетації спричинює цвітушність. Фотосинтез та ріст буряків найкраще відбуваються при температурі 20-22°С, але активний ріст і нагромадження цукру тривають до настання періоду зниження температур восени до рівня нижче 6°С. Необхідна сума активних температур у різних районах бурякосіяння становить 1800-3000°С.

Цукрові буряки-рослина довгого дня, вибаглива до світла. Необхідна для них сумарна сонячна радіація становить до 3 тис, а ФАР-до 1,1-1,3 тис. МДж/м2. Цукристість значною мірою залежить від кількості сонячних днів у серпні-вересні.

Для бубнявіння і проростання насіння потрібно 150-170% води від маси клубочків. На формування 1 ц коренеплодів і відповідної кількості листя при урожайності 400-500 ц/га буряки використовують з ґрунту близько 80 ц води, або 3200-4000 м3/га. Тому при їх вирощуванні велике значення мають заходи, спрямовані на нагромадження і зберігання вологи в ґрунті. Найбільше води буряки потребують в період посиленого росту (в липні-серпні). Оптимальна вологість ґрунту для них 65-70%. Відносно менше зниження врожаю цукрових буряків у роки з недостатньою кількістю опадів порівняно з іншими рослинами пояснюється тим, що коренева система їх глибоко проникає в ґрунт (до 2 м і більше), а також тривалим періодом вегетації і здатністю використовувати пізньолітні опади.

Цукрові буряки потребують великої кількості поживних речовин. У середньому при утворенні 1 т коренеплодів і відповідної кількості гички вони виносять з ґрунту 5-6 кг азоту, 1,5-2 кг фосфору і 6-7,5 кг калію, а також значну кількість інших макро- та мікроелементів. На початку вегетації у них особливо велика потреба в азоті й фосфорі. В середині вегетації надходження усіх елементів живлення досягає максимуму. В другій половині вегетації рослини використовують понад 25% загальної кількості азоту і близько 40% калію. Потреба у фосфорі така сама, як і в середині вегетації.

В результаті фотосинтезу в цукрових буряках утворюється 90-95% органічної речовини і 100% сахарози. Порівняно з іншими рослинами вони краще використовують ФАР. Ефективність використання ФАР різними рослинами становить у середньому 0,2-0,4%, культурними - 0,55%. Для формування урожаю посівами буряків у господарствах України використовується 1-1,25% ФАР. Дослідження показують, що можливе використання ними ФАР до 7-10%.

Підвищенню інтенсивності й продуктивності фотосинтезу сприяють агротехнічні заходи щодо збільшення вмісту вуглекислоти в повітрі, підвищення температури, мінерального живлення й вологості. Основним є створення оптимальної асиміляційної листкової поверхні посіву за рахунок збільшення кількості листя, поліпшення його оптичних властивостей й безперервного функціонування. Цьому сприяють ранні строки сівби буряків, оптимальна густота посівів, рівномірність розміщення рослин на площі, обґрунтовані пізні строки збирання врожаю.

Близько 75-80% загальної маси коренеплоду становить вода, вміст сухих речовин - 20-25%. Суха речовина - це 17-20% сахарози, 3-5 клітковини, 1-2 азотистих і 0,8 безазотистих речовин, 0,5% золи. Вміст цукру в коренеплодах залежно від сортових особливостей і умов вирощування коливається від 15 до 22%. Сахароза становить 70-75% сухої речовини.

Існує зворотна кореляція між урожайністю й цукристістю. Основним показником продуктивності фабричних буряків є вихід цукру заводського з одиниці маси коренеплодів і з 1 га посіву. Вихід цукру залежить не тільки від цукристості коренеплодів, а й від вмісту і співвідношення в них зольних елементів, розчинного азоту, пектинових речовин, редукуючих цукрів та органічних кислот. Саме вони визначають всі основні показники технологічних якостей цукрових буряків (втрати цукру з мелясою, імовірний вихід цукру, чистота очищеного соку та ін.).