Технология производства сахарной свеклы
Сахарная свекла — важнейшая сахароносная культура стран умеренного пояса. Современные сорта сахарной свеклы содержат в корнеплодах 18-20% сахара, что обеспечивает сбор его до 7-8 т/га и более.
Сахарную свеклу выращивают и как кормовую культуру. В 100 кг корней содержится 28 э.к.е. и 6,5 кг переваримого протеина. Такое же количество ботвы обеспечивает выход 17 энергетических кормовых единиц и 1,9 кг переваримого протеина. Большое кормовое значение имеют жом и патока (меласса), получаемые при заводской переработке сахарной свеклы.
Сахарная свекла является ценным предшественником для многих сельскохозяйственных культур, так как способствует повышению их урожайности благодаря глубокой обработке почвы, внесению высоких доз удобрений, борьбе с сорняками и вредителями.
Сахарную свеклу возделывают в 31 стране мира. Наибольшие площади её посева расположены на Украине, в России, Турции, Америке, Польше, Китае, Германии, Италии и др.
Посевная площадь сахарной свеклы в Российской Федерации в 2001 г. составила 773 тыс. га, а валовый сбор корнеплодов — 14,6 млн.т. Более половины посевных площадей сахарной свеклы в России сосредоточено в Центрально-Черноземных областях (Белгородская, Воронежская, Курская, Липецкая, Тамбовская области) и в Краснодарском крае. В 2001 г. средняя урожайность сахарной свеклы в Российской Федерации составила 18,8 т / га.
В нашей стране впервые в мире созданы сорта односемянной сахарной свеклы, внедрение которых в производство открыло широкие возможности для полного механизированного ухода за посевами. В настоящее время в Российской Федерации более 90% площади посева свеклы занято односемянными сортами и гибридами.
Наибольшее число возделываемых сортов и гибридов сахарной свеклы создано во Всероссийском НИИ свеклы и сахара (ВНИИСС), ВНИС НПО «Сахсвекла» (Украина).
Белорусский МС 27 — одноростковый гибрид, устойчив к цветушности, свекловичной блохой поражается слабо. Допущен к использованию в Волго-Вятском регионе.
Льговская односемянная 52 — односемянной сорт урожайно-сахаристого направления. Болезнями поражается в средней степени. Допущен к использованию в Центрально-Черноземном и Нижневолжском регионах.
Рамонстя односемянная 47 — односемянный сорт урожайно-сахаристого направления. Меньше поражается корнеедом и ложной мучнистой росой. Используется в Волго-Вятском, Цетрально-Черноземном, Средне- и Нижневолжском и Уральском регионах.
Бийская односемянная 50— односемянный сорт урожайно-сахаристого направления. Отличается повышенной холодостойкостью. Допущен к использованию в Западно-Сибирском регионе.
Северо-Кавказская односемянная 42 — односемянный сорт урожайно-сахаристого направления. Слабо поражается церкоспорозом. Допущен к использованию в Северо-Кавказском регионе.
Уладовская односемянная 35 — сорт урожайно-сахаристого направления. Характеризуется хорошими технологическими качествами и высоким выходом сахара, низкой цветушностью. Слабо поражается церкоспорозом и мучнистой росой. Допущен к использованию в Центральном регионе.
Ботаническая характеристика. Сахарная свекла — это двулетнее растение. В первый год жизни оно развивает розетку листьев и утолщенный корень с большим запасом питательных веществ. У основания черешков листьев образуются почки, из которых на втором году жизни отрастают листья и цветоносные стебли. Некоторые растения свеклы образуют цветоносные стебли в первый же год. Это явление называют цветушностью. Она возникает при холодной весне и относительно длинном световом дне. Встречаются также растения свеклы, корнеплоды которых, высаженные на второй год для получения семян, развивают лишь листья и не дают цветоносных стеблей. Их называют упрямцами. Появление упрямцев связано с несколькими причинами: ранняя уборка, осеннее подсыхание маточников, высокая температура хранения.
Корневая система сахарной свеклы — стержневая с сильно разветвленными боковыми корешками. Глубина проникновения корней — 2-2,5 м, ширина — 40-50 см. Главный корень (корнеплод) имеет конусовидную форму и несколько сжат с боков, в строении его различают головку, несущую листья, шейку, не имеющую ни листьев, ни боковых корней, и собственно корень, на котором образуются боковые корешки.
Листья сахарной свеклы сердцевидные, черешковые, с волнистыми краями и гладкой или гофрированной поверхностью. Стебли цветоносных побегов имеют ребристую форму и образуют куст высотой до 1,5 м.
Плоды — орешки, которые у многосемянных сортов при созревании срастаются в соплодие по 2-6 штук. Под крышечкой каждого плода расположено собственно семя с блестящей бурой оболочкой. Зародыш семени состоит из двух семядолей, подсемядольного колена и зародышевого корешка. У односемянной свеклы плод представлен одним орешком.
Во второй год жизни свекла отличается от растений первого года более быстрыми темпами роста. Корнеплоды, высаженные весной, образуют розетку листьев за 40 дней. Цветоносы формируются через 20-30 дней после посадки корнеплодов. Растут они быстро, достигая высоты 150 см и более, и вскоре (в конце июня) зацветают. Цветение и созревание семян растянуто. Это вызывает довольно большие потери от осыпания семян. Корневая система семенников проникает в почву на глубину 150-180 см. Основная масса корней (около 70%) располагается на глубине 40-50 см, разрастаясь по радиусу до 120 см.
Ко времени уборки корнеплоды сахарной свеклы содержат в среднем 75% воды и 25% сухого вещества, в котором около 17,5% углеводов.
В техническом понятии сахаром называют только сахарозу. Содержание сахара, выраженное в процентах к массе корня, называется сахаристостью. При технологическом процессе сахароварения большое значение имеет содержание растворимых «несахаров», инвертного сахара (фруктоза, глюкоза) и особенно легкоподвижных азотистых соединений, мешающих кристаллизации сахара.
Биологические особенности. Сахарная свекла весьма требовательна к условиям произрастания. Для полного развития растений нужна сумма активных температур (выше 10°С) 2200-2700°С. Семена свеклы способны прорастать при температуре 2-5°С; жизнеспособные всходы появляются при 6-7°, однако оптимальной температурой для прорастания является 12-15°С. Рост и развитие растений свеклы лучше всего идут при температуре 20-22°С.
Свекла — светолюбивое растение длинного дня. Недостаток света резко снижает ее урожайность и сахаристость. Период вегетации сахарной свеклы в первый год жизни 160-170 дней, во второй — 100-130 дней.
Потребность в воде при прорастании семян свеклы составляет 150-170% массы клубочков. Сначала трогаются в рост корешок и подсемядольное колено. Две семядоли при выходе на поверхность зеленеют и на первых этапах роста выполняют функции листьев (фаза «вилочки»). Через 6-8 дней после появления всходов образуется первая пара настоящих листьев. До трех пар настоящие листья появляются по два, а затем по одному. Вначале они образуются через каждые 2-3 дня, а в середине лета — через 1-2 дня. В первый год жизни свекла развивает 30...60 листьев, наиболее продуктивны из них листья среднего яруса (с 16-го по 25-й). Продолжительность активной деятельности каждого листа около 25 дней. Ко времени уборки доля листьев сахарной свеклы составляет 40-60% массы корнеплодов.
При появлении первой пары настоящих листьев главный корень начинает утолщаться. Первичная кора корня при этом растрескивается, а затем сбрасывается (линька корня) и вместо нее появляется вторичная кора. К этому периоду необходимо заканчивать прорывку свеклы.
Рост сахарной свеклы в первый год жизни можно разделить условно на три этапа, по 50-55 дней каждый: 1) формирование ассимиляционной поверхности и корневой системы; 2) основной рост корней и листьев; 3) интенсивное накопление сахара.
Мощно развитая корневая система обуславливает значительную засухоустойчивость сахарной свеклы. Однако при сравнительно небольшом ее транспирационном коэффициенте (240-400) общий расход влаги с единицы площади посева достигает значительной величины, что связано с образованием растениями большой органической массы. Наибольшее количество воды сахарная свекла расходует в период усиленного роста (июль-август). Лучшие условия для формирования высокого урожая создаются при влажности почвы 60-70% ППВ.
Наилучшие почвы для сахарной свеклы — черноземы, богатые органическим веществом, суглинистого механического состава и с нейтральной реакцией почвенной среды. Свекла очень плохо развивается на бедных песчаных и тяжелых глинистых почвах.
Технология возделывания. Место в севообороте. Лучшим предшественником сахарной свеклы являются удобренные озимые, следующие по чистым и занятым удобренным парам, а также многолетние травы однолетнего пользования (клевер, эспарцет).
В засушливых лесостепных и особенно в степных районах свеклосеяния Алтайского края лучшим предшественником сахарной свеклы является чистый пар, а также яровая пшеница и озимая рожь по чистому пару.
В северной части Центрально-Черноземной зоны сахарную свеклу следует размещать после озимых, идущих по многолетним и однолетним травам на зеленый корм и сено, кукурузы на зеленый корм, гороха на зерно; в южных и восточных районах — главным образом по озимым после чистых и ранних занятых паров.
В свеклосеющих районах Нечерноземной зоны наряду с озимыми по удобренным занятым парам к хорошим предшественникам сахарной свеклы относят и картофель.
В районах орошаемого свеклосеяния лучшим предшественником сахарной свеклы считается озимая и яровая пшеница высеваемые по пласту многолетних трав. Возможно также размещение свеклы и по озимой пшенице после занятых паров.
Удобрение. Сахарная свекла потребляет большое количество питательных веществ. На 1 т корнеплодов и соответствующее количество ботвы сахарная свекла выносит из почвы 4-7 кг азота, 1-4 кг Р2О5 и 5-9 кг К2О. Удобрения под свеклу необходимо вносить послойно, чтобы в начале развития она использовала питательные элементы из верхнего горизонта, а по мере роста корневой системы — из более глубоких слоев почвы. Это достигается внесением основного удобрения с осени под зяблевую вспашку, рядкового удобрения весной при посеве и подкормок в период вегетации. Причем в зонах недостаточного и неустойчивого увлажнения надо вносить минеральные и органические удобрения осенью под вспашку и в рядки при посеве, а в районах достаточного увлажнения — в подкормку.
Основное удобрение играет главную роль в корневом питании сахарной свеклы. Для получения урожайности 5.0-70 т с 1 га рекомендуется вносить минеральные удобрения в следующих дозах (на 1 га): азотных 110-210 кг на типичных черноземах, 190-250 кг на серых лесных и дерново-подзолистых почвах; фосфорных соответственно 190-260 и 180-230 кг, а калийных 140-220 и 220-270 кг. Лучшим азотным удобрением на первых этапах развития сахарной свеклы следует считать натриевую селитру. Из фосфорных удобрений первое место по значению принадлежит гранулированному суперфосфату. На серых лесных и дерново-подзолистых почвах суперфосфат можно заменять фосфоритной мукой. Из калийных удобрений особенно эффективны калий хлористый, 40%-калийная соль, сырые калийные соли, содержащие примеси натрия и магния (каинит, сильвинит и др.).
При выращивании сахарной свеклы на почвах с повышенной кислотностью большое значение имеет внесение в севооборот или непосредственно под свеклу дефекационной грязи отхода свеклосахарного производства. Дозы внесения её обычно составляют от 2 до 5 т/га.
Дозы внесения навоза под предшественник или под свеклу должны составлять в районах недостаточного увлажнения — 20-30 т/га, в зоне достаточного увлажнения— 30-40 т/га.
Рядковое удобрение вносят одновременно с посевом семян. Лучше всего использовать в качестве рядкового удобрения нитрофоску, суперфосфат, но возможно применение калия в дозе 1 ц на 1 га.
Подкормку в большинстве случаев проводят вслед за вторым боронованием по всходам. Иногда при недостаточном внесении удобрений с осени и хорошей увлажненности почвы проводят вторую подкормку, которая должна быть закончена до смыкания рядков. При подкормке вносят азота — 30-40 кг, Р2О5 — 25-30, К2О — 30-40 кг д.в. на 1 га.
Для нормального роста и развития сахарной свеклы также необходимы микроэлементы — марганец, медь, бор и др. Марганец в форме сернокислого марганца, марганизированного суперфосфата вносят под глубокую вспашку по 15-20 кг на 1 га (в пересчете на марганец). Из медных удобрений используют пиритные огарки (0,5-0,6 т на 1 га) и медный купорос (20-25 кг на 1 га). Бор вносят в виде бормагниевых отходов в количестве 50-70 кг на 1 га.
Обработка почвы. После уборки озимых в летне-осенний период следует проводить систему зяблевой обработки почвы по типу полупара. Такая обработка в зависимости от конкретных условий осуществляется по-разному. В Центрально-Черноземной зоне после уборки до вспашки применяют лущение почвы дисковыми лущильниками ЛДГ-10 и ЛДГ-15 на глубину 6-8 см. При появлении сорняков проводят культивацию с боронованием. Поздней осенью необходимо лемешное лущение без боронования. На Северном Кавказе хорошие результаты дает обработка, состоящая из двух вспашек: мелкой, или обычной, на глубину 20-22 см, вслед за уборкой предшествующей культуры, и глубокой на 30-32 см в более поздний срок. В Алтайском крае, где сахарную свеклу в основном размещают по чистым парам, рекомендуется обработка почвы, состоящая из осеннего лущения почвы плоскорезами, весенней обработки этими же орудиями и вспашки с боронованием.
Для сахарной свеклы необходима хорошая весенняя предпосевная подготовка почвы. Чтобы сохранить в почве влагу, разрыхлить и выровнять поверхность поля, ранней весной проводят боронование и шлейфование зяби. При этом на рыхлых почвах и при гребнистом состоянии поля, в первом ряду агрегата располагают шлейфы, а во втором — тяжелые или средние бороны. При уплотнении и заплывании почвы первыми пускают тяжелые бороны, а за ними — шлейфы.
Перед посевом почву обрабатывают культиватором. При рыхлом сложении почвы и умеренном увлажнении предпосевную обработку проводят в один след. Черноземные и окультуренные оподзоленные почвы обрабатывают на глубину 4-6 см, а более уплотненные — на 5-6 см.
На почвах тяжелого гранулометрического состава и при влажной весне в основных районах свеклосеяния применяют послойную культивацию в два следа: первую, более глубокую, на 10-12 см и вторую в день посева на 5-6 см с одновременным выравниванием и прикатыванием.
Сахарная свекла весьма чувствительна к сорным растениям, в связи с чем при её возделывании эффективно применение гербицидов.
Посев. Подготовка семян к посеву осуществляется на специальных семенных заводах. Их там очищают, сушат, калибруют, шлифуют, при необходимости сегментируют, дражируют. При калибровании выделяют две фракции: 4,5-5,5 мм и 3,5-4,5 мм. Семена первой фракции целесообразно высевать в ранние сроки, второй фракции — в оптимальные сроки и неглубоко. Для улучшения сыпучести и обеспечения точного высева семена шлифуют. Дражирование — обволакивание семян питательной смесью для придания шарообразной формы. Высеивают сеялками ССТ-12А и ССТ-12Б.
Против болезней и вредителей семена протравливают. При нормальной влажности это можно делать за три месяца до посева.
Посев свеклы необходимо проводить, когда почва на глубине 10 см прогреется до 5-6°С. Наиболее распространен пунктирный способ посева с шириной междурядий 45 см.
Норма высева односемянной сахарной свеклы на хорошо окультуренных почвах 6-8 кг на I га. При плохом агротехническом состоянии поля норму высева увеличивают до 10-12 кг с целью получения 25-30 растений на 1 м. Глубина посева от 3 см на влажных тяжелых почвах, до 5-6 см — на легких почвах
Уход за посевами. Сразу после посева проводят прикатывание почвы. Оно улучшает распределение семян по глубине, измельчает крупные комки почвы, уменьшает испарение влаги и способствует подтягиванию воды из нижних слоев почвы в верхние. На 5-6-й день после посева проводят боронование почвы. К этому времени семена свеклы только наклюнулись, а основная масса проростков сорняков находится у поверхности, в фазе «белой ниточки». Довсходовым боронованием уничтожается до 80% проростков сорняков и улучшается аэрация почвы, что ускоряет появление всходов свеклы. При этом только начинающие прорастать клубочки не повреждаются зубьями борон. Боронование проводят поперек направления посева со скоростью 4-5 км/час.
Послевсходовое боронование проводят в фазе образования у свеклы первой пары настоящих листьев. Во избежание засыпания землей растений свеклы и их повреждения послевсходовое боронование проводят на небольшой скорости (около 3 км/час).
Густоту всходов сахарной свеклы формируют по разным схемам прореживания в зависимости от их состояния, а также от степени засоренности полей и их окультуренности. При норме посева 30-35 плодов на 1 м получают 20-25 растений. На таких участках поперечное прореживание (букетировку) проводят культиватором УСМК-5,4А, оборудованным лапами-бритвами, установленными на глубину 2-3 см. Схема букетировки: вырез 30 см и длина букета 15 см. При меньшей густоте всходов (18...20 растений на 1 м) проводят букетировку с вырезом 27 см и длиной букета 18 см.
Применяются и другие схемы букетировки: 22,5+ 22,5; 20+ 25 см. При таких схемах при прорывке оставляют по 2-3 растения в букете. Прорывку проводят через 1-2 дня после нарезки букетов. При всех приведенных выше схемах обеспечивается возможность перекрестной обработки, что значительно облегчает борьбу с сорняками.
На чистых полях с равномерными всходами, где не требуется перекрестной обработки, приемлемы следующие схемы: вырез 8,5 см — букет 9,5 см или 15+10; 10+10 см с оставлением при разборке только одного растения в букете. При такой букетировке пунктирных посевов односеменной свеклы для большинства букетов ручной разборки не требуется. На густых посевах предпочтительна букетировка с уменьшением величины букета.
На полях, чистых от сорняков, где нет необходимости в междурядных обработках, для формирования густоты насаждений применяют вдольрядные прореживатели УСМП-5,4А. Применение вдольрядных прореживателей эффективно также на участках с изреженными и неравномерными всходами, где нельзя проводить букетировку. Однако при больших нормах посева (40-50 клубочков на 1 м), а также на засоренных посевах формирование насаждения вдольрядным прореживателем малоэффективно. Следует отметить, что к формированию насаждения вдольрядными прореживателями можно приступать только тогда, когда растения свеклы достигнут фазы 1-2 пар настоящих листьев, чтобы избежать их засыпания почвой.
Ко времени уборки густота стояния растений в зоне достаточного увлажнения должна быть 95-100 тыс. на 1 га, в районах неустойчивого увлажнения — 85-90 тыс., в местах, характеризующихся недостатком влаги — 80-85 тыс. на 1 га.
Вслед за прореживанием приступают к рыхлению междурядий. Обычно на черноземах следует проводить два, максимум три рыхления; заканчивать их необходимо до смыкания листьев в междурядьях. В условиях достаточного увлажнения первое рыхление проводят на глубину 10-12 см, а последующие — на 6-8 см. В засушливую погоду глубина рыхления должна быть не больше 8 см. На тяжелых, склонных к самозаплыванию почвах, чтобы поддерживать верхний слой в рыхлом состоянии, необходимо проводить 4...5 междурядных рыхлений.
Уборка урожая. Ко времени технической спелости рядки сахарной свеклы размыкаются, окраска листьев бледнеет, уменьшается их масса. Прирост массы корней и темпы накопления сахара в корнеплодах замедляются. В это время рекомендуется провести предуборочное рыхление почвы в междурядьях культиваторами на глубину 6-8 см, способствующее повышению урожая и улучшению качества работы свекловичных комбайнов. (КС-6, РКС-6).
Свеклу убирают поточным, поточно-перевалочным и перевалочным способами. При поточном способе уборки корни, выбранные и очищенные комбайном, сразу же погружают в рядом идущий транспорт и отвозят на приемный пункт. При недостатке транспорта применяют поточно-перевалочный способ уборки, при котором наряду с транспортировкой свеклы на приемные пункты часть ее отвозят на край поля и укладывают во временные кагаты. При перевалочном способе корнеплоды отвозят от комбайна на край поля и укладывают во временные кагаты, откуда их по мере поступления транспортных средств доставляют на сахарный завод.
В связи с тем, что сахарная свекла, убранная перечисленными выше способами, доставляется на сахарные заводы без ручной доочистки, очень важно отрегулировать комбайн так, чтобы остатки зеленой массы у корнеплода не превышали 3%.
Культура маточной свеклы и высадков. Корнеплоды, выращенные в первый год и заложенные на хранение для получения от них семян, называют маточниками, а перезимовавшие и высаженные в почву на второй год — высадками, или семенниками. Основные приемы выращивания маточной свеклы близки к тем, которые применяются при культуре фабричной свеклы, однако имеются и некоторые особенности. Главное отличие заключается в значительно большей густоте стояния растений. В районах достаточного увлажнения она должна быть 160-180 тыс. растений на 1 га, в зоне неустойчивого увлажнения — 140-160 тыс., а в районах недостаточного увлажнения — 120-140 тыс. растений на 1 га.
В южных районах свеклосеяния, особенно на Кубани, растения, маточной свеклы до наступления сроков уборки теряют большое количество листьев, и корни таких растений плохо хранятся в зимний период. В настоящее время для условий юга распространены летние (июльские) посевы маточной свеклы, при которых растения полностью сохраняют ботву и дают корни небольшой массы (около 200 г), которые хорошо хранятся зимой и характеризуются высокой семенной продуктивностью.
При обычной агротехнике маточников сахарной свеклы большое значение имеют сроки уборки корнеплодов. Рано убранные корни в жаркое время быстро подвядают и при хранении покрываются плесенью, поэтому убирать маточную свеклу желательно в период устойчивого похолодания, когда среднесуточная температура снижается до 6-8°С, но до наступления заморозков.
Корнеплоды маточной свеклы хранят в земляных траншеях, полунадземных или надземных буртах и в специализированных хранилищах.
Ранней весной под семенники поле боронуют и проводят предпосевную культивацию на 16-18 см с последующим боронованием. Масса корнеплода при посадке должна быть 500 грамм.
Для сохранения видовых и сортовых свойств семян необходимо соблюдать пространственную изоляцию семенников свеклы: от 1 до 10 км.
Корнеплоды высаживают машинами ВПГ-4 и ВПС-2,8. При посадке головки корнеплодов должны находиться на 2-3 см ниже уровня поверхности почвы. После посадки целесообразно провести уплотнение почвы гладкими катками. Семенники высаживают в первую неделю полевых работ, одновременно с посевом яровых зерновых.
В систему ухода за семенниками свеклы включают: двукратное боронование (при появлении 20-30% всходов и через 4-5 дней после первого), 2-3 междурядных рыхления с подкормкой удобрениями.
При уборке семенники скащивают жатками ЖУС-4,2. Срезанные стебли укладывают в непрерывный валок для дальнейшего их просушивания и дозревания семян, затем валки подбирают и обмолачивают зерновыми комбайнами. Послеуборочная обработка семян сахарной свеклы осуществляется в семеноводческих хозяйствах и на семенных заводах.