Морфология и биология сахарной свеклы

Ботаническое описание

Род свеклы Beta семейства Маревые (Chenopodiaceae) – cахарная свекла (v. Saccharifera).

Культурная сахарная свекла – гибридный организм, получившийся от стихийного скрещивания листовой и корнеплодной форм свеклы и улучшенный длительной селекцией.

В первой год жизни сахарная свекла образует утолщенный корнеплод с розеткой из множества (50-90) прикорневых черешковых листьев, поверхность их на одном растении достигает 3000см².

Корни взрослого растения первого года жизни имеют длинные корневые волоски (до 3мм), достигают глубины 3м и отходят в стороны на 60см.

В фазе “вилочки” (всходы с семядолями до образования настоящих листьев) первичный корень сахарной свеклы проникает на глубину – 12-15см, а ко времени появления первой пары настоящих листьев – до 30см. С этого времени главный корень начинает утолщаться в результате деления клеток перицикла и паренхимы первичного луба. Первичная кора корня в фазе трех пар листьев дает трещины и сбрасывается (линька корня), заменяясь вторичной корой, окруженной слоем пробковой ткани. В дальнейшем наряду с увеличением числа листьев происходят утолщение и разрастание главного корня – образование корнеплода.

Корнеплод формируется вследствие деятельности нескольких (до 12) последовательно сменяющих друг друга камбиальных колец сосудисто-волокнистых пучков. Между этими кольцами разрастается паренхимная ткань, в клетках которой откладывается основная масса сахара.

При высоком уровне агротехники у свеклы сильнее развивается паренхимная ткань, что приводит к образованию более крупных и тяжеловесных корнеплодов (масса 300-500г и более). Корнеплод взрослого растения сахарной свеклы конической формы, в центральной части цилиндрический, несколько ребристый, без разветвлений, с малоразвитой головкой, боковые корни расположены двумя рядами. Окраска белая, мякоть плотная.

В строении корнеплода различают: головку (укороченный стебель – эпикотиль), которая несет листья и почки; шейку (подсемядольное колено – гипокотиль), на которой отсутствуют листья и корни; собственно корень (коническая часть корнеплода), на поверхности которого образуются боковые корни.

Фазы роста и развития сахарной свеклы первого года жизни:

1. Прорастание семян

2. “Вилочка”

3. 1 пара листьев

4. 2-3 пара листьев

5. 7 лист

6. Смыкание листьев в рядах

7. Смыкание листьев в междурядьях

8. Наступление технической спелости

При прорастании семян, сначала трогаются в рост зародышевый корешок и подсемядольное колено. Две семядоли при выходе на поверхность зеленеют и выполняют функции листьев (фаза “вилочки”). Через 6-8 дней после всходов образуется 1 пара настоящих листьев, за ней появляются 2-3 пары. На этом этапе органогенеза происходит смена анатомических структур, или линька корня. В дальнейшем листья развертываются уже по одному. Вначале они появляются через каждые 2-3 дня, а в середине вегетации – через 1-2 дня. В конце вегетации появление листьев замедляется. В первый год жизни растения свеклы образуют 60-90 листьев, которые остаются деятельными в течение 60-70 дней. Наиболее продуктивны листья среднего яруса (с 10 по 25). Продолжительность активной деятельности каждого листа около 25 дней. Ко времени уборки чистая продуктивность фотосинтеза снижается, масса листьев уменьшается. Оптимальная площадь листьев на 1га свекловичной плантации составляет – 40-50тыс. м².

В первый год жизни сахарной свеклы (по И. А. Стебуту и Д. И. Прянишникову) можно выделить три периода. В первый период растения энергично образуют листья и корневую систему, рост корнеплода в толщину отстает от роста листьев (май-июнь). Во второй период наблюдается усиленное разрастание корнеплода и листьев (июль-август). Для третьего периода характерны замеленный прирост листьев и интенсивное накопление сухого вещества (сентябрь-октябрь).

В первый год жизни на головке корнеплода в пазухе каждого листа закладываются спящие почки, для развития которых необходимы пониженные температуры – 0-8°С. Верхушечные почки, образованные осенью, развиваются при более благоприятных условиях. Качественные изменения для перехода к цветению и плодоношению у почек заканчиваются осенью или весной следующего года, после высадки корнеплодов образуются цветоносы, на которых образуются цветки и семена. Иногда у части растений сахарной свеклы наблюдаются отклонения от нормального двухгодичного цикла развития – от посева семян до сбора урожая семян. В этом случае у отдельных растений полный цикл развития спящих почек и образование цветоносных побегов происходят в первый год жизни, это явление называется цветушностью. Причина цветушности – ранний посев в холодную затяжную весну и длинный световой день. Цветушные корнеплоды малосахаристые и грубые, при хранении сильнее поражаются кагатной гнилью.

Некоторые из корнеплодов, высаженных на второй год для семенных целей, наоборот, не дают цветоносных побегов и продолжают образовывать лишь розетку листьев. Такие растения называются “упрямцами”. Они появляются под воздействием повышенных температур во время ранней уборки, вследствие осеннего и весеннего подсыхания маточных корнеплодов, повышенной температуры при хранении. “Упрямцы” начинают плодоносить на третий год. Наличие “упрямцев” среди высадков-семенников значительно снижает урожай семян.

Длительность вегетационного периода свеклы первого года жизни составляет – 150-170 дней, в зависимости от условий выращивания.

Для получения семян свеклы корнеплоды, выращенные в первый год жизни, выкапывают, сохраняют в течение зимы и высаживают весной в грунт. Из прорастающих почек головки развиваются облиственные ребристые цветоносные побеги, достигающие высоты – 1-1,5м.

Соцветие – мутовчатая колосовидная кисть. Цветки формируются в верхней части цветоносов, в пазухах прицветников, группами по 3-4 и более у многосемянных сортов или одиночно у односемянных сортов (гибридов).

Цветки обоеполые, пятерного типа. Опыление перекрестное при помощи ветра (анемофильное) и отчасти насекомых. Плод – орешек.

Биологические особенности

Требования к теплу и свету

Сахарная свекла умеренно теплолюбива. Минимальная температура почвы для прорастания семян – 3-4°С, но всходы при этом появляются только на 25-28 день, при температуре – 6-7°С – на 10-15 день, при 10-11°С – на 8-10 день и при 15-18°С – на 6-7 день.

В первые дни всходы сахарной свеклы очень чувствительны к заморозкам. В фазе “вилочки” заморозки …-3…-4°С могут уничтожить растения. С появлением первой пары листьев повышается холодостойкость, и свекла может выдержать заморозки …-4…-6°М. Оптимальная температура ассимиляции – 20-23°С. При температуре ниже 6-8°С, накопление сахара в корнеплодах прекращается. Для формирования репродуктивных почек на головках корнеплодов благоприятна температура – 15-23°С. Осенью вегетация свеклы прекращается с установлением температуры – 2-4°С.

Отрастание розеточных листьев сахарной свеклы начинается при 2-3°С. Наиболее благоприятные условия для роста розеточных листьев, стеблей и формирования репродуктивных органов складываются при температуре – 15-20°С.

Сахарная свекла - растение длинного дня. При увеличении периода освещения растения быстрее развиваются, лучше растут листья и корнеплоды, возрастает накопление сахара в них. Затенение свеклы в загущенных посевах приводит к снижению темпов роста и накопления сахара.

Сахаристость свеклы сильно зависит от напряженности солнечной радиации во второй половине вегетационного периода. Наиболее интенсивно накопление сахара в корнеплодах происходит, когда ясная солнечная погода чередуется с облачной погодой.

Требования к водному режиму

Сахарная свекла – растение относительно засухоустойчивое. Это связано с тем, что она формирует глубоко проникающую (до 2-3м) корневую систему. Это помогает свекле использовать влагу почвы, накопленную за счет осадков осенне-зимнего периода. Сахарная свекла, особенно семенники, плохо переносит переувлажнение и близкий уровень грунтовых вод (ближе 1,5-2 м от поверхности почвы). Кроме того, свекла имеет продолжительный вегетационный период и может использовать летние осадки. В годы с повышенном количеством осадков, урожаи корнеплодов обычно бывают высокими, но сахаристость при этом снижается.

Наилучшее сочетание света, тепла, влаги и питательных веществ, для свеклы создаются при теплой и влажной погоде в мае, нежаркой и влажной в июне и июле, при достаточном количестве осадков и солнечных дней в августе, теплой и умеренно влажной погоде в сентябре и октябре.

Сахарная свекла в разные периоды вегетации расходует одинаковое количество воды. Если вегетационный период (с 15 мая по 15 октября) разделить на три периода (по 50 дней), то соотношение расхода воды на испарение в каждом из них составит примерно 1:9:3. Недостаток влаги в любой из этих периодов отрицательно сказывается на урожайности свеклы. Однако больше всего снижается урожай корнеплодов и их сахаристость, когда растения подвергаются действию засухи в период интенсивного роста в июле-августе.

Отношение сахарной свеклы к питанию

Сахарная свекла предъявляет высокие требования к плодородию почвы, ее физическому состоянию, обеспеченности макро- и микроэлементами. Лучше всего свекла растет на черноземах, серых и темно-серых лесных суглинистых почвах, богатых перегноем. Вполне пригодны для нее почвы низин и пойм. Хорошие урожаи получают также при возделывании на богатых органическим веществом и хорошо обрабатываемых луговых и лугово-болотных, удобренных и обеспеченных влагой темно-каштановых, глубоко обрабатываемых плодородных дерново-подзолистых почвах Нечерноземной зоны. Для свеклы наиболее благоприятна нейтральная и слабощелочная реакция почвенного раствора. На кислых почвах без предварительной их нейтрализации свекла дает невысокие урожаи. Сахарная свекла может приспосабливаться к слабозасоленным почвам. Нельзя размещать свеклу на тяжелых глинистых, заболоченных, бедных песчаных и каменистых почвах.

Сахарная свекла предъявляет высокие требования к аэрации почвы. Более благоприятные условия для ее роста складываются при следующих показателях плотности почвы: черноземов – 1-1,2г/см2, каштановых и серых лесных – 1,2-1,3г/см2, дерново-подзолистых – 1,2-1,4 г/см2.

Растения сахарной свеклы очень требовательны к условиям произрастания. Чем беднее почва, тем больше требуется вносить основных питательных веществ (макроудобрений NPK). Кроме основных питательных веществ сахарной свекле необходимы микроэлементы в доступной форме - микроудобрения в легкоусвояемой форме - хелаты. Особенно необходимы кальций, бор, марганец, медь и др. Например бор участвует в образовании биополимеров, прежде всего белков, НК, липидов и полисахаридов. Под воздействием бора возрастает фотосинтез в листьях, улучшается отток углеводов, в первую очередь сахарозы к корням и репродуктивным органам. Таким образом, оптимизируя элементное питание растений путем использования макро- и микроудобрений, можно повысить не только валовой сбор корнеплодов, но и соответственно увеличить выход сахара с единицы площади.

Сорта

Сидерал F1

Включен в Госреестр по Центрально-Черноземному (5) и Западно-Сибирскому регионам. Рекомендован для возделывания в Алтайском крае.

Односемянный диплоидный гибрид на стерильной основе N типа.

В Центрально-Черноземном регионе средняя урожайность корнеплодов 527 ц/га, содержание сахара 17,3%, сбор сахара 90,8 ц/га, выше среднего стандарта соответственно на 76 ц/га, 0,1%, 13,6 ц/га. Масса корнеплода 577 г.

В Алтайском крае, где рекомендовано возделывание гибрида, средняя урожайность корнеплодов 332 ц/га, содержание сахара 17,3%, сбор сахара 57,4 ц/га, у стандарта ЛБ МС 63 соответственно 291 ц/га, 17,3%, 50,3 ц/га. Масса корнеплода 494 г.

За годы испытания в полевых условиях в Центрально-Черноземном регионе отмечено среднее поражение корнеедом, мучнистой росой, слабое - церкоспорозом. В Западно-Сибирском регионе отмечено среднее поражение корнеедом.

Компакт F1

Одноростковый диплоидный гибрид на стерильной основе N типа.

Средняя урожайность корнеплодов в регионе 520 ц/га, содержание сахара 17,9%, сбор сахара 93 ц/га, выше среднего стандарта соответственно на 73 ц/га, 0,9%, 17,3 ц/га. Масса корнеплода 578 г. В Воронежской области, где рекомендовано возделывание гибрида, превысил стандарт Рамонский МС 46 по урожайности корнеплодов (532 ц/га) на 63 ц/га, содержанию сахара (17,4%) на 1,2%, сбору сахара (92,7 ц/га) на 22,8 ц/га. Масса корнеплода 504 г.