Российский Сельскохозяйственный центр

Российский Сельскохозяйственный центр

Главные новости

Все главные новости

Новости

Сигнализационные сообщения

Мониторинг карантинных объектов

Сертификация

Статьи

Семеноводство

Защита растений

Зерно и продукты переработки

Отчеты

14 декабря 2022, 10:20

Москва

В Нальчике начинает работу 15 Всероссийское совещание филиалов ФГБУ «Россельхозцентр»

13 декабря 2022, 15:26

Москва

Прошло заседание Экспертной комиссии по плодовым и другим культурам

09 декабря 2022, 13:55

Москва

Заседание ТК 359 по рассмотрению окончательной редакции проекта изменения ГОСТ 22617. 2-94 «Семена сахарной свеклы. Методы определения всхожести, одноростковости и доброкачественности»

09 декабря 2022, 11:29

Москва

Состоялось видеосовещание о производстве и реализации биопрепаратов и гуматов в учреждении

08 декабря 2022, 17:21

Москва

ФГБУ «Россельхозцентр» и ФГБУ «ВНИИКР» обсудили вопросы сотрудничества

07 декабря 2022, 17:06

Москва

Заседание ТК 359 по рассмотрению окончательной редакции проекта ГОСТ Р «Материал посадочный клюквы и голубики. Технические условия»

07 декабря 2022, 15:12

Москва

На совещании обсудили вопросы, связанные с аккредитацией Органа инспекции

07 декабря 2022, 13:48

Москва

Об участии в форуме «Поддержка функционирования отрасли дикоросов»

Все главные новости

Региональные новости

Все региональные новости

{{item. NAME}}

Ничего не найдено

{{name}}

{{name}}

Важная информация

Медиа

Все медиа

Видеоотчет о достижениях ФГБОУ ВО Красноярский государственный аграрный университет

В Татарстане стали оказывать услуги по внесению полезных насекомых

Сахарная свекла — AgroXXI

Сахарная свекла – это техническая культура, главной ценностью которой является высокое содержание сахарозы. Основное предназначение этого растения – промышленная переработка с целью получения сахара. Отходы переработки – патока и жом, используются для кормления животных. Народные умельцы научились использовать сахарную свеклу для получения крепких алкогольных напитков. 

Еще один из отходов переработки сахарной свеклы – дефекационная грязь – является довольно ценным удобрением, вносимым на определенных видах почв, зачастую при выращивании той же сахарной свеклы. Получается путем смешивания свекловичного сока с негашеной известью и выпадением в осадок различных соединений, загрязняющих сок и препятствующих кристаллизации сахара.

Предком данного вида является дикая свекла, которая начала использоваться человеком несколько тысяч лет назад. Этот овощ появился благодаря исследованиям и экспериментам  селекционеров. Сегодня сахарная свекла выращивается в Европе, Северной Америке, России, Азии и некоторых странах СНГ.

Средние показатели химического состава сахарной свеклы выглядят таким образом:

• вода – 75%

• сахароза – 17,5%

• фруктоза и глюкоза – 2,5%

• клетчатка – 1,2%

• пектиновые вещества – 2,4%

• азотистые вещества – 1,1%

• белки и зола – 0.3%

Кроме этого, сахарная свекла содержит ряд аминокислот, витаминов и минералов, поэтому является, помимо своего прямого предназначения, довольно полезным овощем. По крайней мере так утверждает народная медицина, давно используя сахарную свеклу для борьбы с некоторыми заболеваниями, в частности анемией.

Для чего нужна сахарная свекла

Данная культура, как уже было сказано, выращивается с единственной целью – для получения столь важного и необходимого продукта, как сахар. Переработка происходит на сахарном заводе при помощи специального оборудования. Отходы от производства идут на корм животным. Жом и патока обладают большой энергетической ценностью, что позволяет животным быстро набирать вес, увеличивать выработку молока, восстанавливать запасы энергии. Кроме того патока используется в скотоводстве в качестве повышающего аппетит средства и для более охотного поедания грубых кормов, например соломы.

Ботва в свежем измельченном виде так же идет на кормежку, но в этом случае необходимо соблюдать умеренное её количество, смешивать с каким либо другом видом корма. В противном случае возникает риск отравления животных щавелевой кислотой, которая в большом количестве содержится в ботве. На зиму ботва сахарной свеклы заготавливается методом силосования в качестве монокультуры либо в смеси с другой зеленой массой.

Кроме того, сахарная свекла может с успехом использоваться для кормления животных, представляя собой достаточно питательную составляющую рациона. Однако обычно в корм животным используют лишь свеклу, собранную на поле после окончания основной уборку, поскольку применение данного корнеплода в пищу животным экономически не оправдано.

Масштабы выработки сахара из сахарной свеклы в мире значительно превышают добычу тростникового сахара, а также получение столь важного продукта из других сахароносных культур. Это обусловлено простотой выращивания, огромными территориями, засеянными данной культурой.  С 2011 года Россия является крупнейшим экспортером свекловичного сахара.

Особой популярностью в последнее время стал пользоваться желтый сахар, который хуже отжат и имеет немалый процент патоки в своем составе. Он обладает большей энергетической ценностью, чем обычный белый, значительно вкуснее и имеет приятный запах.

Характеристика сахарной свеклы

Сахарная свекла является двухлетним растением. Она представляет собой довольно крупный удлиненный корнеплод белого цвета. Во время выращивания в первый год корнеплод утолщается, и достигает веса в среднем 0,6-0,8 кг. При хорошем удобрении, поливе и плодородной почве отдельные плоды могут достигать веса 1-1,5 кг. На втором году корнеплод не увеличивается, а выпускает высокий стебель с множеством листьев и семян. Свекла любит чернозем и влажную почву. При повышенной кислотности грунта объем урожая снижается.

Сахарную свеклу разделяют на три группы:

• урожайная – с низким содержанием сахарозы и крупными плодами

• урожайно-сахаристая – со средним уровнем сахарозы и корнеплодами среднего размера

• сахаристая – с повышенным уровнем сахарозы и относительно небольшими корнеплодами

Благодаря постоянным селекциям наука выводит новые сорта свеклы, которые могут похвастаться самой высокой урожайностью и максимальным процентом содержания сахарозы. А еще у них повышена стойкость к низким температурам и заражению гнилью, различным заболеваниям и некоторым вредителям. Срок созревания длится 80-170 дней от дня посева, в зависимости, какой сорт – среднеспелый или позднеспелый. При этом урожай может храниться довольно долго, корнеплоды не теряют полезных веществ и не изменяют структуру.

Наиболее используемые сорта сахарной свеклы:

• Гезина;

• Манск;

• РМС-70;

• РМС-120;

• Флорита;

• Кристалл;

• Белорусская односемянная 69;

• Лаговская односемянная 52;

• Бийская односемянная 50;

• Рамонский МС 46;

• Льговский МС 35;

• Богема и другие.

Селекционные работы, направленные на создание наиболее устойчивых сортов сахарной свеклы, содержащих высокое количество сахарозы, проводятся во многих научно-исследовательских и селекционных центрах как в нашей стране, так и за рубежом.

Технология посева сахарной свеклы 

Осенью земля под будущий посев сахарной свеклы должна быть очищена от сорняков, остатков предыдущих посевов и прочего мусора. Затем проводится удобрение органическими или минеральными удобрениями. Органические нужно использовать только осенью, весной это делать категорически не рекомендуется. По весне, когда температура почвы достигла +5-7 °С, проводится повторное удобрение, рыхление почвы. Обычно эти работы проводятся в марте-мае, в зависимости от климатических условий региона. После вспашки проводят собственно посев.

Сахарная свекла относится к культурам ранневесеннего посева. Внесение семян в землю производят в зависимости от климатических характеристик конкретного региона и текущих погодных условий. Как правило, сроки посева колеблются от конца марта для южных районов, до конца апреля-начала мая для северных.

Расстояние между рядами – 45 см, глубина закладки семян – 3-5 см.

Перед посевом свекольные семена нужно обработать. Подготовка семян включает в себя несколько этапов:

1. Глубокая очистка от мелких примесей и пыли.

2. Шлифование семян.

3. Калибровка.

4. Обработка от болезнетворных микроорганизмов и вредителей.

5. Дражирование при помощи питательных веществ – смеси патоки и перегноя.

Подготовка семян к посеву производится на семенных заводах, сортосеменных станциях. Обработанные с соблюдением технологии семена продают непосредственно в свеклосеющие хозяйства.

Перед первыми всходами, которые начинаются уже через 7-10 дней, необходимо провести обработку специальными средствами от вредоносных насекомых. Поле опрыскивают по периметру, на расстоянии 150-200 метров от посевов.

>После появления первых настоящих листиков свеклу необходимо проредить. Расстояние между растущими корнеплодами должно быть не менее 20 см. На протяжении всего периода роста, два раза проводят продольное и поперечное разрыхление рядов. В первые дни после посева и период активного развития ботвы свекла нуждается в высокой влажности почвы.

Уход за посевами сахарной свеклы

Сахарная свекла достаточно требовательна к условиям произрастания, уходу во время роста, удобрениям, качественному составу почвы.

Посевы сахарной свеклы необходимо регулярно очищать от сорняков, обрабатывать специальными препаратами для предотвращения заражения свекловичной блошкой, корнеедом, свекловичной нематодой, ложной мучнистой росой. При нарушении состава почвы – повышенной кислотности, недостатке калия или магния, растения нередко начинают гнить, замедляются темпы роста. Если влажность грунта превышает норму, корнеплод достигает больших размеров, но значительно снижает сахаристость. Повышенный уровень влажности в дополнении переизбытком удобрения органикой, нередко вызывает размножение патогенных микроорганизмов, негативно влияющих на рост и развитие корнеплода, нередко приводит к гибели урожая. Поэтому, если посев сахарной свеклы происходит на таких участках, необходимо искусственно уравновесить влажность, а именно, перед посевом внести в почву перегнившую солому, торф или древесную золу, специальные химикаты.

Уборка и хранение сахарной свеклы

Уборка свеклы начинается в середине сентября — начале октября. За месяц до начала сбора урожая необходимо прекратить полив, если он осуществлялся. Это делается для того, чтобы корнеплоды не набирали лишнюю влагу, которая может стать причиной плохой сохранности. Желательно к уборке приступать в сухие дни, чтобы была возможность несколько часов просушить корнеплоды на открытом воздухе.

Различают три вида спелости свеклы:

• ботаническая – созревание семян на втором году жизни;

• техническая – ботва начинает прилегать к земле, желтеет, а отношение массы корнеплода к массе ботвы является 3:1;

• биологическая – в связи с изменениями условий внешней среды происходит замирание жизненных процессов – отмирают листья, корнеплод перестает расти.

Лучше всего к уборке приступать в период биологической зрелости свеклы. Ботва самостоятельно высохла, благодаря чему очистка будет малотравматична, корнеплод сохранится дольше. Но при условии, если начинаются ранние заморозки, свеклу можно убирать и в период технической зрелости. Не нужно позволять корнеплодам перемерзнуть в земле – из-за этого свекла становится рыхлой, теряет свои основные свойства. Очистка корнеплода от ботвы должна проводиться с минимальным травматизмом – так они сохранятся дольше. Исключением является незначительное заражение гнилью или поражение мелкими грызунами. Такие поврежденные участки необходимо обрезать. Также очень важно тщательно очищать свеклу от остатков почвы, чтобы предотвратить возможное загнивание.

Хранение сахарной свеклы возможно в буртах, земляных траншеях, специально оборудованных складах. Самая оптимальная температура для хранения корнеплодов — +2…+4 градуса. Если собранный урожай подлежит хранению в земляных ямах, необходимо пересыпать слои соломой, верх закрыть деревянным щитом, а затем засыпать землей. Помещение для хранения сахарной свеклы в обязательном порядке обрабатывается от сырости, мелких насекомых и грызунов. Стены необходимо ежегодно белить известью, которая отлично уничтожает очаги заражения. Помещение нужно хорошо проветривать. Уровень влажности в хранилище не должен превышать 90%. При нарушении этого требования она может прорастать, гнить, увядать. А если соблюдать все нормы хранения, запасы сахарной свеклы могут продержаться вплоть до следующего урожая.

Однако, как правило, в хранилища сахарная свекла не попадает, сохраняясь до переработки непосредственно на площадках сахарных заводов. Современные сорта сахарной свеклы способны храниться в буртах до 3 месяцев без потери своих качеств. Первоочередной задачей любого сахарного производства является как можно скорейшая переработка урожая текущего года.

Интересна тема? Подпишитесь на персональные новости в ДЗЕН | Pulse.Mail.ru | VK.Новости | Google.Новости.

Uncommon Fruits & Vege — Sugarbeets — Ready to Adaptation

11 августа 2020 11 августа 2020 Kym WilsonKym Wilson

Увлекательные и часто забытые фрукты и овощи — как их выращивать и использовать

История Begaret

довольно интересная история. Beta vulgaris (свекла) – это растение, входящее в подсемейство Betoideae семейства Amaranthaceae. Это культура, имеющая большое экономическое значение во многих странах. У него есть несколько групп сортов: сахарная свекла, имеющая наибольшее значение в производстве столового сахара; корнеплод, известный как свекла или садовая свекла; листовой овощ, известный как мангольд или шпинатная свекла; и мангельвурцель, который в основном выращивают как кормовую культуру. Бета обыкновенная подвид. Маритима или более известная как морская свекла считается предком современной свеклы. Растет вдоль побережья Средиземного моря и был задокументирован на протяжении всей истории еще римлянами и египтянами и даже в 8 веке до нашей эры.

Сахарная свекла имеет конический белый мясистый корень (стержневой корень) с плоской коронкой. Его стержневой корень может достигать 1 м в длину, особенно в засуху, когда он ищет воду, хотя только верхние 30 см набухают и используются для производства сахара. Листовые верхушки часто использовались, особенно во время Второй мировой войны, для приготовления силоса для крупного рогатого скота и овец.

В 1747 году Андреас Маргграф изолировал сахар из свеклы и обнаружил, что его концентрация составляет 1,3–1,6%. Он также продемонстрировал, что сахар, который можно извлечь из свеклы, идентичен сахару, полученному из сахарного тростника. Его ученик Франц Карл Ахард оценил 23 сорта мангельвурцеля на содержание сахара и выбрал местный сорт. После королевского указа короля Пруссии в 1801 году на территории нынешней Польши были построены первые заводы по переработке сахарной свеклы. В ответ на британскую блокаду тростникового сахара во время наполеоновских войн сахарная свекла была завезена во Францию, и к 1880 году ее производство превысило 50% мирового потребления сахара. Франция оставалась крупнейшим производителем и переработчиком в мире до 2010 г.

Другие страны, такие как Германия, Соединенные Штаты Америки и многие страны Западной Европы, также производили значительное количество этого любопытного овоща.

Во время Второй мировой войны британское правительство поощряло фермеров выращивать урожай, чтобы помочь в военных действиях. По состоянию на 2016 год во всем мире было произведено 277 миллионов тонн свеклы, причем в России выращивается больше, чем в любой другой стране. Но сахарную свеклу выращивали как огород и на корм задолго до того, как она стала цениться за содержание сахара.

Сахарная свекла, иллюстрация корней, листьев и цветения c. 1891

Как выращивать

Сахарную свеклу выращивают из семян, и ее можно сеять на различных почвах, от супесчаных до тяжелых глинистых. Товарное семенное ложе готовят глубокой вспашкой после уборки предшествующей культуры. Идеальная почва – это хорошо дренированный суглинок, богатый гумусом и глубокий. Перед посевом товарные семена обрабатывали дезинфицирующими средствами от черной корневой болезни. Домашние садоводы сеют семена на глубину от 2 до 4 см (от 0,75 до 1,5 дюймов) и на расстоянии от 6 до 8 см (от 2,5 до 3 дюймов) друг от друга; ряды обычно находятся на расстоянии от 50 до 56 см (от 20 до 22 дюймов) друг от друга. Удобрения можно вносить одновременно с семенами. Всхожесть семян происходит примерно через 10 дней после посева.

Зрелый корень сахарной свеклы может вырасти до 1–2 кг (2,2–4,4 фунта) и может содержать 8–22 процента сахарозы по весу. Уборка сахарной свеклы обычно начинается в конце сентября или начале октября (Северное полушарие) для яровых культур и выполняется быстро, чтобы закончить до того, как почва замерзнет. Существует два метода сбора урожая. В методе Помритцера прищипывание и поднятие корней выполняются отдельно. Это включает, как указано выше, удаление листового материала, а затем поднятие корня или клубня. В другом и самом простом способе обе операции выполняются одновременно. Часто верхушки оставляют для приготовления силоса, а основной корень собирают для использования различными способами. Посевы сахарной свеклы лучше всего чередовать с кукурузой (кукурузой) или пшеницей, чтобы уменьшить ущерб, причиняемый корневой гнилью Rhizoctonia или нематодами сахарной свеклы ( Heterodera schachtii ).

Использование сахарной свеклы

В то время как культивируемая сахарная свекла чаще всего используется для переработки сахара, существует несколько других видов использования сахарной свеклы.

В Чехии и Словакии из свеклы изготавливают крепкий ромоподобный алкогольный напиток. Нерафинированный сироп из сахарной свеклы получается из измельченной свеклы, которую варили в течение нескольких часов, а затем прессовали.

Сок, выжатый из этого пюре, густой, как мед или патока, и используется в качестве намазки для бутербродов или для подслащивания других продуктов.

Из этого сиропа также можно удалить сахар, и он затем используется в качестве средства против обледенения на многих дорогах Северной Америки. Эта «патока» из сахарной свеклы работает лучше, чем соль, поскольку она не разъедает и при совместном использовании снижает точку замерзания солевой смеси, что позволяет ей быть более эффективной при низких температурах.

Побочные продукты переработки свеклы в сахар (мезга и патока) используются в качестве богатой клетчаткой подкормки для скота. Многие фермеры разрешают выпас скота на свекольных полях осенью, чтобы использовать ботву свеклы в качестве корма. Эти побочные продукты используются не только, как указано выше, но и в производстве спирта, коммерческой выпечке и в фармацевтике.

Бетаин и уридин также выделяют из побочных продуктов переработки сахарной свеклы. Отработанная известь, используемая для улучшения почвы для повышения уровня pH почвы, может быть получена из побочных продуктов переработки свеклы, а очищенные сточные воды от обработки могут использоваться для орошения сельскохозяйственных культур.

Кроме того, поскольку сахар является топливом для человеческого организма, излишки сахарной свеклы используются для производства биобутанола и этанола компанией British Petroleum в Соединенном Королевстве. О, и вы можете использовать сахарную свеклу, как и любой другой корнеплод.

Не все сахара созданы одинаковыми

Белый столовый сахар получают из сахарного тростника или сахарной свеклы и обычно продают без четкого указания его растительного происхождения. Это потому, что — с химической точки зрения — эти два продукта идентичны. Рафинированный столовый сахар представляет собой чистую кристаллизованную сахарозу. Сахароза естественным образом содержится в меде, финиках и соке сахарного клена, но ее больше всего в сахарном тростнике и сахарной свекле.

Процесс рафинирования делает первоначальный завод бесполезным (согласно его переработчикам), поскольку сахароза полностью извлекается из растения, которое ее произвело. Однако различие между тростниковым и свекольным сахаром не является полностью маркетинговым ходом и довольно часто встречается в сахаре, продаваемом в магазинах здоровой пищи.

Чтобы сделать кристаллы сахарного тростника чисто белыми, сахар обычно обрабатывают костяным углем; свекловичный сахар не требует этого шага.  Хотя конечный продукт из сахарного тростника не содержит костей, это различие важно для многих веганов и других вегетарианцев, которые стремятся свести к минимуму страдания животных.

Кроме того, многие пекари и кондитеры утверждают, что существует разница между коричневым сахаром, изготовленным из сахарного тростника, и сахаром из сахарной свеклы. Меласса, окрашивающая коричневый сахар, получается при переработке сахарного тростника, а не из сахарной свеклы. Так, в коричневый сахар, изготовленный из сахарной свеклы, добавлена ​​патока сахарного тростника.  Хотя промышленность утверждает, что это идентичные продукты, многие повара используют только коричневый сахар, изготовленный из сахарного тростника, утверждая, что коричневый сахар из свеклы отрицательно влияет на их продукты. Хотя некоторые утверждают, что разница заключается в микроэлементах двух растений, более вероятно, что существует разница во влажности, которая может повлиять на выпечку и другие десерты.

Хотя я думаю, что вам нужно быть очень преданным своему делу или просто сумасшедшим, чтобы выращивать свеклу для собственного производства сахара — это можно сделать, и кто знает, может быть навык, который может пригодиться в будущем. В любом случае, мне было любопытно, поэтому я поискал хороший способ домашнего приготовления сахара из свеклы.

Основной метод

• Вымойте, очистите и удалите поврежденные части свеклы. Я решил удалить части свеклы с зеленой кожурой, так как внутри они казались намного темнее и мягче (см. рисунок).
• Измельчите или нарежьте кубиками свеклу, затем залейте водой в большой кастрюле.
• Доведите до кипения, затем варите, пока свекла не станет мягкой. Для меня это было от 1 до 2 часов.
• Слить жидкость со свеклы. Соберите свекловичный жом в сито, выстланное марлей или подобным материалом.
• Отжать жидкость из жома свеклы и смешать с оставшейся сахарной водой.
• Разбавляйте сахарную воду до тех пор, пока она не станет янтарно-коричневой и не станет консистенцией меда.
• Дать кристаллизоваться.

Теперь, хотя это кажется довольно простым, я был заинтригован сообщением в блоге на другом сайте, в котором очень подробно описан процесс. Ссылка здесь. Я бы посоветовал вам прочитать этот пост, прежде чем пытаться сделать свой сахар.

Это часть этой серии, где я обычно советую вам подготовить свои вкусовые рецепторы, но, поскольку я только что посеяла свою первую сахарную свеклу на этой неделе и у меня еще не было возможности поиграть на кухне, я просто хочу сказать, что любым способом, которым вы обычно используете свеклу, вы можете использовать сахарную свеклу. Но я хотел бы увидеть, какие другие варианты использования вы можете придумать.

Одна дама, с которой я разговаривал, говорит, что она использовала свой сахарный сироп для приготовления тибикоса или водного кефира вместо тростникового сахара и нашла его очень удовлетворительным, а еще одна женщина использовала его для приготовления домашних ликеров. Так что все мы ограничены только нашим воображением. Что вы сделаете? Поделитесь своими мыслями и рецептами в нашей группе Facebook или отправьте их мне по электронной почте для включения в этот пост.

Как из сахарной свеклы производят столовый сахар · Границы для молодых умов

Реферат

Растения производят сахар и кислород в процессе, называемом фотосинтезом, с использованием солнечного света, воды и углекислого газа. Это важный процесс на Земле, так как он удаляет углекислый газ из воздуха и обеспечивает нас пищей. Фотосинтез происходит в небольших отсеках внутри растительных клеток, называемых хлоропластами. В двухступенчатом процессе растения получают химическую энергию от солнечного света. Собранная энергия используется во второй реакции для получения сахарной глюкозы. Глюкоза соединяется с фруктозой, которая является фруктовым сахаром, для создания сахарозы, нашего известного столового сахара. Сахарная свекла выращивается примерно за 7 месяцев и обеспечивает примерно 32% мирового производства столового сахара. По мере роста их необходимо защищать от сорняков и болезней. Как только они достаточно вырастут, сахарную свеклу можно собирать и перерабатывать на сахарном заводе для получения столового сахара.

Сахар производят растения

Десерт после обеда или шоколад от наших бабушек и дедушек вызывают улыбку. Это потому, что наш мозг требует одного из ингредиентов этих сладких продуктов. Речь идет о столовом сахаре, который еще называют сахарозой. Сахароза состоит из двух простых сахаров: глюкозы и фруктозы. Но откуда берется глюкоза? В отличие от людей и других животных, растения могут производить глюкозу в процессе, известном как фотосинтез . Зеленые части растений используют солнечный свет, воду и углекислый газ из воздуха для производства глюкозы и кислорода. При этом растения производят энергию и обеспечивают нам возможность дышать свежим, богатым кислородом воздухом. Но какую пользу получают сами растения от фотосинтеза и производства глюкозы? Глюкоза может использоваться как химический строительный материал и как поставщик энергии. Растения используют глюкозу для жизни и роста. И для растений, и для человека глюкоза — это как топливо для машины.

Растения производят сахар в своих листьях, но эти листья не сладкие на вкус. Это потому, что сахар не остается в листьях. Растения используют сахар для роста, и он также может транспортироваться к корням, семенам, стеблям или плодам для хранения. Мы уже узнали, что сахар может существовать в виде простых сахаров, таких как глюкоза или фруктоза, или в виде двойных сахаров, таких как сахароза. Но есть также сахара, в которых тысячи молекул сахара связаны друг с другом, образуя огромную единицу, например, крахмал. Все эти различные сахара представляют собой тип питательных веществ, называемых углеводами (таблица 1).

• Таблица 1 — Некоторые формы углеводов в растениях.

Многие растения хранят сахар в виде крахмала, например картофель. Другие хранят сахар в форме фруктозы или глюкозы в своих фруктах, таких как яблоки и апельсины. Некоторые растения хранят высокие концентрации сахарозы. Растения с высоким содержанием сахарозы выращивают для производства столового сахара, который мы используем для приготовления наших вкусных сладостей. Во всем мире сахарная свекла и сахарный тростник являются основными культурами, из которых производят сахар. Сахарному тростнику для роста нужна теплая температура (25–30°C), поэтому эту культуру выращивают в субтропических и тропических регионах, таких как Бразилия и Индия. В настоящее время сахарная свекла является основной культурой для производства сахара в условиях умеренного климата (15—25°С), особенно в Западной, Центральной и Восточной Европе, а также в США, Китае, Японии.

Свет, углекислый газ и вода: источники энергии и сладости

Для фотосинтеза важны зеленые части растений. Листья зеленые, потому что они содержат структуры, называемые хлоропластами , которые имеют зеленый пигмент, называемый хлорофиллом (рис. 1). Фотосинтез состоит из двух основных стадий. На первом этапе солнечный свет падает на листья, и световая энергия собирается хлорофиллом в хлоропластах. Собранная световая энергия преобразуется в химическую энергию и сохраняется в энергоаккумулирующих молекулах. В ходе этого процесса также образуется кислород, который выделяется растениями [1]. На втором этапе фотосинтеза углекислый газ из воздуха поступает в листья через очень маленькие отверстия. Используя ранее запасенную химическую энергию, хлоропласты превращают углекислый газ в глюкозу [1]. На этом этапе также производится фруктоза. Затем глюкоза соединяется с фруктозой для создания сахарозы.

• Рисунок 1 – Упрощенное изображение фотосинтеза.
• Внутри хлоропластов листьев свет, вода (H ₂ O) и углекислый газ (CO ₂ ) преобразуются в энергию и сахар (глюкозу). С помощью воды солнечный свет преобразуется в молекулы, хранящие энергию внутри клеток растений. Затем энергия этих молекул используется для создания глюкозы из CO ₂ .

Что такое сахарная свекла?

Люди всегда находили вещества, подслащивающие пищу. Но в прохладном климате сахар долгие годы был предметом роскоши. В 1747 году немецкий химик Андреас Сигизмунд Маргграф обнаружил, что свекла производит тот же сахар, что и сахарный тростник. Его ученик разработал технический процесс извлечения сахара из свеклы. Первый сахарный завод был введен в эксплуатацию в 1802 году. Вскоре по всей Европе было построено множество сахарных заводов.

Растение сахарной свеклы (называемое на латыни Beta vulgaris ) имеет ярко-зеленые листья в виде розетки и конусообразный белый мясистый корень (рис. 2). Корень свеклы является запасающим органом, содержащим 75% воды, ~20% сахара и структурные компоненты, называемые мякотью.

• Рисунок 2 – Полностью развитый завод по производству сахарной свеклы.
• Подземная часть — это запасающий орган, называемый стержневым корнем, который имеет волосатые корни для поглощения воды и питательных веществ. Надземная часть состоит из листвы, которая содержит многочисленные листья, расположенные в виде розетки.

Выращивание сахарной свеклы

Выращивание сельскохозяйственных культур может показаться простым, но это не так, если вы хотите выращивать достаточно большие культуры, чтобы накормить многих людей. Давайте посмотрим, как выращивают сахарную свеклу (рис. 3). Наше путешествие начинается с семян сахарной свеклы. Семена высевают, как только почва прогреется, обычно в марте-апреле. Из одного семени сахарной свеклы естественным образом развивается множество растений. До 1970-х годов ненужные растения нужно было удалять вручную, чтобы свекла не была слишком тесной, что было напряженной и трудоемкой работой. Затем селекционеры совершили прорыв и представили семена, дающие только один саженец. Селекционеры, производящие семена сахарной свеклы, покрывают семена пестициды , защищающие рассаду от болезней и вредителей. Семена сахарной свеклы с покрытием называются таблетками , и таблетки часто имеют разные цвета в зависимости от селекционера (рис. 3А).

• Рисунок 3 – Выращивание сахарной свеклы.
• (A) Весной семена сахарной свеклы (показанные здесь в виде таблеток, которые представляют собой семена, покрытые в основном веществами для защиты всходов от болезней и вредителей) высевают в ряд. (B,C) Всходят и растут молодые всходы сахарной свеклы. (D) Когда разворачиваются девять или более листьев, формируется стержневой корень, который растет под землей для хранения сахара. В течение этого «периода роста» необходимо контролировать особенно грибковых паразитов, которые могут ингибировать фотосинтез. (E) В Западной и Центральной Европе свеклу собирают с сентября. (F) Свекла хранится в виде кучи, называемой буртом, на границе поля, пока ее не привезут на завод для извлечения сахара. Внизу вы можете увидеть этапы выращивания сахарной свеклы для производства сахара и временной интервал, который действительно важен для защиты сахарной свеклы от сорняков, насекомых и грибковых паразитов.

Когда семена прорастают, появляются маленькие корни и два семенных листа, называемые семядолями (рис. 3B). С этого момента молодые растения сахарной свеклы должны быть защищены от сорняков, потому что сорняки конкурируют за солнечный свет и питательные вещества почвы. Фермеры могут бороться с сорняками с помощью мотыги или могут использовать гербициды, химические вещества, убивающие сорняки. Если фермер не борется с сорняками, мелкая свекла будет настигнута, и урожайность может снизиться до 80% [2]. Свекла должна бороться не только с конкурирующими сорняками. Их также атакуют насекомые. Насекомых, поражающих свеклу, можно разделить на две группы: те, которые непосредственно повреждают растение, и те, которые переносят вирусные заболевания. Зеленая персиковая тля ( Myzus persicae ), например, может передавать вирус, вызывающий пожелтение листьев сахарной свеклы, который ингибирует фотосинтез и снижает производство сахара.

Свекла должна быть защищена от грибковых заболеваний

После того, как у растения сахарной свеклы разовьется девять или более листьев, формируется «свекла» или подземный запасающий орган. Сахароза, вырабатываемая в листьях, сохраняется в свекле. Чем солнечнее лето, тем больше сахара может быть произведено посредством фотосинтеза. В это время листья необходимо защищать от грибковых заболеваний, ведь только здоровые листья могут осуществлять фотосинтез. Наиболее распространенное и разрушительное заболевание листьев сахарной свеклы вызывает гриб с латинским названием 9.0133 Cercospora beticola . Сначала видны только небольшие круглые темные пятна с красноватой каймой, но гриб вырабатывает токсичное вещество, которое разрушает ткань листа и в конечном итоге убивает большие участки или даже целые листья. В качестве источника питания гриб использует отмершие ткани [3]. Болезнь можно уменьшить, выращивая сахарную свеклу только каждые 3 года и выращивая другие растения, такие как зерновые, в промежуточные годы [3]. Этот прием называется севооборотом. Фермеры также могут использовать новые устойчивые к церкоспорозу сорта сахарной свеклы, которые лучше переносят заболевание [3]. Если грибок уже сильно поразил сахарную свеклу, можно опрыскать растения фунгицидами, которые представляют собой химические вещества, защищающие растения от грибковых поражений. Исследователи изучают новые технологии для сокращения использования фунгицидов. Например, с помощью специальных камер и компьютерных систем болезни растений можно прогнозировать гораздо раньше, чем невооруженным глазом, а фермеры могут более целенаправленно применять фунгициды [4]. Это также важно для защиты полезных животных, обитающих на полях сахарной свеклы, таких как чибис, других птиц, гнездящихся на земле, зайцев или кроликов и насекомых, таких как жуки, такие как божья коровка. Однако сахарная свекла не цветет, когда выращивается для производства сахара, поэтому поля сахарной свеклы не привлекательны для медоносных, диких или шмелей.

Сбор и извлечение сахара

Осенью, когда растения отрастают, начинается уборка сахарной свеклы. Листья сахарной свеклы удаляются, и свекла поднимается с почвы свеклоуборочными комбайнами, многие из которых могут одновременно собирать урожай в шесть рядов (рис. 3Е). Листья остаются на поле как естественное удобрение. Сахарная свекла собирается в кучу, называемую буртом (рис. 3F), где она ожидает обработки. Сахарную свеклу постепенно собирают и транспортируют на фабрики, чтобы в это время фабрики могли непрерывно получать и перерабатывать сахарную свеклу. На фабриках сахар извлекают из свеклы с помощью воды, извести, тепла и знаний физики. В среднем, для производства 1 кг сахара (~2,2 фунта) требуется от шести до семи сахарных свекл, что соответствует посевной площади около 1 м 9 .0183 2 .

Сегодня почти все компоненты заводов по производству сахарной свеклы используются в устойчивом замкнутом цикле. Помимо сахара, другие продукты, производимые из сахарной свеклы, включают корма для животных, биоэтанол и биогаз.

Чему мы научились?

Из этой статьи вы многое узнали о сахарной свекле: как она растет, как из нее производят сахар, с какими вредителями и болезнями она сталкивается, как ее собирают. Выращивание сахарной свеклы чрезвычайно важно, потому что она обеспечивает ~ 32% мирового производства столового сахара и является единственной культурой с высоким содержанием сахарозы, которую можно выращивать в регионах с умеренным климатом.

Глоссарий

Фотосинтез : ↑ Процесс, используемый зелеными растениями для производства энергии в форме сахара из солнечного света, воды и углекислого газа.

Хлоропласт : ↑ Небольшие структуры внутри листьев, которые проводят фотосинтез.

Хлорофилл : ↑ Пигмент внутри хлоропластов, поглощающий световую энергию солнечного света.

Пестициды : ↑ Вещества, используемые для защиты сельскохозяйственных культур от сорняков, грибковых патогенов и вредителей.

Таблетка : ↑ Семена сахарной свеклы, покрытые слоем различных веществ, главным образом для защиты проростков от болезней и вредителей.

Семядоли : ↑ Первые два листа, которые появляются из семени после посева.

Свеклозажим : ↑ Куча собранной и очищенной сахарной свеклы, без листьев, обычно на границе поля.

Конфликт интересов

Авторы заявляют, что исследование проводилось при отсутствии каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могли бы быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.

Благодарности

Авторы благодарят Максимилиана Мюллендера за тщательную корректуру рукописи и полезные комментарии.

Каталожные номера

[1] ↑ Эберхард С., Финацци Г. и Воллман Ф.-А. 2008. Динамика фотосинтеза. Год. Преподобный Жене. 42:463–515. doi: 10.1146/annurev.genet.42.110807.091452

[2] ↑ Cousens, R. 1985. Простая модель, связывающая потерю урожая с плотностью сорняков. Энн. заявл. биол. 107: 239–52.