Физико механические свойства свеклы

Обновлено: 18.09.2024

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Sugar beet. Specifications

Дата введения 2009-01-01

Цели и принципы стандартизации в Российской Федерации установлены Федеральным законом от 27 декабря 2002 г. N 184-ФЗ "О техническом регулировании", а правила применения национальных стандартов Российской Федерации - ГОСТ Р 1.0-2004 "Стандартизация в Российской Федерации. Основные положения"

Сведения о стандарте

1 РАЗРАБОТАН Государственным научным учреждением "Российский научно-исследовательский институт сахарной промышленности Российской академии сельскохозяйственных наук" (ГНУ "РНИИСП Россельхозакадемии")

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 397 "Продукция сахарной промышленности"

4 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодно издаваемом информационном указателе "Национальные стандарты", а текст изменений и поправок - в ежемесячно издаваемых информационных указателях "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячно издаваемом информационном указателе "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет

ВНЕСЕНЫ: поправка, опубликованная в ИУС N 5, 2008 год; поправка, опубликованная в ИУС N 6, 2014 год

Поправки внесены изготовителем базы данных.

ВНЕСЕНО Изменение N 1, утвержденное и введенное в действие Приказом Росстандарта от 06.07.2015 N 861-ст c 01.01.2016

Изменение N 1 внесено изготовителем базы данных по тексту ИУС N 10, 2015 год

1 Область применения

Настоящий стандарт распространяется на корнеплоды сахарной свеклы, предназначенные для производства сахара.

Требования, направленные на обеспечение безопасности сахарной свеклы, изложены в 4.3 и 8.2.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ Р 51301-99 Продукты пищевые и продовольственное сырье. Инверсионно-вольтамперо-метрические методы определения содержания токсичных элементов (кадмия, свинца, меди и цинка)

ГОСТ Р 51766-2001 Сырье и продукты пищевые. Атомно-абсорбционный метод определения мышьяка

ГОСТ 26927-86 Сырье и продукты пищевые. Методы определения ртути

ГОСТ 26930-86 Сырье и продукты пищевые. Метод определения мышьяка

ГОСТ 26932-86 Сырье и продукты пищевые. Метод определения свинца

ГОСТ 26933-86 Сырье и продукты пищевые. Метод определения кадмия

ГОСТ 30414-96 Весы для взвешивания транспортных средств в движении. Общие технические требования

Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодно издаваемому информационному указателю "Национальные стандарты", который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по соответствующим ежемесячно издаваемым информационным указателям, опубликованным в текущем году. Если ссылочный стандарт заменен (изменен), то при пользовании настоящим стандартом следует руководствоваться замененным (измененным) стандартом. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.

(Поправка, ИУС 6-2014)

3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены термины по ГОСТ 20578, а также следующие термины с соответствующими определениями:

3.1 загнившие корнеплоды сахарной свеклы: Корнеплоды с явными признаками развития гнилостных процессов, вызвавших изменения ткани, а также со структурными ее изменениями (стекловидная, отслаивающаяся или почерневшая) в результате подмораживания и последующего оттаивания.

3.2 загрязненность сахарной свеклы: Содержание в партии корнеплодов сахарной свеклы примесей органического и минерального происхождения.

3.3 зеленая масса: Содержание в партии сахарной свеклы листьев, черешков, ростков и сорняков.

3.4 корнеплод сахарной свеклы: Главный корень растения сахарной свеклы, образовавшийся в первый год вегетации и используемый для производства сахара.

3.5 корнеплоды сахарной свеклы с сильными механическими повреждениями: Корнеплоды, у которых нарушена целостность ткани на и более в результате сколов, срезов, обрывов, раздавливания, повреждения грызунами.

3.6 мумифицированные корнеплоды сахарной свеклы: Корнеплоды с потерей воды более 20%.

3.7 партия сахарной свеклы: Любое количество сахарной свеклы, доставленное за сутки одним поставщиком в одной и более транспортных единицах, на которое распространяются результаты анализов качества, выполненных сырьевой лабораторией сахарного завода.

3.8 примеси сахарной свеклы минерального происхождения: Содержание в партии сахарной свеклы почвы, камней и др.

3.9 примеси сахарной свеклы органического происхождения: Содержание в партии сахарной свеклы зеленой массы, боковых корешков и хвостиков диаметром менее 1 см, корнеплодов столовой и кормовой свеклы.

3.10 сахаристость: Содержание сахарозы в корнеплодах сахарной свеклы.

3.11 увядшие корнеплоды сахарной свеклы: Корнеплоды сахарной свеклы с потерей воды более 6%.

3.12 цветушные корнеплоды сахарной свеклы: Корнеплоды, образовавшие в первый год жизни цветоносные побеги.

4 Технические требования

Для производства сахара используют корнеплоды сахарной свеклы, соответствующие требованиям настоящего стандарта.

4.1 Корнеплоды по форме, окраске и массе должны быть типичными для данного сорта (гибрида) сахарной свеклы, а также с удаленными листьями и черешками, неувядшими.

Не допускается наличие мумифицированных и загнивших корнеплодов.

4.2 По физико-химическим показателям корнеплоды сахарной свеклы должны соответствовать требованиям, указанным в таблице 1.

Семена сахарной свеклы, в ботаническом понимании, это простые и сложные плоды (соплодия, клубочки).

В процессе развития и созревания семени ткани околоплодника склеренхимизируются. Внутренние, расположенные ближе к семени склеренхимные ткани околоплодника — твердые, а наружные паренхимные — рыхлые и непрочные.

Шероховатость и рыхлость околоплодника обусловливает ряд специфических свойств плодов и соплодий сахарной свеклы — малую сыпучесть, большую гигроскопичность, способность легко и быстро изменять свои размеры и форму вследствие обтирания наиболее рыхлой части.

Собственно семя состоит из мучнистого перисперма, который полукругом облегает зародыш. Семя покрыто блестящей, темно-коричневой оболочкой. Характер выполненности семени, блеска и морщинистости оболочки позволяет судить до некоторой степени о его достоинствах. Плоды со слаборазвитыми недостаточно выполненными семенами с морщинистой, потерявшей блеск оболочкой бывают плоховсхожие, дают слабые, хилые ростки.

Для сахарной свеклы характерна большая разнокачественность семян, которая может быть генетического, экологического или матрикального типов и проявляется в неоднородности их по размерам, форме, массе, строении плодов и по другим свойствам. При этом разнокачественность семян проявляется как в пределах одного семенника, так и между семенами разных семенников, как в пределах одного вида семенников, так и между семенами разных видов.

В зависимости от типа плода — простой или сложный (соплодия), состояния и количества собственно семян в плоде, проростков при прорастании плода, семена сахарной свеклы можно разделить на 8 групп.

Практическое значение у семян односемянной сахарной свеклы имеют только семена типа I (плоды односемянные одноростковые), типа IV (плоды многосемянные многоростковые) и типа VIII (соплодия многосемянные многоростковые). Примесь последних двух типов семян в семенах односемянной сахарной свеклы является нежелательной.

У многосемянной сахарной свеклы имеют практическое значение семена типов V, VII, VIII.

В зависимости от способности к прорастанию, наличия и состояния собственно семян все плоды сахарной свеклы можно разделить на следующие четыре основных типа:

Н — с нормально развитыми, способными прорастать собственно семенами;

А — без собственно семян или с недоразвитыми собственно семенами, неспособными прорастать;

Б — с нормально развитыми жизнеспособными, но не прорастающими собственно семенами;

В — с нормально развитыми нежизнеспособными собственно семенами.

Каждую партию семян следует рассматривать, как совокупность различных по своим морфологическим и биологическим свойствам плодов.

В зависимости от преобладания в партии типов плодов различают семь основных типов партий семян сахарной свеклы.

В зависимости от способов подготовки семена, предназначенные для сева, могут быть калиброванными, шлифованными, дражированными, инкрустированными, капсулированными.

Калиброванные — это семена, разделенные на фракции заданных размеров. Калибруют их для обеспечения хорошего заполнения ячеек высевающих аппаратов свекловичных сеялок, равномерного размещения всходов на оптимальную густоту и при минимальных затратах труда и средств па уход за посевами.

Шлифованные — семена с частично удаленным околоплодником при соответствующей обработке. С переходом на сев сахарной свеклы сеялками точного высева шлифование семян является обязательным приемом подготовки их.

Шлифованные семена по сравнению с нешлифованными имеют большую стабильность по форме и размерам и лучшую сыпучесть, большую насыпную массу, что уменьшает потребность в таре и расходы на перевозку и хранение семян сахарной свеклы.

Во время прорастания шлифованным семенам требуется меньшее количество воды: на 1—2 дня раньше всходят при высеве в поле, что в отдельных случаях положительно сказывается на их урожайности; в процессе шлифования уменьшается ростковость многосемянных культур.

Недостатки шлифованных семян: при нарушении режима шлифования может снижаться их всхожесть; семена односемянной свеклы становятся более плоскими, что значительно усложняет их высев на конечную густоту существующими свекловичными сеялками.

Дражированные — это семена, на которые нанесена смесь определенных веществ и придана им шарообразная форма.

Это обеспечивает их идеальное распределение в рядке, что очень важно при высеве сахарной свеклы па конечную густоту насаждения.

Инкрустированные — семена, покрытые, пленкой, состоящей из водпорастворимого пленкообразователя, защитных и стимулирующих веществ, красителя.

Капсулированные — семена, заключенные совместно с защитно-стимулирующими веществами в оболочку (капсулу) из водорастворимых веществ.

Размеры семян определяются их толщиной, шириной и длиной. Наименьшее значение размеров семян принято считать как толщину их, наибольшее — как ширину (диаметр). Длина семян сахарной свеклы не определяется, так как она фактически равна их ширине (диаметру).

Как уже отмечалось, сахарной свекле присуща большая изменчивость семян по размерам, то есть это одно из проявлений их разнокачественности: генетической, матрикальной и экологической. Генетическая разнокачественности по размерам семян проявляется между семенами отдельных форм сахарной свеклы, а также в пределах одного сорта между семенами отдельных растений.

Исследования показали, что наиболее мелкие семена у гибридов на стерильной основе, более крупные — у односемянных сортов и гибридов, еще более крупные — у многосемянных сортов. Семена тетраплоидов и полиплоидов превосходят по размерам семена многочисленной диплоидной свеклы. Однако четкое и резкое различие по размерам между семенами разных форм сахарной свеклы не всегда сохраняется, так как на крупность их значительно влияют условия выращивания и другие факторы.

Установлено, что у неотсортированных семян между диаметром и всхожестью существует прямая, а между диаметром и одноростковостью — обратная зависимость.

При этом чем мельче семена до очистки, тем в меньшей степени проявлялась зависимость между их размерами, всхожестью и одноростковостью.

Практика и исследования показали, что семена односемянных сортов, выращенных безвысадочным

способом, а также гибридов на ЦМС-основе состоят преимущественно из плодов диаметром менее 4-4,5 мм и при калибровании таких семян по существующей технологии с выделением двух посевных фракций диаметром 3,5—4,5 и 4,5—5,5 мм от 30 до 60 % всхожих, жизнеспособных семян уходит в отходы и не используется для сева.

Такие же результаты получены от сева аналогичными фракциями семян сорта Северокавказская односемянная 42 в Северо-Кавказском филиале ВНИС, на Ялтушковской опытно-селекционной станции семенами Ялтушковская односемянная 30 и ВНИИСС (г. Рамонь) семенами гибрида Юбилейный. Полевая всхожесть семян в опытах во ВНИИСС составляла в среднем за два года для фракций 3—3,25; соответственно 28; 35; 32; 38 и 36 %.

Опыты с севом семенами разных фракций, выращенных безвысадочным способом, показали, что в условиях сортоучастков, где уровень агротехники свеклы очень высокий, разницы в урожае при севе семенами фракции 3,25—5,5 мм не было. В США семена сахарной свеклы, выращенные безвысадочным способом, по своей природе мелкие, и в процессе подготовки к севу интенсивно шлифуются. На сев отпускают семена диаметром от 2,4 до 4,2 мм, при этом их доводят до всхожести 90 и более процентов. На сев такие семена используют, как правило, в недражированном виде.

Учитывая, что семена фракции 4,5—5,5 мм могут содержать значительные примеси многосемянных клубочков, за рубежом в большинстве стран эту фракцию выбрасывают. В странах Западной Европы на сев используют только фракции семян диаметром 3—4 — в дражированном виде, 3,25—4,25 и 3,5—4,5 мм в дражированном и недражированном виде.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Сахарная свекла — техническая (пропашная), сахароносная сельскохозяйственная культура, служит сырьем для производства сахара.

Агротехнология возделывания сахарной свеклы приведена в статье: Выращивание сахарной свеклы.

Хозяйственное значение

Сахарная свекла возделывается главным образом для производства сахара, также используется в кормовых целях.

В СССР планировалось к 1990 г. увеличить производство сахарной свеклы до 92-95 млн т за счет увеличения урожайности, повышения качества и сокращения потерь.

Мировое производство сахара к концу XX в. составило 135 млн т, 30% которого приходится на сахар, выработанный из сахарной свеклы.

Содержание сахара (сахарозы) в корнеплодах современных сортов в среднем достигает 16-20% и обеспечивать выход сахара до 10 т с 1 га. Обычно из 1 т корнеплодов получают 130-160 кг сахара, а также 800-830 кг свежего жома, 35-40 кг патоки.

По кормовому значению сахарная свекла превосходит кормовую. 100 кг корнеплодов соответствуют 26 кормовым единицам и содержат 1,2 кг переваримого белка, 0,5 кг кальция и 0,5 кг фосфора. Урожай в 30 т/га корнеплодов и соответственно 15 т/га листьев соответствует 10500 кормовым единицам. В среднем соотношение массы корнеплодов и ботвы варьирует от 35 до 50%.

Химический состав листьев: сухое вещество — 27%, белок — 2,5-3,5%, жир — 0,8%, витамины.

Кормовое значение имеют и отходы переработки — жом, патока (меласса). Суммарно кормовая ценность побочных продуктов от переработки 25-30 т/га корнеплодов и 10-15 т/га листьев сахарной свеклы составляет примерно 5000 кормовых единиц.

По кормовой ценности листья сахарной свеклы приравниваются зеленой массе сеяных трав. 5 кг листьев соответствует 0,9-1 кормовой единице с содержанием протеина 110 г. При урожае 25-30 т/га листья дают примерно 2000 кормовых единиц. Однако ботва сахарной свеклы содержит соли щавелевой кислоты, поэтому скармливание её животным в больших количествах в свежем или силосованном виде может приводить к нарушению кальциевого обмена и расстройствам пищеварения.

Обессахаренная свекловичная стружка, или жом, содержит 6-7% сухих веществ. Производится также отжатый жом с содержанием сухих веществ 10-12%, прессованный — 13-15% и сухой — 86-88%. 100 кг свежего жома соответствуют 8 кормовым единицам и содержат 0,3-0,9 кг переваримого протеина, 100 кг сухого жома — 80-85 кормовых единиц и 3,6-3,9 кг переваримого протеина, 100 кг кислого жома — 9,7 кормовых единиц и 0,6 кг переваримого протеина. Служит хорошим кормом для крупного рогатого скота. Выход жома при урожайности 30 т/га составляет 24 т/га.

Патока используется в кондитерской и пищевой промышленности. В кормовой патоке содержится до 60% сахаров, 9% минеральных веществ, по кормовой ценности она приближается к зерну: 100 кг содержат 77 кормовых единиц и 4,5 кг переваримого протеина. Патока используется для производства глицерина и спирта.

Сахарная свекла имеет преимущество в кормовом значение по отношению к ряду культур. Например, урожайность зеленой массы кукурузы с початками составляет 30 т/га или 7000 корм. ед./га, тогда как сахарной свеклы — 30 т/га корнеплодов и 15 т/га ботвы или 10500 корм. ед./га.

Отходом свеклосахарного производства является дефекационная грязь (дефекат), служащий промышленным органическим удобрением. Химический состав: 40-50% карбоната кальция (извести), 15% органического вещества, 0,2-1,7% азота, 0,2-0,9% P₂O₅, 0,5-0,9% K₂O.

Агротехническое значение

После уборки сахарной свеклы на поле остается большое количество растительных остатков, которые служат в качестве органического удобрения или в кормовых целях в свежем, силосованном или высушенном виде.

Введение в севооборот такого корнеплода, как свекла, неразрывно связано с переходом к более совершенной системе полеводства, с улучшением обработки земли и корма скота и т.д.

В.И. Ленин. Развитие капитализма в России. Собрание сочинений, т. 3.

Таблица. Влияние сахарной свеклы и озимых культур на урожайность последующих культур севооборота (ВНИИСС)

Культура	Урожайность после сахарной свеклы, в среднем за 5 лет, ц/га	Урожайность после озимых, в среднем за 5 лет, ц/га
Овес	20,3	18,4
Просо	18,8	16,0
Горох	15,5	14,3
Вико-овес (на зерно)	19,2	17,8
Суданская трава (на сено)	49,3	41,6

История культуры

Сахарная свекла была введена в культуру относительно недавно.

Культурная двулетняя свекла происходит от дикой однолетней, которую начали выращивать в Передней (Западной) Азии 2000-1500 лет до н.э. Дикая свекла сейчас встречается на побережьях Средиземного, Каспийского и Черного морей, в Закавказье, Малой Азии. Дикая свекла отличается грубым, деревянистым корнем и низким содержанием сахара.

Первыми в культуру вошли листовые формы — мангольд, затем в XVIII в. корнеплодные. Происходит сахарная свекла от белой огородной формы, или силезской, которая возникла в результате отбора естественных гибридов листовой с низким содержанием сахара и кормовой.

Кристаллический сахар, или сахароза, был выделен из свеклы в 1747 г. Маркграф. При этом было доказано, что свекловичный и тростниковый сахар одно и тоже вещество. Однако получение сахара из свеклы было доказано только в 1799 г. Ахардом.

В России сахарная свекла и сахароварение берут начало в 1802 г., когда в селе Алябьево бывшей Тульской губернии был открыт первый сахарный завод. Однако в промышленных масштабах получение сахара из сахарной свеклы началось только в середине XIX в.

Долгое время содержание сахара в культурной свекле оставалось низким. В начале XIX в. сахаристость корнеплодов была 6,7%, к 1860 г. её удалось повысить до 10%. В настоящее время лучшие сорта имеют сахаристость свыше 20%, при этом удалось увеличить также масса корнеплодов.

Районы возделывания

Крупными странами-производителями сахарной свеклы являются Россия, Украина, Франция, США, Польша, Германия, Италия, Румыния, Испания, Чехия, Великобритания, Бельгия, Венгрия, Турция. 70-80% всех площадей посевов и валового сбора сахарной свеклы приходятся на страны Европы.

В 1981 г. площадь посевов в мировом земледелии была 9345 тыс. га, в том числе 3633 тыс. га в СССР, или 38,9%. В самом СССР 1800 тыс. га (49,1%) были на Украине и 1600 тыс. га (42,9%) в РСФСР, на долю остальных республик приходилось примерно 8%. За годы Великой Отечественной войны и в послевоенный период сахарная свекла распространилась в Молдавии, Белоруссии, Латвии, Литве, Казахстане, Киргизии, Грузии, Армении.

В России основными регионами свеклосеяния являются Центрально-Черноземная зона и Краснодарский край. Также сахарную свеклы выращивают в Алтайском и Ставропольском краях, Самарской и Саратовская областях, юге Нечерноземной зоны, Западной Сибири и Дальнем Востоке. Посевы продолжают продвигаться на север (до 60° с.ш.), восток и юг (40° с.ш.) страны, выходя за пределы традиционных районов свеклосеяния. Имеет значение распространение посевов на орошаемых землях Поволжья и Северного Кавказа.

Урожайность

Сахарная свекла — одна из высокоурожайных культур, по сбору продукции с единицы площади занимает одно из первых мест среди полевых культур.

В 1984 г. урожай сахарной свеклы (фабричной) в СССР был 24,6 т/га. В 1982 г. средняя урожайность на сортоучастках составила 38,6 т/га; на орошаемых землях госсортоучастков Украины — 77,7 т/га.

Во времена СССР высокие урожаи сахарной свеклы собирали:

В настоящее время в Краснодарском крае, Воронежской и Белгородских областях получают урожай 50-60 т/га, в условиях орошения — 70-80 т/га. Перспективными направлениями по повышению урожайности сахарной свеклы являются: семеноводство, новые технологии возделывания, специализирование предприятий.

Современные достижения в получении максимальных урожаев:

Швейцария — 68 т/га;
Австрия — 67 т/га;
Франция — 61 т/га;
Испания — 56 т/га;
Бельгия — 55 т/га;
Великобритания — 55 т/га;
Германия — 54 т/га;
Нидерланды — 51 т/га;
Дания — 50 т/га.

Ботаническое описание

Сахарная свекла (Beta vulgaris L., v. saccharifera) относится, также как и кормовая (v. crassa), листовая (v. cicla) и столовая (v. esculenta), к семейству Маревые (Chenopodiaceae).

Сахарная свекла, как и другие корнеплоды, относится к геофитам. Геофиты характеризуются тем, что их эпикотиль (головка), гипокотиль (шейка) и собственно корень в процессе эволюции превратились в органы накопления запасных питательных веществ, а почки возобновления, из которых появляются листовые и цветоносные побеги, закладываются в надземных или подземных органах близко к поверхности почвы.

Корневая система

Корневая система взрослого растения сахарной свеклы включает утолщенный главный корень и густую сеть тонких разветвлений, отходящих от главного корня. Проникает в глубь почвы до 2,5 м, в ширину распространяется в радиусе 40-50 см. Масса корнеплода в среднем составляет 400-800 г.

Главный корень, или корнеплод, имеет конусообразную удлиненную форму, немного сжатую с боков, обычно неразветвляющуюся. Корнеплод подразделяется на:

головку корнеплода, или укороченный стебель, которая полностью развивается над поверхностью почвы и несет листья, в ней наименьшее содержание сахара;
шейку, или гипокотиль, или подсемядольное колено, представляет собой часть корнеплода без листьев и боковых корней, накапливает наибольшее количество сахара — до 19-20%;
собственно корень, нижняя часть корнеплода, или хвостик, обычно имеет коническую форму, на которой формируются боковые корешки, располагающиеся в два продольных ряда, на его долю приходится 70-85% длины корнеплода.

В анатомическом отношении у видов рода Beta выделяют первичное, вторичное и третичное строение корня. При первичном строении в центре корня расположены сосуды первичной ксилемы и флоэмы, разделенные между собой клетками основной ткани — паренхимы. Вместе они представляет собой центральный проводящий цилиндр корня. Вокруг проводящего цилиндра располагается перикамбий (перицикл) — образовательная ткань, состоящая из одного слоя паренхимных клеток. Таким образом, перикамбий отделяет клетки первичного корня от центрального проводящего цилиндра.

После появления у растения первых настоящих листьев в корне начинают происходить вторичные изменения. В паренхимных клетках центрального цилиндра формируются две камбиальные дуги, которые изгибаются параллельно первичной флоэме, доходят до перицикла и затем принимающие вид окружности. Клетки, возникающие из камбиального кольца в направлении к центру, формируют вторичную ксилему (древесину), в направлении к периферии корня — вторичную флоэму (луб). Клетки перицикла формируют вторичную кору, состоящую из тонкого слоя пробковой ткани. Образование вторичной коры и пробкой ткани приводят к сбрасыванию первичной коры, называемой линькой корня. После линьки, корни утолщаются, по этой причине формирование густоты стояния растений, то есть прореживание, проводят в сжатые сроки, причем чем больше всходов на метре посевного рядка, тем раньше начинают прореживание, чтобы уменьшить влияние внутривидовой конкуренции.

После линьки корня во вторичной коре начинаются третичные изменения. В паренхиме вторичной коры формируется второе камбиальное кольцо. После того, как элементы ксилемы отложатся внутрь, а элементы флоэмы — наружу в виде пучков с паренхимными клетками между ними, второе камбиальное кольцо прекращает деятельность. Ему на смену на некотором расстоянии снаружи образуется третье камбиальное кольцо, которое формируется в результате деления следующих поколений тех же образовательных клеток, давших первое кольцо. По этой же схеме формируются четвертое, пятое и т.д. кольца. У современных сортов количество камбиальных колец доходит до 12.

Таким образом, утолщение корнеплода происходит в результате формирования новых колец и разрастания межкольцевой паренхимы. У сортов с высоким содержанием сахара количество колец, как правило, выше, чем у урожайных, а межкольцевая паренхима уже, корнеплоды меньше.

В корнеплоде сосудистые пучки, которые образовались первыми, располагаются в центре, тогда как самые молодые — на периферии. В листовой розетке, наоборот, старые листья — внешние, а молодые — внутренние. В этой связи в головке корнеплода сосудистые пучки перекрещиваются, что приводит к увеличению относительного содержания клетчатки.

Сахарная свекла первого года жизни (т.н. фабричная свекла, только она предназначена для выработки сахара) состоит (рис. 8) из корневой системы, корня (корнеплода) и листьев (ботвы).

Рисунок 8. Фабричная свекла

У свекловичного корня (корнеплода) различают: головку 2, шейку 3, тело корня 4 и хвост 5.

Головкой 2 называют надземную часть корня, на которой растут листья 1. Соответственно этому она простирается приблизительно до нижней границы розетки листьев. На головке расположены мощная розетка листьев и почки (глазки), из которых на второй год жизни вырастают цветоносные побеги. Масса головки по отношению к массе всего корня составляет 7-15 %. Так как эта часть корня относительно бедна сахаром и содержит особенно много несахаристых веществ, часть её не используют для добывания сахара, а оставляют вместе с листьями как ценное кормовое средство.

Шейка 3 корня у зрелой свеклы не имеет ни листьев, ни боковых корней.

Тело 4 свекловичного корня, примыкающее к шейке, представляет собой самую верхнюю расширенную часть постепенно утончающегося корня свеклы. Эта часть (собственно корнеплод) и используется для извлечения сахара.

По бокам тела корня, располагаясь с противоположных сторон, находятся желобчатые углубления, из которых прорастают боковые корни 6, проникающие в почву примерно на 40-50 см. Длину тела корня считают до того места, где он имеет еще диаметр около 1 см; продолжение этой части называют свекловичным хвостом 5. Последний переходит в центральный (главный) корень 7, длина которого может достигать 1,5 м и более, охватывая своими боковыми отростками зону до 2 м 2 .

Рисунок 9. Свекловичные листы

Многочисленные разветвления главного корня служат для удовлетворения большой потребности свеклы, относящейся к быстрорастущим растениям, во влаге и питательных веществах. Содержание сахара в свекловичном хвосте незначительно, и он используется в основном в качестве корма.

Свекловичный лист (рис. 9), не содержащий сахарозы, но содержащий 1 - 3 % моносахаридов, состоит из собственно листовой пластинки, пронизанной многочисленными сосудистыми пучками, и черешка, на котором держится лист.

На рис. 10 показана схема поперечного разреза листа.

Лист с верхней и нижней сторон защищен от потери влаги и проникновения микроорганизмов эпидермисом 2, который с внешней стороны усилен еще восковым слоем кутикулы 1.

Рисунок 10. Схема поперечного разреза свекловичного листа

В этом защитном слое находятся, главным образом, на нижней стороне, щелевидные отверстия (устьица) 3, которые связаны с межклеточными пространствами 5 и дыхательными полостями 4. Эти отверстия с помощью двух замыкающих клеток могут, в случае необходимости, открываться и закрываться и таким образом регулировать газовый и водный баланс растения.

К эпидермису примыкает мезофилл 6 (паренхимная ткань листа), верхний слой которой состоит из очень богатой хлорофиллом палисадной паренхимы 7. В этом слое находятся также кристаллические отложения (друзы) 8. От палисадной паренхимы до нижнего эпидермиса простирается губчатая паренхима 9 с большими межклеточными пространствами 5, содержащая значительно мeньшее количество хлорофилла.

В мезофилле в виде тонкой сетки расположены сосудистые пучки 10. Через них с одной стороны подводятся к свекловичному корню продукты ассимиляции (в т.ч. моносахариды), а с другой - вода и питательные вещества. Сосудистые пучки, кроме того, выполняют и механическую роль, придавая листьям определенную прочность.

Разветвленные боковые пучки соединяются в более толстом среднем пучке, который затем переходит в черешок листа (может быть различной длины); в черешке соединяется большое число сосудистых пучков. Последние расположены в паренхимной ткани., которая с поверхности также защищена эпидермисом, снабженным щелевидными отверстиями.

Рисунок 11. Корнеплод сахарной свеклы

Корнеплод сахарной свеклы (рис. 11) обладает плотной, белой мякотью обычно имеет коническую форму с относительно небольшой головкой с двумя вертикальными бороздками. Из бороздок растут тонкие корешки с корневыми волосками, через которые растение получает из почвы влагу и питательные вещества. Корнеплод почти полностью заглублен в землю.

В зависимости от сорта и условий возделывания корнеплоды имеют коническую (удлиненную и укороченную), мешковидную и цилиндрическую форму. Корнеплоды конической формы более сахаристые, мешковидные - более урожайные. Корнеплоды фабричной свеклы должны быть крупными, гладкими, с высоким содержанием сахарозы.

Имеются следующие недостатки (дефекты) в строении корнеплодов (рис. 12).

Рисунок 12. Дефекты строения корнеплодов

Ветвистость (разветвление нижней части корнеплода или утолщение боковых корней) - появляется при мелкой вспашке, в каменистой почве. Такие корнеплоды хуже хранятся.

Дуплистость - образуется при разрыве тканей в корнеплоде вследствие неравномерного их нарастания. Дупла являются очагами грибковых и бактериальных заболеваний при хранении корнеплодов.

Многоголовчатость - проявляется при разрастании отдельных почек, поэтому на одном корнеплоде образуется несколько обособленных головок.

Бугристость и скрученность (боковые бороздки корнеплода идут винтообразно) - вызывается неравномерностью роста внутренних тканей корнеплода, повышенной плотностью почвы, неравномерностью распределения питательных веществ.

Рисунок 13. Поперечный разрез корня свеклы

Масса корнеплода состоит из множества микроскопических клеток, среди которых различают (рис. 13) плотные, высохшие, непроницаемые для влаги клетки 1, составляющие верхнюю защитную кожицу корнеплода (эпидермис); клетки, образующие сосудистые пучки 3 (проводящая ткань), по которым влага и питательные вещества направляются в листья, а сахар и другие вещества из листьев - в корнеплод; клетки 2 паренхимной ткани, в которых накапливается и хранится основная масса свекловичного сока, содержащего сахарозу и другие растворимые в воде вещества. На поперечном разрезе корнеплода свеклы сосудисто-волокнистые пучки расположены кольцами, число их бывает 10-12 и более. Чем больше колец и гуще они расположены, тем выше Сахаристость свеклы. Самые молодые - это периферийные кольца сосудистых пучков, а самые старые - центральные.

Как и каждое растение, сахарная свекла состоит из очень большого числа клеток (Рис.14). Диаметр свекловичной клетки составляет около 40 мкм, так что в одном кубическом сантиметре свекловичной ткани содержится около 16 миллионов клеток.

Рисунок 14. Клетка паренхимной ткани свеклы

В сахарной свекле бoльшая часть сахарозы находится в клетках паренхимной ткани, мeньшая - в клетках проводящей ткани (флоеме и ксилеме). Проницаемость клеточных стенок зависит от проницаемости протоплазмы, состоящей из пектоцеллюлозной оболочки 1, липопротеидной мембраны 2, прилегающей к оболочке клетки, цитоплазмы 3, тонопласта 4, находящегося на границе вакуоли 5, заполненной свекловичным соком, и ядра 6. Пектоцеллюлозная оболочка клетки образует в углах сопряженных соседних клеток межклетники 8, заполненные газом, жидкостью или веществом оболочки. Протоплазмы соседних клеток сообщаются друг с другом через плазмодесмы 7 - тонкие каналы в клеточной оболочке.

Объем клеточных оболочек вместе с межклетниками составляет 5-7 % всего объема клетки.

Протоплазма - полупроницаемая перегородка, которая пропускает воду и не пропускает из клетки растворенные в соке вещества. Основное сопротивление проникновению веществ в клетку и выходу из неё создают мембраны, окружающие протоплазму, и включенные в неё органеллы. Поэтому скорость диффузии вещества в живой растительной ткани на несколько порядков ниже, чем в чистых жидкостях. Чтобы разрушить мембраны и облегчить экстракцию сахарозы из клеток свекловичной ткани. Её нагревают до температуры денатурации белков (выше 60 о С). При этом белок протоплазмы свертывается и в оболочке клетки открываются поры, обеспечивающие экстрагирование сахарозы и других растворенных веществ из вакуоли клетки в окружающую среду.

Рост тканей обусловлен делением клеток. При этом клеточное ядро и протоплазма распределяются на две равные части, разделяемые образующейся срединной перегородкой.

Клетки в зрелом корне отделены друг от друга и образуют межклеточное пространство в виде системы каналов, простирающихся до наружной поверхности корня. Каналы служат для газообмена клеток с атмосферным воздухом при дыхании.

Углевод сахароза (дисахарид - С₁₂Н₂₂О₁₁, состоящий из моносахаридов - С₆Н₁₂О₆ - глюкозы и фруктозы) в клетках листа образуется в результате фотохимического процесса ассимиляции. Исходными веществами процесса являются диоксид углерода (СО₂), поступающий из воздуха, и вода, поступающая из почвы.

При ассимиляции СО₂ в качестве промежуточного продукта образуется формальдегид СН₂О, который конденсируется в моносахариды (глюкоза, фруктоза и пр.). Молекула моносахарида образована из 6 молекул формальдегида.

По современным представлениям фотохимическая реакция образования моносахарида состоит из двух процессов:

1 - фотохимическое разложение воды под действие водородного акцептора Х:

2Н₂О + 2Х ® 2(Х · 2Н) + О₂ .
При этом установлено, что присоединение водорода к акцептору Х может осуществляться только под действием солнечной световой энергии;

2 - восстановление СО₂ за счет энергии, полученной при фотолизе воды; этот процесс не требует солнечной энергии и может протекать в темноте:

В общем виде реакция образования моносахаридов осуществляется по уравнению

Как видно, реакция требует затраты энергии. Эта энергия доставляется солнцем и усваивается с помощью хлорофилла (пигмента зеленых листьев), который является химической смесью двух содержащих магний красящих веществ.

В листе происходят взаимные превращения моносахаридов (глюкозы во фруктозу и др.) и при участии ферментных систем - переход их в дисахарид сахарозу и в незначительном количестве - в крахмал и декстрины. Часть моносахаридов идет на образование и рост клеточных тканей и используется корнем как материал для дыхания. Сахароза, синтезирующаяся в листьях, транспортируется по сосудистой системе в корень, где и накапливается.

Кроме ассимиляции, для жизнедеятельности свеклы, как и для каждого растения, необходимым является дыхание. Оба эти процесса протекают совместно. В то время как ассимиляция происходит исключительно в зеленых частях растений и только при свете, все живые органы растения днем и ночью вдыхают кислород и выдыхают углекислоту.

В противоположность ассимиляции при дыхании освобождается энергия. Дыхание протекает по общей формуле:
С₆Н₁₂О₆ + 6 О₂ ® 6 СО₂ + 6 Н₂О + 2870 кДж/моль

Большую часть органических веществ, расходуемых при дыхании, составляют моносахариды. Но наряду с этим при дыхании могут разлагаться и кислоты (на углекислоту и воду).

Сахароза (в дальнейшем - сахар) в корне распределяется неравномерно (рис. 15).

Рисунок 15. Распределение сахара в корнеплоде свеклы в %% (за 100% принято максимальное содержание)

Наибольшее содержание сахара - в центральной части корня, минимальное - в головке корня и немногим больше, чем в головке, в хвостике. Размер корня не всегда определяет его низкую или высокую Сахаристость.

Наиболее ценной составной частью корня свеклы является сахар. Содержание сахара в свекле (Сахаристость) колеблется от 15 до 21 % и для свеклы среднего качества составляет около 17,5 %.

Корень свеклы состоит из воды и сухих веществ, под которыми разумеются все вещества, остающиеся после удаления воды высушиванием. свекла среднего качества имеет следующий состав (в %):

сухие вещества - 25, вода - 75, итого - 100

Часть сухих веществ свеклы растворена в содержащейся в ней воде и образует свекловичный сок. Другая часть сухих веществ - мякоть - находится в нерастворенном состоянии. Мякоть, нерастворимая в вода, связывает, однако, часть воды, которая не входит в состав сока. С этой стороны свекла среднего качества характеризуется следующими данными (в %):

сок - 92, мякоть - 5, связанная вода - 3, итого - 100

Сухие вещества свеклы состоят из сахара и несахара; в свекле среднего качества содержится (в %):

сахара - 17,5, несахара - 7,5, итого - 25,0

Несахар состоит из мякоти и несахара, растворенного в соке вместе с сахаром. В свекле среднего качества содержится (в %):

мякоти - 5,0, несахара сока - 2,5, итого - 7,5

Как указывалось ранее, в свекле среднего качества содержится 92% свекловичного сока; он состоит из следующих веществ (в %):

сахар - 17,5, несахар сока - 2,5, вода - 72,0, итого - 92,0

Пользуясь этими данными, можно определить состав свекловичного сока (в %% к массе сока):

На основании этих данных можно вычислить процентное содержание сахара в соке к общей массе сухих веществ. Это так называемая чистота сока.

Чистота свекловичного сока будет равна: 19,0 х 100 / 21,7 = 87,6%

Все приведенные данные являются примерными, близкими к среднему составу свеклы, и могут колебаться в зависимости от условий произрастания свеклы. В частности, чистота сока колеблется от 80,0 до 90,0 %. В России она обычно бывает в пределах 85-89 % .

Чем больше сахара содержит свекла и чем выше чистота её сока, тем лучше свекла с точки зрения производства сахара.

В корнеплодах сахарной свеклы присутствуют (см. схему "Состав сахарной свеклы") растворимые и нерастворимые несахара, к которым относят все сухие вещества свеклы, кроме сахарозы.

Растворимые несахара - это моносахариды, "безвредные" азотистые органические соединения (белки, аминокислоты), "вредные" азотистые органические соединения (бетаин, амиды и соли аммония) и безазотистые органические соединения (гидратопектин, органические кислоты, жир и липиды, сапонин), пектин, зольные компоненты (окислы калия, магния, кальция, железа, фосфаты, сульфаты, силикаты, хлориды и др.); нерастворимые сахара - целлюлоза, гемицеллюлоза, протопектин, белки, лигнин, зола и сапонин. Нерастворимые несахара образуют мякоть свеклы.

При переработке корнеплодов нерастворимую обессахаренную свекловичную массу в виде жома выводят из завода и используют на корм скоту. Растворенные несахара только частично удаляются при очистке диффузионного сока и на следующих стадиях производства. Они затрудняют проведение технологических процессов и способствуют увеличению потерь сахарозы с мелассой, поэтому их называют "вредными" несахарами.

Примерная кормовая ценность сахарной свеклы и отходов, получаемых при её уборке и переработке

При рассмотрении физических (физико-механических, теплофизических, физико-химических) характеристик свеклы необходимо различать индивидуальный корнеплод и свекловичную массу, т.е. совокупность некоторого количества корнеплодов и содержащихся в этой массе примесей как прилипших к поверхности корнеплода, так и находящихся в промежутках между корнеплодами.

Физические свойства корнеплодов и свекловичной массы весьма разнообразны.

Некоторые характеристики отдельного свекловичного корнеплода:

Свеклу в насыпи (свекловичную массу) можно рассматривать как сыпучее тело, приближающееся по своим свойствам скорее к структурно вязкой жидкости, чем к твердому телу.

Раскрывается важность дражирования семян сахарной свеклы. Приводятся результаты исследования физико-механических свойств семян сахарной свеклы, на основе которых был разработан барабанный дражиратор.
Ключевые слова: семена, барабанный дражиратор, сахарная свекла, качество, дражирование.

Results of physical and mechanical properties of sugar beet seeds
O.N. Kukharev, I.N. Semov
Reveals the importance of pelleting sugar beet seeds. The results of physical and mechanical properties of sugar beet seeds that were the development of drum drazhiratora.
Key words: seeds, drum pelleting device, sugar beet, quality, pelleting.

© 2001-2022 ООО редакция журнала "Сахарная свекла" (издатель журнала "Сахарная Свекла").
При перепечатке материалов ссылка на журнал "Сахарная свекла" обязательна.
Мнение авторов публикуемых статей не всегда совпадает с мнением редакции.

Читайте также: