Сахарная свёкла

Сахарная свёкла — это техническая культура, корнеплод которой содержит значительное количество сахарозы (в среднем 16–20 % от сырой массы) и используется в качестве основного сырья для промышленного производства сахара в странах с умеренным климатом. Относится к ботаническому виду свёкла обыкновенная (Beta vulgaris) подвида vulgaris, разновидности saccharifera. Является одной из важнейших сельскохозяйственных культур в мире, обеспечивая около 20–25 % мирового производства сахара (остальная доля приходится на сахарный тростник).

История

Происхождение и селекция

Сахарная свёкла была выведена искусственно в результате длительной селекции. Её предком считается дикая свёкла (Beta vulgaris subsp. maritima), произраставшая в Средиземноморье и на Ближнем Востоке. В древности свёклу выращивали как листовой овощ (мангольд) и кормовую культуру. Содержание сахара в корнеплодах первоначально не превышало 1–2 %.

В 1747 году немецкий химик Андреас Сигизмунд Маргграф впервые обнаружил в корнеплодах свёклы кристаллы сахара, идентичные тростниковому. Однако практическое значение открытия было реализовано его учеником Францем Карлом Ахардом, который в 1801 году в Силезии (Пруссия) построил первый в мире завод по переработке сахарной свёклы. Ахард также разработал методы селекции, позволившие повысить сахаристость до 5–6 %.

Распространение в XIX–XX веках

В начале XIX века, в период Наполеоновских войн, континентальная блокада Великобритании привела к дефициту тростникового сахара в Европе. Это стимулировало развитие свеклосахарного производства во Франции и Германии. К середине XIX века сахарная свёкла стала основной сахароносной культурой в Европе.

В России первые опыты по выращиванию сахарной свёклы начались в 1802 году в Тульской губернии. Первый сахарный завод был построен в 1802 году в селе Алябьево (ныне Тульская область). К концу XIX века Российская империя стала одним из крупнейших производителей свекловичного сахара в мире. В советский период отрасль была национализирована и модернизирована: созданы специализированные сорта, внедрена механизация, построены десятки сахарных заводов в Центральном Черноземье, Поволжье, на Украине и в Белоруссии.

Современное состояние

В XXI веке сахарная свёкла остаётся стратегической культурой для многих стран. В России в 2020-е годы посевные площади под сахарную свёклу составляли около 1–1,1 млн гектаров, валовой сбор — 40–50 млн тонн в год. Основные регионы-производители: Краснодарский край, Воронежская, Липецкая, Тамбовская, Курская, Белгородская области, а также Татарстан и Башкортостан.

Ботаническое описание

Строение растения

Сахарная свёкла — двулетнее травянистое растение. В первый год вегетации образует розетку прикорневых листьев и утолщённый корнеплод. Корнеплод имеет мясистую консистенцию, белого цвета, с характерной конической или удлинённо-конической формой. Масса корнеплода варьирует от 200 г до 1,5 кг в зависимости от сорта и условий выращивания. На второй год из корнеплода развивается цветоносный стебель высотой до 1,5 м, на котором формируются соцветия (метёлки) с мелкими зелёными цветками. Плод — орешек, собранный в соплодия (клубочки).

Корневая система

Корневая система стержневая, проникает на глубину до 2–3 м, что позволяет растению добывать влагу из глубоких слоёв почвы. Боковые корни располагаются в пахотном слое (до 30–40 см). Основная масса корней сосредоточена в радиусе 30–50 см от центра.

Химический состав

Основные компоненты корнеплода сахарной свёклы:

Вода — 75–80 %
Сахароза — 16–20 %
Клетчатка (целлюлоза, гемицеллюлоза) — 2–3 %
Пектиновые вещества — 1–2 %
Азотистые вещества (белки, аминокислоты) — 0,5–1 %
Зола (калий, натрий, кальций, магний, фосфор) — 0,5–1 %
Несахара (раффиноза, инвертный сахар, органические кислоты) — 0,5–1 %

Классификация сортов

Сорта сахарной свёклы классифицируются по нескольким признакам:

По направлению использования

Технические (сахарные) — с максимальной сахаристостью (18–22 %), предназначены для выработки сахара.
Кормовые — с пониженной сахаристостью (12–15 %), но с большей массой корнеплода, используются на корм скоту (часто — гибриды с кормовой свёклой).
Семенные — специальные сорта для получения семян (выращиваются в двулетней культуре).

По срокам созревания

Раннеспелые (вегетационный период 120–140 дней)
Среднеспелые (140–160 дней)
Позднеспелые (160–180 дней)

По устойчивости

Устойчивые к церкоспорозу (грибковое заболевание)
Устойчивые к корнееду
Устойчивые к засухе
Солеустойчивые

Технология возделывания

Агротехнические требования

Сахарная свёкла требовательна к плодородию почвы, влажности и теплу. Оптимальные почвы — чернозёмы, тёмно-серые лесные, каштановые. Кислотность почвы должна быть близка к нейтральной (pH 6,5–7,5). Лучшие предшественники в севообороте: озимые зерновые, кукуруза на силос, многолетние травы. Не рекомендуется высевать после подсолнечника, рапса и других культур, поражаемых общими болезнями (склеротиниоз, фомоз).

Посев

Посев проводят весной, когда почва прогреется до 5–7 °C на глубине 5–6 см. Норма высева — 8–12 кг/га семян (в зависимости от всхожести и схемы посева). Глубина заделки семян — 2–4 см. Ширина междурядий — 45 см (для механизированной обработки). Используются дражированные семена (покрытые защитно-стимулирующей оболочкой).

Уход

Боронование — до всходов и по всходам для уничтожения сорняков.
Междурядные обработки — культивация, окучивание.
Подкормки — азотные, фосфорные, калийные удобрения (нормы рассчитываются по результатам агрохимического анализа почвы).
Орошение — в засушливых регионах (например, в Краснодарском крае) применяется полив дождеванием или капельный.
Защита от вредителей и болезней — обработка инсектицидами (против свекловичной тли, долгоносика, минирующей мухи) и фунгицидами (против церкоспороза, мучнистой росы).

Уборка

Уборку проводят в конце сентября — октябре, когда корнеплоды набирают максимальную массу и сахаристость. Используются свеклоуборочные комбайны, которые одновременно выкапывают корнеплоды, обрезают ботву и грузят их в транспортные средства. Ботва (листья) используется на корм скоту или как сидерат.

Переработка

Технологическая схема

Производство сахара из сахарной свёклы включает следующие этапы:

Приёмка и очистка — корнеплоды моют в гидротранспортёрах и барабанных мойках для удаления земли, камней и примесей.
Измельчение — свёкла измельчается в стружку (тонкие пластинки толщиной 1–2 мм) на свеклорезках.
Диффузия — стружка обрабатывается горячей водой (70–80 °C) в диффузионных аппаратах. В результате получается диффузионный сок (содержит 12–16 % сахарозы) и жом (обес сахаренная стружка, используемая на корм скоту).
Очистка сока — известкование (добавление извести для осаждения несахаров), сатурация (пропускание углекислого газа для удаления избытка извести), сульфитация (обработка сернистым газом для обесцвечивания).
Выпаривание — сок упаривают в вакуум-аппаратах до получения сиропа с концентрацией сахара 60–65 %.
Кристаллизация — сироп уваривают в вакуум-аппаратах до состояния утфеля (смесь кристаллов сахара и межкристальной жидкости).
Центрифугирование — утфель разделяют в центрифугах на кристаллы сахара (белый сахар) и патоку (мелассу).
Сушка — кристаллы сахара сушат горячим воздухом, охлаждают и фасуют.

Побочные продукты

Жом — используется как корм для крупного рогатого скота (содержит клетчатку, пектин, белок).
Меласса (кормовая патока) — содержит 40–50 % сахара, используется для производства дрожжей, спирта, лимонной кислоты, а также как кормовая добавка.
Дефекат (фильтрационный осадок) — известковое удобрение, применяемое для раскисления почв.

Экономическое значение

Мировое производство

По данным Продовольственной и сельскохозяйственной организации ООН (ФАО), в 2022 году мировое производство сахарной свёклы составило около 270–280 млн тонн. Крупнейшие производители (по данным на 2022–2023 годы):

Россия — 48–50 млн тонн
Франция — 30–35 млн тонн
Германия — 25–30 млн тонн
Турция — 20–22 млн тонн
Польша — 15–17 млн тонн
США — 12–14 млн тонн
Китай — 10–12 млн тонн

Роль в экономике России

Свеклосахарный комплекс России является одним из крупнейших в мире. В 2023 году в стране действовало около 70 сахарных заводов, перерабатывавших 40–45 млн тонн свёклы в год. Производство сахара из собственного сырья полностью обеспечивает внутренние потребности России (около 5,5–6 млн тонн в год) и позволяет экспортировать излишки (до 1–2 млн тонн) в страны СНГ, Центральной Азии и Ближнего Востока.

Экологические аспекты

Возделывание сахарной свёклы связано с рядом экологических проблем:

Высокое потребление воды — для получения 1 тонны корнеплодов требуется 300–500 м³ воды (включая орошение).
Эрозия почв — интенсивная обработка почвы и уборка корнеплодов способствуют ветровой и водной эрозии.
Загрязнение пестицидами — применение гербицидов, инсектицидов и фунгицидов может накапливаться в почве и водоёмах.
Энергоёмкость — переработка свёклы в сахар требует значительных затрат тепла и электроэнергии (до 1,5–2 ГДж на 1 тонну сахара).

В последние десятилетия внедряются технологии точного земледелия, биологические методы защиты растений, а также замкнутые циклы водопользования на сахарных заводах.

Интересные факты

Сахарная свёкла содержит до 20 % сахарозы, но для получения 1 кг сахара требуется переработать около 6–7 кг корнеплодов.
В XIX веке сахарная свёкла была одним из главных источников дохода для многих помещичьих хозяйств в Российской империи.
В 2020 году в России был выведен сорт сахарной свёклы «РМС-120», устойчивый к засухе и болезням, с сахаристостью до 22 %.
Меласса, образующаяся при производстве сахара, используется для производства рома (в странах Карибского бассейна) и кормовых дрожжей.
Сахарная свёкла является одним из немногих растений, у которых содержание сахарозы в корнеплоде может превышать содержание воды в пересчёте на сухое вещество.

Источники

Агротехнология сахарной свёклы / Под ред. В. А. Гуляева. — М.: Колос, 2005.
Технология производства сахара / А. Р. Сапронов, Л. А. Сапронова. — М.: Пищевая промышленность, 2009.
Данные Продовольственной и сельскохозяйственной организации ООН (FAO) за 2022–2023 годы.
Государственный реестр селекционных достижений, допущенных к использованию (РФ), 2023.
Сборник научных трудов ВНИИ сахарной свёклы имени А. Л. Мазлумова, 2021.

BFOmetr — база данных и аналитика по компаниям России.

На главную BFOmetr →