Оценка содержания сахаров в стеблях Сорго

Резюме

В настоящее время в Республике Казахстан нарастают объемы производства зернового и сахарного сорго. Зерновое сорго, используемое для кормовых целей, возделывается, в основном, в северных регионах страны, незначительным производством и переработкой сахарного сорго занимаются в Южно-Казахстанской области. Вместе с тем, сорго является высокорентабельным сырьем в плане глубокой переработки и может быть хорошей альтернативой при получении крахмала и сахаропродуктов.

Ключевые слова: Сахарный сорго, селекционные сорта, целлюлоза, пщеница.

Государственная программа индустриально-инновационного развития Республики Казахстан на 2015-2019 годы сфокусирована на развитии обрабатывающей промышленности, в частности переработки сельскохозяйственной продукции. Одной из приоритетных задач для реализации программы является повышение доступности сельскохозяйственного сырья для предприятий, перерабатывающих сельскохозяйственную продукцию. Производство продуктов питания является стратегически значимой отраслью, обеспечивающей продовольственную безопасность страны. Вопрос диверсификации структуры посевных площадей имеет стратегическое значение для развития сельского хозяйства РК. Так, по данным управления сельского хозяйства МСХ РК, по Программе развития агропромышленного комплекса 2017-2021 году посевы пшеницы планируется уменьшить на 2,3 млн. га. За счет сокращения посевных площадей пшеницы ожидается рост площадей фуражных, овощных, масличных, крупяных и других культур.

В экономике Республики Казахстан производство сахара и сахарозаменителей играет важную роль. В связи с этим большую актуальность приобретает поиск путей получения сахаристых веществ из нетрадиционных сахароносов.

Одними из экономически выгодных при диверсификации посевов пшеницы сельскохозяйственных культур являются сорго. Исключительная засухоустойчивость, высокая продуктивность и кормовые достоинства ставят эти культуры в ряд наиболее перспективных зерновых культур.

В настоящее время в Республике Казахстан нарастают объемы производства зернового и сахарного сорго. Зерновое сорго, используемое для кормовых целей, возделывается, в основном, в северных регионах страны, незначительным производством и переработкой сахарного сорго занимаются в Южно-Казахстанской области. Вместе с тем, сорго является высокорентабельным сырьем в плане глубокой переработки и может быть хорошей альтернативой при получении крахмала и сахаропродуктов.

В стеблях сахарного сорго содержится около 20% сахара, в связи с чем, сорго может составить конкуренцию сахарной свекле. Как показывает зарубежный опыт, использование сорго в сахарной промышленности весьма перспективно, поскольку технологический процесс извлечения сахара из растений сорго менее трудоемок и более экономичен, чем при использовании для этих целей сахарной свеклы. Урожай сахарного сорго, по данным исследователей, может составлять 20-30 тонн/га, из 1 тонны массы сорго получают 800-850 л сока с содержанием 20% углеводов или до 80 л этанола, то есть с 1 га - 2 м³ этанола. Даже при сравнительно невысокой урожайности сахарного сорго - 200 ц/га, которую можно гарантированно получать в условиях засушливой зоны, при содержании в соке стеблей 20% сахара, выход его составляет 32 ц/га.

Путем микробного синтеза в настоящее время можно было бы получать около 60 органических карбоновых кислот. Все эти кислоты можно синтезировать химическими методами. Однако, при химическом синтезе используется в качестве исходного сырья нефть, газ и уголь, запасы которых не безграничны, кроме того этот процесс экологически небезопасен. При микробиологическом синтезе могут использоваться (и уже используются) неограниченные, постоянно возобновляемые ресурсы - растительное сырье.

Все это заставило интенсифицировать селекционную работу с целью создания сортов и гетерозисных гибридов сахарного сорго для переработки в глюкозо-фруктозный сироп, а также начать подбор стерильных линий для организации семеноводства и получения гибридных семян.

Изучение коллекционного материала сахарного сорго показало, что по содержанию сахаров в соке стеблей выделяется 13 % сортообразцов с очень высокими значениями (>19 %), 46 % - с высокими (15.1-19 %), 32% - со средними (11.1-15 %) и 9 % с низкими (< 11 %).

Из коллекции было выделено 18 сортообразцов с концентрацией сахаров в соке стеблей 21 % и более (табл.1). В основном это образцы мировой коллекции, отобранной в ВИР. Характерными для них были низкая и средняя интенсивность роста, среднее повреждение тлей и позднеспелость, хотя встречались и относительно ранние сортообразцы Высота растений колебалась от 160 до 295 см.

Таблица 1 - Характеристика лучших коллекционных сортообразцов сахарного сорго

Самыми сахаристыми были Л-304-140-90, Cane Orange Viets, Atlas, Black Amber, Schrok Kaffir, Early Folger, Waconia Orange, Сахарное 20, Оранжевое и другие сортообразцы.

При изучении динамики накопления Сахаров у 123 коллекционных сортообразцов сахарного сорго была установлена ее зависимость от генотипов конкретных образцов и в частности от длины их вегетационного периода (г=0.73± 0,09). Так у скороспелых сортообразцов Волжское 51-89, Оранжевый сумак (К-3868) сахара накапливались гораздо быстрее, чем у позднеспелых, но не достигали их уровня в конце вегетации. К началу августа концентрация сахара в соке у них превышала 13 %, тогда как у среднеспелых -11%, позднеспелых - 8 % (рис.3.16).

С середины и до конца августа преимущество получают среднеспелые сортообразцы К-387; К-165 (Cane Orange Viets), которые превышают по содержанию сахаров скороспелые и позднеспелые формы.

С конца августа позднеспелые сортообразцы Л-3 04-140-90, К-2307 (Sirak mehepnu) начинают превышать по сахару более ранние номера и достигают максимума 23-24 %.

В связи с этим, при переработке стеблей сахарного сорго на сироп целесообразно 25 % площадей под сахарным сорго занимать скороспелыми сортами, среднеспелыми - 25 %, позднеспелыми - 50 %, чтобы обеспечить промышленность, производящую сорговый сироп, на протяжении августа - сентября сырьем с наибольшим содержанием Сахаров.

В фазу восковой спелости зерна производилась уборка стеблей лучших сортообразцов сахарного сорго для получения сока и определения продуктивности. Выделившимися по процентному содержанию сахара в стеблях сорго были сортообразцы Л-304-140-90 - 22,3 % Waconia Orange - 22,0 % и Cane Orange Viets - 21,9 % (табл.3.9).

По валовому выходу сахара с единицы площади лучшими оказались сортообразцы Л-304-140-90, Black Amber, Оранжевое и Местное, которые дали урожай сахара в пересчете на 1 га 4,3 т, 4,1 т, 3,9 т и 3,8 соответственно. Стандартный сорт Сахарное 20 сформировал урожай 2,3 т/га.

Таблица 2 - Характеристика лучших сортообразцов сорго по продуктивности сахара в соке стеблей

Однако не всегда большой урожай стеблей сопровождался высоким выходом сока и, следовательно, сахара. Преимущество здесь получали образцы с мягкими стеблями, которые легко раздавливались вальцами. Выход сока у таких образцов, например, Cane Orange Viets и Waconia Orange, достигал 50-51,6 % от массы стеблей, тогда как у других образцов он колебался от 35,3 до 47,5 %. Поэтому образцы с высокой урожайностью зеленой массы и сахаристостью, как Schrock Kaffir, показывали низкий выход сахара (1,8 т/га). У других высокоурожайных образцов, таких, как Сахарное 35, выход сахара (2,1 т/га) уменьшился из-за малой сахаристости сока (14,4 %).

Таким образом, в результате изучения коллекционных сортообразцов сахарного сорго было выделено 18 образцов с концентрацией углеводов в соке стеблей более 21 %, лучшими из которых были Л-304-140-90, Schrock Kaffir, К-1358, Cane Orange Viets, Оранжевое, и другие. Из них семь сортов формируют урожай Сахаров от 2.3 до 4.3 т/га (Сахарное 20, Местное, Black Amber, Л-304-140-90 и др.), которые рекомендованы нами для дальнейшей селекционной проработки.

Литература

1. Водопотребление и продуктивность сорго на зерно в зависимости от основной обработки почвы и норм посева семян на орошаемых светло- каштановых почвах Нижнего Поволжья / О.Г. Чамурлиев, М.В. Карпов, Е.В. Зинченко // Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса: наука и высшее профессиональное образование. - 2012. - № 2 (26). - С. 46-51.
2. Шепель, Н.А. Сорго [Текст] / Н.А. Шепель. - Волгоград: Комитет по печати, 1994. - 448 с.: ил
3. Сахарное сорго- перспективная культура рисового севооборота/Н.В. Ракитина, В.В. Бородычев, С.Б. Адьяев.// Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса: наука и высшее профессиональное образование. - 2013. - № 1 (29). - С. 64-70.