Действие удобрений на урожайность и качество семян подсолнечника

В этом опыте наиболее оптимально была подобрана доза фосфорного удобрения, при внесении которого повышалась как урожайность, так и масличность семян подсолнечника. От внесения азота несколько повышался сбор семян, но уменьшалось количество жира в семенах, в результате выход жира с единицы площади почти не изменялся. Доза калийного удобрения была недостаточной для обеспечения оптимального уровня питания калием в период налива семян, в результате чего масличность семян снижалась, однако общий выход жира увеличивался вследствие повышения урожая подсолнечника.

При внесении удобрений можно не только повысить накопление жира в семенах, но и улучшить качественный состав масла. В опытах, где проводились наблюдения за изменением состава и качества жира в семенах в зависимости от условий питания растений, выявлена общая закономерность, характерная для всех масличных культур: если в результате действия удобрений (или других факторов) увеличивается накопление в семенах жиров, то оно сопровождается повышением степени непредельности жира, связанного с уменьшением в нём количества насыщенных жирных кислот и кислот с одной двойной связью и возрастанием содержания полиненасыщенных жирных кислот - линолевой и линоленовой.

Ослабление синтеза этих кислот при высоком уровне азотного питания вызвано усилением потребления восстановленных динуклеотидов НАДФ×Н для синтеза азотистых веществ, в результате чего меньше их включается в реакции образования ненасыщенных жирных кислот. Поэтому, правильно регулируя азотное, фосфорное и калийное питание масличных растений, можно создавать оптимальные условия для накопления в семенах высококачественного растительного масла.

КАРТОФЕЛЬ

Хозяйственная ценность картофеля определяется довольно высо­ким содержанием в его клубнях крахмала, белков, аскорбиновой кислоты и других веществ. На кулинарные свойства картофеля также очень сильное влияние оказывают сахара и небелковые азотистые ве­щества. В связи с тем, что картофель даёт высокий выход полезных веществ с 1 га, эта культура является важным источником возобнов­ляемых природных ресурсов, используемых в качестве сырья для пище­вой и биотехнологической промышленности.

Накопление крахмала и других углеводов. В сырых клубнях кар­тофеля содержание крахмала чаще всего составляет 12-18%, и он представлен двумя полисахаридами - амилозой и амилопектином. В среднем на долю амилозы в клубнях картофеля приходится 20-25% об­щего количества крахмала.

Полисахариды крахмала синтезируются в клубнях из углеводов, поступающих по флоэме из надземных органов, и откладываются в клетках запасающей паренхимы в виде крахмальных зёрен, большая часть которых сконцентрирована в камбиальном слое и внешней части сердцевины, значительно меньше их содержится во внутренних слоях сердцевины.

Величина крахмальных зёрен оказывает влияние на кулинарные свойства картофеля. Установлено, что если крахмальные зёрна имеют диаметр менее 20 мкм, то они при варке картофеля сильнее набухают, вызывая разрыв клеточных стенок, в результате клубни приобретают полужидкую консистенцию.

В начале клубнеобразования, когда происходит интенсивное фор­мирование структурных элементов клеток, скорость синтеза крахмала невелика и его содержание в молодых клубнях не превышает 8-10%. Однако в период интенсивного клубнеобразования синтез крахмала заметно усиливается и его концентрация в клубнях возрастает до 15-20% (рис. 60). На завершающих этапах созревания, когда происходит отмира­ние листьев, количество крахмала в клубнях картофеля может пони­жаться вследствие прекращения притока углеводов из надземных орга­нов и их расхода на дыхание.

В зависимости от интенсивности синтеза крахмала изменяется содержание сахаров, в молодых клубнях их концентрация в несколько раз выше, чем в зрелых.

Количество сахаров заметно повышается при хранении клубней, особенно при пониженной температуре, когда процессы образования крахмала ингибируются сильнее, чем его распад, в результате значи­тельная часть крахмала превращается в сахара и клубни приобретают сладкий вкус.

Повышение концентрации сахаров в клубнях картофеля ухудшает их технологические свойства, так как при тепловой обработке клуб­ней сахара взаимодействуют с аминокислота­ми, вследствие чего образуются тёмноокрашенные продукты - меланои­дины, ухудшающие качество получаемых пищевых продуктов. В целях предотвращения повышения концентрации сахаров рекомендуется хране­ние клубней картофеля при температуре не ниже 3-4⁰С. При более высокой температуре усиливается дыхание клубней и жизнедеятель­ность микроорганизмов, что приводит к быстрой порче картофеля.

Для закладки на хранение, а также переработки в различные пи­щевые продукты следует использовать только зрелые клубни, имеющие более низкую концентрацию сахаров.

В полностью вызревших и не подвергнутых хранению клубнях картофеля концентрация сахаров обычно не превышает 0,6-0,9 %, а в процессе хранения может возрастать до 3-4 %. Более половины содержащихся в клубнях сахаров представлены сахарозой.

В кожуре клубней картофеля откладывается много пектиновых веществ и клетчатки. Среднее содержание клетчатки в клубнях составляет около 1 %, пектиновых веществ 0,5-0,7 %. Пектиновые вещества клубней картофеля на 80-90 % представлены протопектинами.

Накопление азотистых веществ. Большая часть азотистых веществ клубней картофеля представлена белками, тогда как на долю небелко­вых форм азота обычно приходится 30-40%. Больше азотистых веществ накапливается в кожуре и сердцевине клубня и значительно меньше в камбиальном слое и периферийной части сердцевины.

Белки клубней на 50-65% состоят из запасных форм - глобули­нов, тогда как альбумины составляют 20-30% и глютелины 15-20% об­щего количества белков. Они довольно хорошо сбалансированы по составу незаменимых аминокислот, вследствие чего имеют высокую би­ологическую ценность (80-85% по сравнению с белками молока или яйца).

Небелковые азотистые вещества клубней картофеля примерно на 90% представлены свободными аминокислотами и их амидами, однако сбалансированность этой фракции по содержанию незаменимых амино­кислот хуже, чем белков. Поэтому в целях улучшения качества клуб­ней при выращивании картофеля желательно добиваться увеличения до­ли белков и снижения концентрации свободных аминокислот, тем бо­лее, что, как указано выше, свободные аминокислоты участвуют в ре­акциях меланоидинообразования, снижающих качество пищевых продук­тов, получаемых при переработке картофеля.

Свободные аминокислоты также могут быть причиной потемнения тканей клубня в результате окисления кислородом воздуха тирозина и фенилаланина под действием фермента тирозиназы. Образующиеся продукты - меланины представляют со­бой вещества чёрного цвета.

Интенсивность синтеза белков в процессе клубнеобразования постепенно повышается и существенно возрастает на завершающих эта­пах их созревания. Синтезируются белки из аминокислот, поступающих в клетки клубней из корней и листьев растений.

Концентрация в клубнях белков оказывает заметное влияние на формирование кулинарных свойств картофеля, при этом важное значе­ние имеет соотношение белков и крахмала. При чрезмерном повышении белковости клубней они после варки имеют очень вязкую консистен­цию, тогда как при слишком высокой концентрации крахмала клубни при варке растрескиваются. Выяснено, что хорошие кулинарные ка­чества имеет картофель, у которого отношение крахмал/белки нахо­дится в пределах 12-16.

На практике для оценки количества белков и общего содержания азотистых веществ в клубнях картофеля используется показатель - сырой протеин. Среднее содержание сырого протеина в картофеле обычно составляет 1,5-2% сырой массы клубней.

Динамика других соединений. Кроме белков и углеводов пита­тельную и кормовую ценность клубней картофеля определяют также ор­ганические кислоты, липиды, витамины, гликоалкалоиды.

Содержание органических кислот в картофеле достигает 1-1,5% сырой массы клубней, преобладающими являются лимонная и яблочная. В процессе созревания клубней концентрация в них кислот постепенно понижается.

Количество липидов в клубнях в среднем составляет 0,1%, боль­ше их накапливается в перидерме и меньше в сердцевине. В составе липидов ненасыщенные и насыщенные кислоты находятся примерно по­ровну, однако при хранении клубней доля ненасыщенных жирных кислот возрастает, что улучшает биологическую ценность липи­дов. В процессе созревания количество липидов в клубнях почти не изменяется.

Картофель - важный источник аскорбиновой кислоты, содержание которой в зрелых клубнях составляет 15-25 мг%, а в молодых может достигать 40 мг%. В процессе созревания клубней содержание в них аскорбиновой кислоты снижается, увеличивается доля её дегидрофор­мы. Особенно заметно понижается концентрация этого витамина при хранении (за зимний период в 2-3 раза).

Содержание в картофеле других витаминов изменяется меньше и в среднем составляет, мг%: В₁ и В₂ - 0,05-0,1, В₆ - 0,2-0,9, РР - 0.5-1.5, пантотеновой кислоты - 0,2-0,4, К₁- 0,05-0,1, фолиевой кислоты - 0,05-0,1.

Пищевая пригодность клубней картофеля зависит от содержания в них гликоалкалоидов, молекулы которых построены из остатков мо­носахаридов (глюкозы, галактозы, рамнозы) и стероидного алкалоида соланидина (см. стр. …). В зависимости от состава сахаров различают две группы гликоалкалоидов - соланины и чаконины, обладающие токсическим действием на организм человека и животных.

Большая часть гликоалкалоидов локализована в кожуре и значи­тельно меньше их содержится в запасающей ткани. При созревании клубней количество гликоалкалоидов в них понижается в 2-3 раза и в зрелых клубнях не превышает 4-5 мг%. Картофель, содержащий свыше 20 мг% соланинов и чаконинов, не пригоден для употребления в пищу и на корм скоту. Концентрация гликоалкалоидов резко возрастает при позелении клубней.

Минеральные вещества. Зольность клубней картофеля изменяется в пределах 0,5-1,8 %. Больше зольных веществ откладывается в кожуре, поэтому после её удаления в очищенных клубнях концентрация минеральных веществ понижается. Более половины от общей массы зольных веществ приходится на калий (0,5-0,6 %). Другие минеральные вещества содержатся (мг %) в следующих количествах кальций и магний 10-20, фосфор – 50-60, сера и натрий – 20-30, железо - 0,9-1,2, бор – 0,1-0,2, марганец – 0,15-0,20, медь – 0,1-0,15, цинк – 0,3-0,4, хром – 0,01, йод и кобальт – 0,005-0,01. Все эти минеральные компоненты находятся в легкоусвояемой органической форме. Концентрация минеральных веществ значительно повышается при внесении под картофель хлорсодержащих калийных удобрений, при этом клубни приобретают солевой привкус, что ухудшает их кулинарные свойства.

Влияние внешних условий. В зависимости от условий выращивания содержание крахмала и азотистых веществ в клубнях картофеля может изменяться в 1.5-2 раза. Как уже отмечалось в предшествующих раз­делах, при относительно низкой влажности и высокой температуре в растениях усиливается синтез азотистых веществ и снижается накоп­ление углеводов, что характерно и для картофеля. Однако в таких условиях также возрастает доля крахмала в общем углеводном комп­лексе клубней.

При повышении влажности и снижении среднесуточных температур интенсивность синтеза крахмала в картофеле понижается, а концент­рация сахаров возрастает, уменьшается также содержание сырого протеина и доля белковых веществ. Вместе с тем недостаток влаги в пе­риод клубнеобразования, хотя и повышает накопление в клубнях крах­мала, значительно понижает урожайность картофеля, поэтому общий выход крахмала с 1 га уменьшается. В условиях переувлажнения, как правило, снижается как урожайность картофеля, так и накопление в клубнях крахмала.

Примерно такие же изменения химического состава картофеля наблюдаются под воздействием природно-климатических факторов. В северных и северо-западных регионах, отличающихся повышенной влаж­ностью и более низкими температурами, в клубнях картофеля меньше накапливается крахмала и белков, но возрастает концентрация саха­ров и свободных аминокислот. При продвижении на юг накопление в клубнях крахмала и белков увеличивается вследствие того, что воз­растает интенсивность солнечной радиации, вызывая снижение влаж­ности и повышение среднесуточных температур.

Под воздействием внешних факторов происходят существенные из­менения в углеводном и белковом комплексе картофеля. При снижении влажности и повышении температуры в составе крахмала возрастает доля амилопектина, а в составе белков - глобулинов.

Оптимизация питания. Картофель предъявляет повышенные требо­вания к режиму питания. Для получения высоких урожаев этой культу­ры с оптимальным химическим составом клубней необходимо учитывать ряд особенностей, связанных с действием элементов питания на раз­витие растений и процесс клубнеобразования.

Как установлено, азот стимулирует интенсивный синтез азо­тистых веществ и образование вегетативной массы, однако удлиняет сроки вегетации растений и задерживает образование клубней. При усилении азотного питания в клубнях повышается содержание азотистых веществ и снижается накопление крахмала.

Фосфор ускоряет развитие растений и процесс клубнеобразова­ния, улучшает кулинарные качества картофеля и повышает накопление в клубнях крахмала и аскорбиновой кислоты.

Калий активирует процессы углеводного обмена и превращение сахаров в крахмал, в результате чего в клубнях повышается накопле­ние крахмала. В то же время при внесении хлористых калийных удоб­рений может происходить значительное ухудшение качества клубней, связанное с действием хлора, являющегося активатором гидролити­ческих ферментов, которые катализируют распад крахмала.

23. Влияние различных форм калийных удобрений на урожай

и качество клубней картофеля

В опыте Панникова В.Д и Минеева В,Г., проведенном на дерново-подзолистой почве было показано, что увеличение содержания хлора в удобрении несколько снижало урожай клубней картофеля, в результате сбор крахмала с единицы площади понижался на 17-19 % по сравнению с оптимальным вариантом, в котором вносили в качестве удобрения сульфат калия (табл. 23).

Следовательно, при выращивании картофеля в первой половине вегетации в целях усиления ростовых процессов необходимо обеспечи­вать высокий уровень как азотного, так и фосфорно-калийного пита­ния, а в период клубнеобразования уровень азотного питания должен быть существенно снижен.

При культивировании кормового картофеля одной из важных задач является повышение содержания в клубнях белковых веществ, в связи с чем, необходимо усиление режима азотного питания. Наряду с этим в целях повышения содержания белков в клубнях картофеля проводятся молекулярно-биохимические исследования, направленные на изучение генетической системы растений картофеля и выявления возможности регуляторных сдвигов, приводящих к усилению синтеза запасных бел­ков.

КОРНЕПЛОДЫ

Характерная особенность корнеплодов - способность накапливать в клетках запасающих тканей большое количество сахаров, которые главным образом и определяют их хозяйственную ценность. При оценке качества сахарной свеклы, кроме сахаров, учитывается также содержание небелковых азотистых веществ (вредный азот) и солей калия и натрия, снижающих выход сахара при переработке корнеплодов. Питательная ценность кормовых и столовых корнеплодов зависит также от содержания в них полисахаридов, белков и небелковых азотистых соединений, витаминов минеральных веществ.

Накопление углеводов. Углеводный комплекс корнеплодов на 70-80% представлен легкорастворимыми формами - сахарозой и моносахаридами, которые обычно называют сахарами. Больше всего сахаров содержится в корнеплодах сахарной свёклы - 16-20% и основную часть их (80-90%) составляет сахароза. Общее количество моносахаридов (глюкозы и фруктозы) не превышает 1% от сырой массы корнеплода. Кроме сахарозы, в корнеплодах сахарной свёклы также образуется небольшое количество других олигосахаридов - мальтозы и рафинозы.

В корнеплодах кормовой и столовой свёклы, моркови, турнепса среднее содержание сахаров - 7-12%, в репе, редисе и редьке - 5-8%. У столовой и кормовой свёклы, турнепса состав сахаров примерно такой же, как у сахарной свёклы, а в корнеплодах репы большая часть сахаров представлена моносахаридами (80%). Много моносахаридов содержится и в моркови.

Сахара в корнеплодах в наибольшем количестве накапливаются в клетках запасающей ткани, концентрируясь в основном в вакуолях, а в других тканях их содержание существенно ниже. В корнеплодах свёклы максимальная концентрация сахара наблюдается в наиболее широкой части корня (шейке) между периферической и центральной зонами. Минимальное количество сахаров содержится в верхней части корнеплода - головке. В корнеплодах моркови больше сахаров накапливается в периферийных тканях и значительно меньше - в центральной части.

Накопление сахаров в корнеплодах определяется двумя главными факторами - поступлением углеводов из листьев и интенсивностью синтеза сахарозы в корнях. Важным условием для процессов сахаронакопления в корнеплодах является развитие фотосинтетического аппарата растений. При создании мощного ассимиляционного аппарата в листьях образуется много растворимых углеводов и крахмала, которые, превращаясь в транспортные формы, обеспечивают постоянный приток моносахаридов и сахарозы в корнеплоды.

Синтез сахарозы из моносахаридов в запасающих тканях у разных корнеплодов происходит с неодинаковой скоростью. Наиболее интенсивный он у сахарной свёклы и очень слабый в корнеплодах репы. Накопление сахаров зависит также от продолжительности вегетации растений, обычно раннеспелые корнеплоды характеризуются низким содержанием сахара.

Динамика содержания сахаров у разных корнеплодов также неодинакова. У сахарной свёклы в молодых корнеплодах содержится значительно меньше сахаров, чем в зрелых, и сахара в основном представлены моносахаридами, поэтому отношение количества сахарозы к содержанию моносахаридов обычно находится на очень низком уровне.

В процессе роста и развития корнеплодов сахарной свёклы общее содержание сахаров в них увеличивается в 2.5-3 раза (рис. 61), при этом происходит значительное усиление биосинтетических реакций, связанных с синтезом сахарозы, в результате чего отношение сахарозы к моносахаридам во время созревания корнеплодов постоянно увеличивается. При уборке недозрелых корнеплодов сахарной свеклы отмечается значительный недобор продовольственного сахара.

У кормовых и столовых корнеплодов в динамике содержания сахаров в процессе их роста и развития наблюдаются примерно такие же изменения, как и у сахарной свёклы, однако параметры этих изменений значительно меньше. Например, содержание сахаров в молодых и зрелых корнеплодах моркови и редьки различается на 1-2%, у кормовой и столовой свёклы, турнепса - на 3-5%. При длительном хранении часть сахаров в корнеплодах используется на дыхание, вследствие чего общая их концентрация уменьшается.

Из полисахаридов в корнеплодах довольно много содержится пектиновых веществ (1,5-2,5% массы корня) и гемицеллюлоз (до 1.5%), в моркови - крахмала (до 1%). Эти соединения относятся к легкоусвояемым формам углеводов и поэтому повышают питательную ценность корнеплодов. Клетчатки больше содержится в незрелых корнеплодах, в которых происходит интенсивное формирование структурных элементов запасающих и других тканей, а к концу созревания корнеплодов её концентрация снижается.

В полностью сформировавшихся корнеплодах свёклы содержание клетчатки колеблется в пределах 0.5-1%, в моркови - 1.5-2%. Много клетчатки образуется в корнеплодах при засухе и недостатке питательных элементов, а также у цветущих растений, в результате резко понижается переваримость всех органических веществ корнеплодов и, следовательно, ухудшается их питательная ценность.

Азотистые вещества. Азотистые вещества корнеплодов - белки, свободные аминокислоты, амиды, нуклеиновые кислоты и продукты их распада. Белки составляют 40-60% общего количества азотистых веществ, содержащихся в корнеплодах, свободные аминокислоты и амиды - 30-40%. Белки корнеплодов на 60-70% представлены легкорастворимыми формами - альбуминами и глобулинами, хорошо сбалансированными по содержанию незаменимых аминокислот. Фракция свободных аминокислот также содержит незаменимые аминокислоты и поэтому повышает биологическую ценность азотистых веществ корнеплодов.

Содержание белков и небелковых азотистых веществ изменяется в процессе роста и созревания корнеплодов. В молодых корнеплодах содержится больше азотистых веществ, чем в зрелых. Особенно много белков и небелковых азотистых соединений наблюдается в корнях перед началом интенсивного сахаронакопления, к концу созревания концентрация азотистых веществ в корнеплодах снижается в 1.5-2 раза.

Для оценки питательных свойств корнеплодов обычно определяют общее содержание азотистых веществ в пересчёте на белки и этот показатель называют "сырым протеином" или "сырым белком". Для того чтобы получить сырой протеин определяют содержание общего азота и умножают его на коэффициент пересчета - 6.25. В зрелых корнеплодах количество сырого протеина составляет 1-1.5%.

Чтобы повысить сбалансированность кормовых корнеплодов по содержанию белков проводится селекционная работа, направленная на получение генотипов, отличающихся повышенным накоплением в корнях полноценных белков, а также разрабатываются технологии выращивания этих культур, обеспечивающие изменение биосинтетических процессов в корнеплодах в направлении более интенсивного синтеза белков. При культивировании сахарной свёклы повышенное содержание азотистых веществ, и особенно аминокислот и бетаина, не допускается, так как они снижают выход сахара в процессе промышленной переработки корнеплодов.

Липиды и витамины.Большинство корнеплодов содержат в своих тканях 0,1-0,2 % липидов, в моркови 0,2-0,3 %. Богаче липидами периферические части корнеплодов. Липидный комплекс корнеплодов представлен структурными липидами и ацилглицеринами. В составе ацилглицеринов корнеплодов повышено содержание ненасыщенных жирных кислот, поэтому образующиеся из них жиры характеризуются низкими йодными числами.

Все корнеплоды являются важными источниками аскорбиновой кислоты для человека и сельскохозяйственных животных. В редисе, репе и редьке её содержание достигает 20-40 мг %, в моркови и столовой свёкле - 5-20 мг %, в кормовой свёкле и турнепсе - 3-6 мг % от массы корней. В корнеплодах моркови много синтезируется каротина (провитамина А) - 6-8 мг %,. В кормовой свёкле и турнепсе количество каротина значительно меньше - 2-5 мг %. В корнеплодах содержатся другие витамины: тиамин, рибофлавин, пиридоксин - по 0.1-0.2 мг %, никотиновая кислота – 0,5-2 мг %, пантотеновая кислота - 0.1-0.5 мг %, фолиевая кислота - 0.1-2 мг % и цитрин 30-50 мг %.

Органические кислоты.Органические кислоты содержатся в корнеплодах как в свободном виде, так и связаны с катионами в форме солей или образуют со спиртами сложные эфиры. Большая часть кислот находится в связанном состоянии, поэтому рН сока корнеплодов слабокислый (5,9-6,4). Общее содержание органических кислот в корнеплодах около 0,1% (2-3% в расчёте на сухую массу). Преобладающие кислоты – яблочная и лимонная. Поскольку органические кислоты представляют собой легкопереваримые вещества, они повышают питательную ценность корнеплодов.

Гликозиды.Характерный вкус некоторых корнеплодов (редьки, редиса, репы) обусловлен содержащимися в них гликозидами. В редьке и редисе довольно много накапливается синальбина, в репе – глюконастурцина (см. стр. …). Эти вещества вызывают жжение при воздействии на слизистые оболочки рта и обладают бактерицидным действием. В корнеплодах сахарной свёклы содержатся гликозиды из группы сапонинов.

Минеральные вещества.Зольность большинства корнеплодов колеблется в небольших пределах 0,8-1,3%, у сахарной свёклы – 0,5-0,8%. Много зольных веществ содержится в покровных тканях корнеплодов, а также в листьях (до 3-4%). В составе золы преобладает оксид калия (35-40%), довольно много Na₂O (10-20%), P₂O₅ (12-15%), CaO, MgO, SO₃ (5-10%). В корнеплодах редьки и редиса повышено содержание серы.

Характерной особенностью корнеплодов по сравнению с другими культурами является повышенное содержание натрия и более низкое – фосфора. Корнеплоды также служат важными источниками железа, бора, марганца, меди, цинка, йода, кобальта, хрома и других микроэлементов, которые находятся в тканях корнеплодов в легкоусвояемой форме.

Влияние внешних условий. В корнеплодах постоянно происходят два основных процесса, определяющих ход биохимических превращений при их созревании, - синтез из поступающих ассимилятов, с одной стороны, азотистых веществ, а с другой - сахарозы и полисахаридов. Как уже указывалось ранее, синтез азотистых веществ в растениях усиливается при повышении интенсивности солнечной радиации и дефиците влаги. Такая закономерность наблюдается и при выращивании корнеплодов; в условиях низкой влагообеспеченности растений в сухом веществе корнеплодов увеличивается доля азотистых веществ.

Концентрация в корнеплодах сахаров при дефиците влаги также возрастает, но это происходит вследствие понижения их обводнённости и повышения содержания сухого вещества, тогда как в пересчёте на сухую массу количество сахаров почти не изменяется или даже снижается. Условия увлажнения очень сильно влияют на рост растений и формирование урожая корнеплодов, в результате чего может изменяться сбор сахара с единицы площади. В опытах показано, что как при низкой, так и повышенной влажности почвы резко ухудшается рост растений и, как следствие, снижается урожай корнеплодов и выход сахара с 1 га. Поэтому при культивировании корнеплодов очень важно обеспечивать оптимальный режим влагообеспеченности растений – при засухе и в зонах недостаточного увлажнения это достигается с помощью орошения.

Оптимизация питания. Накопление в корнеплодах сахаров зависит от работы фотосинтетического аппарата листьев, для формирования которого растения потребляют из почвы значительное количество питательных веществ, поэтому недостаток любого элемента в этот период замедляет рост растений, а в конечном итоге снижает урожай и очень часто накопление сахаров в корнеплодах.

После образования корнеплодов потребность растений в пита- тельных элементах существенно изменяется. Как было установлено, в процессе сахаронакопления важную роль играют фосфор и калий, а поступление в корнеплоды азота должно быть снижено, так как он усиливает синтез азотистых веществ. Поэтому при внесении фосфорных и калийных удобрений сахаристость корнеплодов повышается на 1-2% и в них уменьшается количество небелковых азотистых соединений, что очень важно при возделывании сахарной свеклы, у которой эти вещества снижают выход сахара при её переработке. Увеличение потерь сахара при переработке корнеплодов может также наблюдаться при внесении чрезмерно высоких доз калийных удобрений, вызывающих повышение в корнеплодах концентрации растворимых щелочных солей.

Избыточные дозы азотных удобрений повышают содержание в корнеплодах азотистых веществ и потери сахара при их переработке, кроме того снижается сахаристость корней. Действие удобрений на накопление сахаров в корнеплодах показано в одном из опытов с сахарной свёклой при выращивании её на выщелоченных черноземах Центрально-чернозёмной зоны (табл. 24).

При внесении высоких доз азотных удобрений в корнеплоды поступает много минерального азота, в основном в нитратной форме, вследствие чего концентрация нитратов может превысить допустимый уровень. Как известно, нитраты, восстанавливаясь до нитритов, способны инактивировать гемоглобин, переводя содержащееся в нём железо в неактивное трехвалентное состояние, вследствие чего изменённый гемоглобин уже не может функционировать как переносчик кислорода. Считается, что концентрации нитратов, превышающие 0,1-0,2% азота NО₃ на сухую массу корма, токсичны для сельскохозяйственных животных. Поэтому корнеплоды с повышенным содержанием нитратов не могут быть использованы на пищевые или кормовые цели.

24. Влияние удобрений на содержание сахаров в корнеплодах

Сахарной свеклы

При выращивании корнеплодов на почвах с низким содержанием бора они хорошо реагируют на внесение борных удобрений, при этом повышается не только урожай, но и накопление сахаров. В опытах было показано, что внесение борных удобрений при выращивании сахарной свёклы на дерново-подзолистой почве повышает урожай на 3-4 т/га и содержание сахаров в корнеплодах - на 0.2-1.2%. На кислых почвах важным фактором повышения сахаристости корнеплодов является известкование.

КОРМОВЫЕ ТРАВЫ

У кормовых трав в отличие от других сельскохозяйственных

культур используется вегетативная масса растений - листья, стебли, соцветия, являющиеся источниками многих полезных веществ, определяющих их ценность как кормов или компонентов корма для животных. Более того из листьев некоторых травянистых растений (люцерна, клевер) промышленным способом получают биологически полноценные белки, витамины, легкоусвояемые углеводы, липиды и другие биохимические продукты.

При использовании вегетативной массы трав на кормовые цели в них учитывается прежде всего содержание белков, легкоусвояемых форм углеводов, витаминов, биологически полноценных липидов, клетчатки и минеральных веществ, количество и соотношение которых в растительных тканях очень сильно варьирует в зависимости от возраста растений, условий выращивания и применяемых удобрений.

Азотистые вещества. Основные азотистые вещества травянистых растений - белки, свободные аминокислоты и их амиды, нуклеиновые кислоты, нуклеотиды, азотистые основания. На долю белков обычно приходится 60-70% общего количества азотистых веществ и 30-40% составляют небелковые соединения азота, которые на 80-90% состоят из аминокислот и их амидов. В связи с тем, что основная часть азотистых веществ в травах представлена белками и аминокислотами, для оценки питательных свойств вегетативной массы растений часто используют показатель содержания сырого протеина, выражающий суммарное количество азотистых веществ в пересчете на белки.

Белки вегетативных органов растений хорошо сбалансированы по содержанию незаменимых аминокислот и легко усваиваются организмами животных, так как на 60-70% состоят из легкорастворимых фракций - альбуминов и глобулинов, на долю щёлочерастворимых белков приходится не более 25-30%. Если принять за 100% биологическую питательную ценность белков с оптимальной концентрацией незаменимых аминокислот, то значения этого показателя у бобовых трав будут составлять 80-90%, у мятликовых трав и зеленой массы кукурузы - 75-85%.

В составе белков кормовых трав наблюдается лишь заметный дефицит по содержанию метионина. Во фракции свободных аминокислот содержатся все аминокислоты, входящие в состав белков, в том числе и незаменимые, что повышает биологическую питательную ценность азотистых веществ травянистых растений.

В вегетативных органах трав не образуются запасные формы белков и их белковый комплекс представлен в основном структурными и каталитическими белками, а также белками, выполняющими регуляторные, транспортные и защитные функции в организме растений. Содержание отдельных групп белков и небелковых азотистых веществ в вегетативной массе трав заметно изменяется в онтогенезе.

В ранние фазы роста в листьях травянистых растений содержится много белков, легкорастворимых углеводов, липидов, минеральных веществ, витаминов и относительно мало клетчатки и лигнина, снижающих питательную ценность кормовых трав (рис. 65). Белковый комплекс трав в этот период характеризуется высоким содержанием наиболее полноценных белков - альбуминов.

В последующие фазы роста и развития кормовых трав содержание в них азотистых веществ, липидов, витаминов, зольных элементов снижается и увеличивается количество клетчатки и лигнина, в результате ухудшается переваримость всех органических веществ корма. Особенно заметно ухудшается кормовая ценность трав после цветения, когда происходит образование генеративных органов, а в листьях растений активизируются процессы распада высокомолекулярных органических соединений. Поэтому наиболее высокую питательную ценность кормовые травы имеют в более ранние фазы развития, что учитывается при хозяйственном использовании этих культур.

В онтогенезе происходят значительные изменения в составе азотистых веществ в листьях и стеблях травянистых растений. Во время формирования листьев в них больше образуется белков и меньше содержится небелковых азотистых веществ, увеличивается доля высокомолекулярных и труднорастворимых белков. В результате активизации процесса гидролиза и оттока веществ в репродуктивные органы количество белков в листьях уменьшается , но увеличивается концентрация небелковых азотистых веществ. В стеблях растений во все фазы их роста и развития содержание небелковых соединений азота значительно выше, чем в листьях.

Общее количество азотистых веществ, выражаемое содержанием сырого протеина, у мятликовых трав в фазу выхода в трубку обычно составляет 10-20% их сухой массы, перед цветением - 5-15%; у бобовых трав в фазу ветвления - 20-30%, в фазах бутонизации – цветения - 15-25%, у кукурузы в фазу молочно-восковой спелости - 8-12%. Как видим, бобовые и мятликовые травы представляют собой важный источник полноценных кормовых белков, содержание которых в вегетативной массе этих растений может быть выше, чем требуется по нормам кормления, в связи с чем травянистая масса очень часто используется как высокобелковая добавка к низкобелковым кормам.

Динамика углеводов. В вегетативных органах кормовых трав, как и любых других растений, основные продукты фотосинтеза - углеводы, которые накапливаются как запасные вещества - у бобовых в виде ассимиляционного крахмала, а у мятликовых растений в виде фруктозидов, содержащих до 30 остатков фруктозы. Ассимиляционный крахмал откладывается в листья<