НАКОПЛЕНИЕ ВОДОРАСТВОРИМЫХ САХАРОВ РАСТЕНИЯМИ КОРМОВОГО СОРГО В УСЛОВИЯХ СЕВЕРНОГО КАЗАХСТАНА
DOI:
https://doi.org/10.52578/2305-9397-2024-1-2-83-93Ключевые слова:
сахарное сорго, общее содержание сахаров, сахароза, глюкоза, фруктоза, жидкостная хроматографияАннотация
В статье представлены результаты исследований 2020-2022 гг. по изучению качественных характеристик и количественного накоплению водорастворимых сахаров в соке стеблей разных сортов и гибридов сахарного сорго в условиях сопочно-равнинной степи Северного Казахстана.
Сахарное сорго является малораспространенной культурой в Северном Казахстане. Способность формировать высокие урожаи биомассы в условиях засухи и неприхотливость к почвенному плодородию вызывает интерес к интродукции сахарного сорго в этот регион. Для исследований сформирована коллекция раннеспелых сортов и гибридов сахарного сорго.
Методом рефрактометрии определена общая сахаристость. Выявлены сорта с более высоким содержанием водорастворимых сахаров в соке главного стебля: Севилья – 15,67%, Капитал – 15,46%, и Сахара – 14,96%. Наибольшее расчетное накопление сахаров с единицы площади за 2022 г. отмечено у сорта Сахара, который составил 1,26 т/га сахаров, при урожае стеблей 11,53 т/га, близкие значения были у сортов Капитал и Волжское 51. Методом высокоэффективной жидкостной хроматографии изучен фракционный состав сахаров. Наибольшее содержание сахарозы 11,54% с низким фруктозы 0,68% и глюкозы 2,58% выявлено у сорта Капитал, схожие значение зафиксированы у сортов Севилья и Сахара. У стандарта и образцов Калибр и Волонтер фракционный состав оказался противоположным: накопление глюкозы оказалось больше сахарозы, также отмечено высокое содержание фруктозы. В зависимости от содержащихся в составе сока ди- и моносахаридов, сортообразцы дифференцированы по направлениям их дальнейшей переработки.
Библиографические ссылки
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Byrt, C.S. C4 Plants as biofuel feedstocks: optimising biomass production and feedstock quality from a lignocellulosic perspective free access [Tехt] / C.S. Byrt, C.P.L. Grof, R.T. Furbank //Journal of integrative plant biology. – 2011. – Vol. 53. – Issue 2. – P. 120-135.
Zegada-Lizarazu, W. Are we ready to cultivate sweet sorghum as a bioenergy feedstock? A review on field management practices [Tехt] / W. Zegada-Lizarazu, A. Monti // Biomass and Bioenergy. – 2012. – Vol. 40. – P. 1-12.
Мезенцева, О.В. Оценка многолетней динамики климатических характеристик, способствующих аридизации степной зоны Северного Казахстана [Текст] / О.В. Мезенцева, А.А. Кусаинова / Климатические изменения и сезонная динамика ландшафтов: Материалы Всероссийской научно-практической конференции. – Екатеринбург. – 2021 – С. 75-80.
Karatayev, M. Monitoring climate change, drought conditions and wheat production in Eurasia: the case study of Kazakhstan [Tехt] / M. Karatayev, M. Clarke, V. Salnikov, R. Bekseitova, M. Nizamova //Heliyon. – 2022. – Vol.. 8. – Issue 1. – P. e08660.
Tovignan, T.K. Terminal drought effect on sugar partitioning and metabolism is modulated by leaf stay-green and panicle size in the stem of sweet sorghum (Sorghum bicolor L. Moench) [Tехt] / T.K. Tovignan, H. Adoukonou-Sagbadja, C. Diatta, A. Clément-Vidal, A. Soutiras, N. Cisse, D. Luquet //CABI Agriculture and Bioscience. – 2020. – Vol. 1. – P. 1-11.
Babenko, M. Estimation of the productive potential dependance of sweet sorghum hybrids on soil nutrition management [Tехt] / M. Babenko, M. Kharytonov, N. Martynova, V. Kozechko, H. Roubik //Annals of the Faculty of Engineering Hunedoara. – 2023. – Vol. 21. – Issue 2. – P. 131-136.
Rutz, D. Socio-economic impacts of sweet sorghum value chains in temperate and tropical regions [Tехt] / D. Rutz, R. Janssen, C. Khawaja //Socio-Economic Impacts of Bioenergy Production. – 2014. – Р. 111-130.
Shkodina, E. Agroecological testing of sugar sorghum, sudanese grass and sorghum-sudanese hybrids in the natural conditions of the Novgorod region [Tехt] / E. Shkodina, O. Balun, S.I. Kapustin, , A.B. Volodin, A.S. Kapustin // Indo American Journal of Pharmaceutical Sciences. – 2019. – Vol. 6. – Issue 7. – P. 13810-13815.
Vinutha, K.S. Sweet sorghum research and development in India: status and prospects [Tехt] / K.S. Vinutha, L. Rayaprolu, K. Yadagiri, A.V. Umakanth, J.V. Patil, P. Srinivasa Rao // Sugar Tech. – 2014. – Vol. 16. – P. 133-143.
Cifuentes, R. The potential of sweet sorghum as a source of ethanol and protein [Tехt] / R. Cifuentes, R. Bressani, C. Rolz //Energy for Sustainable Development. – 2014. – Vol. 21. – P. 13-19.
Rass‐Hansen, J. Bioethanol: fuel or feedstock? [Tехt] / J. Rass‐Hansen, H. Falsig, B. Jorgensen, C.H. Christensen //Journal of Chemical Technology & Biotechnology: International Research in Process, Environmental & Clean Technology. – 2007. – Vol. 82. – Issue 4. – P. 329-333.
Ezejiofor, T.I.N. Waste to wealth-value recovery from agro-food processing wastes using biotechnology: a review [Tехt] / T.I.N. Ezejiofor, U.E. Enebaku, C. Ogueke // British Biotechnology Journal. – 2014. – Vol. 4. – Issue 4. – P. 418.
Bennett, A.S. Production, transportation and milling costs of sweet sorghum as a feedstock for centralized bioethanol production in the upper Midwest [Tехt] /A.S. Bennett, R.P. Anex // Bioresource technology. – 2009. – Vol. 100. – Issue 4. – P. 1595-1607.
Eggleston, G. Macronutrient and mineral contents in sweet sorghum syrups compared to other commercial syrup sweeteners [Tехt] / G. Eggleston, A. Triplett, K. Bett-Garber, S. Boue, P. Bechtel //Journal of Agriculture and Food Research. – 2022. – Vol. 7. – Р. 100276.
Mazumdar, S.D. Innovative use of Sweet sorghum juice in the beverage industry [Tехt] / S.D. Mazumdar, A. Poshadri, P. Srinivasa Rao, C.H. Ravinder Reddy, B.V.S. Reddy //International Food Research Journal. – 2012. – Vol. 19. – Issue 4. – Р. 1361-1366.
Ratnavathi, C.V. Alternative uses of sorghum-Methods and feasibility: Indian perspective [Tехt] / C.V. Ratnavathi, P.K. Biswas, M. Pallavi, M. Maheswari, B.V. Kumar, N. Seetharama // Alternative Uses of Sorghum and Pearl Millet in Asia. – 2003. – Р. 188-200.
Appiah-Nkansah, N.B. A review of sweet sorghum as a viable renewable bioenergy crop and its techno-economic analysis [Tехt] / N.B. Appiah-Nkansah, J. Li, W. Rooney, D. Wang //Renewable Energy. – 2019. – Vol. 143. – P. 1121-1132.
Sadikova, Sh. The use of fructic syrup in the expansion of the range of baby food [Tехt] / Sh. Sadikova, K. Dodaev // Journal of critical reviews. – 2020. – Vol. 7. - Issue 15. – Р. 1766-1770.
Kapustin, S.I. Evaluation of the quality of sweet sorghum fodder [Tехt] / S.I. Kapustin, A.B. Volodin, A.S. Kapustin, N.V. Samokish //Iraqi Journal of Agricultural Sciences. – 2022. – Vol. 53. – Issue. 5. – Р. 1184-1189.
Reddy, P.S. Genotype by sowing date interaction effects on sugar-on-sugar yield components in sweet sorghum (Sorghum bicolor L. Moench) [Tехt] / P.S. Reddy, B.V.S. Reddy, P.S. Rao // SABRAO Journal of Breeding and Genetics. – 2014. – Vol. 46. – Issue 2. – P. 305-312.
Zhapayev, R. Screening of sweet and grain sorghum genotypes for green biomass production in different regions of Kazakhstan [Tехt] / R. Zhapayev, K. Toderich, G. Kunypiyaeva, M. Kurmanbayeva, M. Mustafayev, Z. Ospanbayev, A. Kusmangazinov // Journal of Water and Land Development. – 2023. - Vol. 56 (I–III). – P. 118–126.
Baiseitova, G. Biological characteristics and productivity of sweet sorghum varieties in the arid conditions of Southeastern Kazakhstan [Tехt] / G. Baiseitova, G. Moraru, B. Sarsenbayev, E. Kirshibayev, S. Kenenbayev // OnLine Journal of Biological Science. – 2021. - Vol. 21. - Issue 2. – P. 245-252.
Методика проведения сортоиспытания сельскохозяйственных растений [Текст] / Утверждена приказом Министра сельского хозяйства Республики Казахстан от «13» мая 2011 года № 06-2/254. – 126 с.
Кибальник, О.П. Сахарное сорго для возделывания в засушливых регионах РФ [Текст] / О.П. Кибальник, И.Г. Ефремова, Д.С. Семин, С.С. Куколева // Известия сельскохозяйственной науки Тавриды. – 2022. – №. 29 (192). – С. 66-75.
REFERENCES
Byrt, C.S. C4 Plants as biofuel feedstocks: optimising biomass production and feedstock quality from a lignocellulosic perspective free access [Tехt] / C.S. Byrt, C.P.L. Grof, R.T. Furbank //Journal of integrative plant biology. – 2011. – Vol. 53. – Issue 2. – P. 120-135.
Zegada-Lizarazu, W. Are we ready to cultivate sweet sorghum as a bioenergy feedstock? A review on field management practices [Tехt] / W. Zegada-Lizarazu, A. Monti // Biomass and Bioenergy. – 2012. – Vol. 40. – P. 1-12.
Mezenceva, O.V. Ocenka mnogoletnej dinamiki klimaticheskih harakteristik, sposobstvuyushchih aridizacii stepnoj zony Severnogo Kazahstana [Tekst] / O.V. Mezenceva, A.A. Kusainova / Klimaticheskie izmeneniya i sezonnaya dinamika landshaftov: Materialy Vserossijskoj nauchno-prakticheskoj konferencii. – Ekaterinburg. – 2021 – S. 75-80.
Karatayev, M. Monitoring climate change, drought conditions and wheat production in Eurasia: the case study of Kazakhstan [Tехt] / M. Karatayev, M. Clarke, V. Salnikov, R. Bekseitova, M. Nizamova //Heliyon. – 2022. – Vol.. 8. – Issue 1. – P. e08660.
Tovignan, T.K. Terminal drought effect on sugar partitioning and metabolism is modulated by leaf stay-green and panicle size in the stem of sweet sorghum (Sorghum bicolor L. Moench) [Tехt] / T.K. Tovignan, H. Adoukonou-Sagbadja, C. Diatta, A. Clément-Vidal, A. Soutiras, N. Cisse, D. Luquet //CABI Agriculture and Bioscience. – 2020. – Vol. 1. – P. 1-11.
Babenko, M. Estimation of the productive potential dependance of sweet sorghum hybrids on soil nutrition management [Tехt] / M. Babenko, M. Kharytonov, N. Martynova, V. Kozechko, H. Roubik //Annals of the Faculty of Engineering Hunedoara. – 2023. – Vol. 21. – Issue 2. – P. 131-136.
Rutz, D. Socio-economic impacts of sweet sorghum value chains in temperate and tropical regions [Tехt] / D. Rutz, R. Janssen, C. Khawaja //Socio-Economic Impacts of Bioenergy Production. – 2014. – R. 111-130.
Shkodina, E. Agroecological testing of sugar sorghum, sudanese grass and sorghum-sudanese hybrids in the natural conditions of the Novgorod region [Tехt] / E. Shkodina, O. Balun, S.I. Kapustin, , A.B. Volodin, A.S. Kapustin // Indo American Journal of Pharmaceutical Sciences. – 2019. – Vol. 6. – Issue 7. – P. 13810-13815.
Vinutha, K.S. Sweet sorghum research and development in India: status and prospects [Tехt] / K.S. Vinutha, L. Rayaprolu, K. Yadagiri, A.V. Umakanth, J.V. Patil, P. Srinivasa Rao // Sugar Tech. – 2014. – Vol. 16. – P. 133-143.
Cifuentes, R. The potential of sweet sorghum as a source of ethanol and protein [Tехt] / R. Cifuentes, R. Bressani, C. Rolz //Energy for Sustainable Development. – 2014. – Vol. 21. – P. 13-19.
Rass‐Hansen, J. Bioethanol: fuel or feedstock? [Tехt] / J. Rass‐Hansen, H. Falsig, B. Jorgensen, C.H. Christensen //Journal of Chemical Technology & Biotechnology: International Research in Process, Environmental & Clean Technology. – 2007. – Vol. 82. – Issue 4. – P. 329-333.
Ezejiofor, T.I.N. Waste to wealth-value recovery from agro-food processing wastes using biotechnology: a review [Tехt] / T.I.N. Ezejiofor, U.E. Enebaku, C. Ogueke // British Biotechnology Journal. – 2014. – Vol. 4. – Issue 4. – P. 418.
Bennett, A.S. Production, transportation and milling costs of sweet sorghum as a feedstock for centralized bioethanol production in the upper Midwest [Tехt] /A.S. Bennett, R.P. Anex // Bioresource technology. – 2009. – Vol. 100. – Issue 4. – P. 1595-1607.
Eggleston, G. Macronutrient and mineral contents in sweet sorghum syrups compared to other commercial syrup sweeteners [Tехt] / G. Eggleston, A. Triplett, K. Bett-Garber, S. Boue, P. Bechtel //Journal of Agriculture and Food Research. – 2022. – Vol. 7. – R. 100276.
Mazumdar, S.D. Innovative use of Sweet sorghum juice in the beverage industry [Tехt] / S.D. Mazumdar, A. Poshadri, P. Srinivasa Rao, C.H. Ravinder Reddy, B.V.S. Reddy //International Food Research Journal. – 2012. – Vol. 19. – Issue 4. – R. 1361-1366.
Ratnavathi, C.V. Alternative uses of sorghum-Methods and feasibility: Indian perspective [Tехt] / C.V. Ratnavathi, P.K. Biswas, M. Pallavi, M. Maheswari, B.V. Kumar, N. Seetharama // Alternative Uses of Sorghum and Pearl Millet in Asia. – 2003. – R. 188-200.
Appiah-Nkansah, N.B. A review of sweet sorghum as a viable renewable bioenergy crop and its techno-economic analysis [Tехt] / N.B. Appiah-Nkansah, J. Li, W. Rooney, D. Wang //Renewable Energy. – 2019. – Vol. 143. – P. 1121-1132.
Sadikova, Sh. The use of fructic syrup in the expansion of the range of baby food [Tехt] / Sh. Sadikova, K. Dodaev // Journal of critical reviews. – 2020. – Vol. 7. - Issue 15. – R. 1766-1770.
Kapustin, S.I. Evaluation of the quality of sweet sorghum fodder [Tехt] / S.I. Kapustin, A.B. Volodin, A.S. Kapustin, N.V. Samokish //Iraqi Journal of Agricultural Sciences. – 2022. – Vol. 53. – Issue. 5. – R. 1184-1189.
Reddy, P.S. Genotype by sowing date interaction effects on sugar-on-sugar yield components in sweet sorghum (Sorghum bicolor L. Moench) [Text] / P.S. Reddy, B.V.S. Reddy, P.S. Rao // SABRAO Journal of Breeding and Genetics. – 2014. – Vol. 46. – Issue 2. – P. 305-312.
Zhapayev, R. Screening of sweet and grain sorghum genotypes for green biomass production in different regions of Kazakhstan [Text] / R. Zhapayev, K. Toderich, G. Kunypiyaeva, M. Kurmanbayeva, M. Mustafayev, Z. Ospanbayev, A. Kusmangazinov // Journal of Water and Land Development. – 2023. - Vol. 56 (I–III). – P. 118–126.
Baiseitova, G. Biological characteristics and productivity of sweet sorghum varieties in the arid conditions of Southeastern Kazakhstan [Text] / G. Baiseitova, G. Moraru, B. Sarsenbayev, E. Kirshibayev, S. Kenenbayev // OnLine Journal of Biological Science. – 2021. - Vol. 21. - Issue 2. – P. 245-252.
Metodika provedeniya sortoispytaniya sel'skohozyajstvennyh rastenij [Tekst] / Utverzhdena prikazom Ministra sel'skogo hozyajstva Respubliki Kazahstan ot «13» maya 2011 goda № 06-2/254. – 126 s.
Kibal'nik, O.P. Saharnoe sorgo dlya vozdelyvaniya v zasushlivyh regionah RF [Tekst] / O.P. Kibal'nik, I.G. Efremova, D.S. Semin, S.S. Kukoleva // Izvestiya sel'skohozyajstvennoj nauki Tavridy. – 2022. – №. 29 (192). – S. 66-75.
