CC BY
89
УДК 631.51:633.1:006.015.5
КАЧЕСТВО ЗЕРНОВОЙ ПРОДУКЦИИ ПРИ РАЗНЫХ СИСТЕМАХ ЗЕМЛЕДЕЛИЯ И ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ
Подпрятов Григорий Иванович, кандидат сельскохозяйственных наук, профессор, заведующий кафедрой «Технология хранения, переработки и стандартизации продукции растениеводства»
Бобер Анатолий Васильевич, кандидат сельскохозяйственных наук, доцент кафедры «Технологии хранения, переработки и стандартизации продукции растениеводств»
Ящук Надежда Александровна, кандидат сельскохозяйственных наук, старший преподаватель кафедры «Технологии хранения, переработки и стандартизации продукции растениеводства»
Национальный университет биоресурсов и природопользования Украины
03041, Украина, г. Киев, ул. Героев Обороны, 13, e-mail: [email protected]
Ключевые слова: качество зерна, системы земледелия, системы обработки почвы.
Изучено влияние систем земледелия и обработки почвы на технологические показатели качества зерна пшеницы озимой, ячменя ярового, кукурузы. Установлено, что экологическая система земледелия обеспечивает высокое качество зерновой продукции при экономически выгодных и экологически безопасных условиях производства.
Введение
Качество продукции растениеводства зависит от совокупного сочетания многих погодно-климатических, грунтовых и технологических факторов. Улучшению качества зерна и уменьшению потерь продукции способствует применение прогрессивных приёмов выращивания сельскохозяйственных культур, в том числе интенсивных технологий; внедрение новейших методов и технологий послеуборочной доработки; использование современных типов зернохранилищ; соблюдение способов и режимов хранения; применение передовых методов контроля качества продукции в период ее выращивания, обработки, хранения и реализации [1-4].
Такими агротехническими приемами, как подбор предшественников, система основного и предпосевного возделывания почвы, внесение удобрений и использование гербицидов, можно изменить уровень влаги и питательный режим почвы, что в свою очередь может привести к увеличению накопления пластичных веществ растением и тем самым повлиять на формирование урожайности и качества зерна [1, 2, 3, 5, 6].
Ныне ученые уделяют много внимания изучению влияния систем земледелия с
целью достижения стабильной, адекватной биоклиматическому потенциалу, энергетически и экономически обоснованной урожайности выращиваемых культур при условиях расширенного восстановления плодородия почвы и экологической безопасности окружающей среды и выращенной продукции [7-16].
Объекты и методы исследований
Исследования проводили в 2009-2013 гг. на полевых стационарах кафедры земледелия и гербологии в посевах пшеницы озимой, ячменя ярового и кукурузы. Для анализов были взяты образцы зерна, выращенного при использовании промышленной (контроль), экологической, биологической системах земледелия и при дифференцированной (контроль), плоскорезной, отвально-безотвальной, поверхностной обработках почвы.
Исследованные системы земледелия отличались ресурсным обеспечением. При промышленной системе (контроль) на гектар пашни в севообороте вносили 12 т органических и 300 кг действующего вещества минеральных удобрений, а защиту посевов осуществляли промышленными пестицидами. В экологической модели приоритетными средствами служили органические удо-
Таблица 1
Сравнительная оценка показателей качества зерна пшеницы озимой при разных системах земледелия и обработки почвы
Вариант Показатель
Системы земледелия Системы основной обработки почвы содержание белка, % содержание клейковины, % качество клейковины, ед. ИДК натура, г/л Класс качества
Дифференцированная (контроль) 15,7 32,3 98,8 780 1
я го 1 "о Плоскорезная 15,2 30,8 98,5 777 1
° 1 ± к контролю -0,5 -1,5 -0,3 -3
Э ь 1 о Отвально-безотвальная 15,6 31,8 97,5 780 1
о о ± к контролю -0,1 -0,5 -1,3 0
р 1= Поверхностная 15,2 30,4 95,4 775 1
± к контролю -0,5 -1,9 -3,4 -5
Дифференцированная 15,3 30,6 93,8 780 1
± к контролю -0,4 -1,7 -5,0 0
я го ^ с Плоскорезная 14,7 28,9 93,8 776 1
е т и ± к контролю -1,0 -3,4 -5,0 -4
г О л Отвально-безотвальная 15,0 29,6 93,8 779 1
о ^ т ± к контролю -0,7 -2,7 -5,0 -1
Поверхностная 14,7 28,5 94,2 775 1
± к контролю -1,0 -3,9 -4,6 -5 -
Дифференцированная 13,6 24,3 91,3 766 2
± к контролю -2,1 -8,0 -7,5 -14 -
к го к Плоскорезная 13,0 21,9 92,1 758 3
с ш ч ± к контролю -2,7 -10,4 -6,7 -22 -
и г о л о Отвально-безотвальная 13,3 23,4 90,0 761 2
и ш ± к контролю -2,4 -8,9 -8,8 -19 -
Поверхностная 12,9 21,3 88,8 755 3
± к контролю -2,8 -11,0 -10,0 -25 -
НСР05 (в абсолютных величинах) 4,0 3,9 9 -
брения 24 т/га, минеральные вносили по 150 кг/га, а посевы защищали биологическими средствами и промышленными пестицидами по критерию эколого-экономического порога численности вредных организмов. Биологическая модель системы земледелия обеспечивалась возможной нормой органи-
1!
га еа »1
Р и Ш ■ !
00 и
ческих удобрений в количестве 24 т на гектар пашни в севообороте, а защиту посевов выполняли биологическими средствами.
Исследования качества зерновой продукции в вышеперечисленных системах земледелия проводились на фоне четырех вариантов основной обработки почвы в се-
вообороте. Дифференцированная обработка (контроль) объединяла проведение за ротацию шести вспашек, двух поверхностных обработок дисковыми боронами под пшеницу озимую после гороха и кукурузы на силос и плоскорезной обработки под ячмень после сахарной свеклы. Вариант плоскорезной основной обработки почвы заключался в выполнении под все культуры севооборота плоскорезного рыхления, кроме указанных полей пшеницы озимой, где обрабатывали почву дисковыми боронами. В варианте от-вально-безотвальной основной обработки почвы за ротацию проводили две вспашки под сахарную свеклу ярусными плугами, пять плоскорезных рыхлений и дискований почвы в указанных полях под пшеницу озимую. Вариант поверхностной обработки почвы в севообороте осуществляли на глубину 8-10 см дисковыми боронами под все культуры.
Зерно хранили в условиях обычного зернохранилища и оценивали в лаборатории кафедры технологии хранения, переработки и стандартизации продукции растениеводства им. проф. Б.В. Лесика Национального университета биоресурсов и природопользования Украины. Анализы проводили согласно методикам государственных стандартов.
Результаты исследований
В зависимости от показателей качества пшеницу мягкую разделяют на 6 классов (классы 1-3 - группа А , классы 4-5 - группа Б и класс 6). Пшеницу группы А используют для продовольственных (преимущественно мукомольная и хлебопекарная промышленности) потребностей и для экспорта. Пшеницу группы Б и 6-го класса используют на продовольственные и непродовольственные (технические и кормовые) потребности и для экспорта.
Средние многолетние данные качества зерна озимой пшеницы, выращенной при разных системах земледелия, указывают на 1-3 классы качества, что позволяет использовать зерно любого варианта на продовольственные цели (табл. 1).
Первому классу качества соответствовало зерно, выращенное как при промыш-
ленной, так и при экологической системах земледелия. А разница по качеству зерна пшеницы, полученного при экологической системе, по таким показателям, как содержание белка, содержание клейковины, натурной массе не превышало наименьшую существенную разницу относительно контроля.
Показатель качества клейковины в зерне, выращенном при экологической системе, существенно отличается от этого же показателя при промышленной системе (> 3,9 ед. ИДК), что является положительным (низкий показатель говорит о лучшем качестве - крепкой клейковине).
При биологической системе земледелия получаем зерно пшеницы с показателями 2-го и 3-го классов качества. Вариабельность зерна, выращенного при биологической системе, по классам качества обусловлена разными вариантами обработки почвы.
Промышленная и экологическая системы земледелия нивелируют влияние систем основной обработки почвы на качество зерна пшеницы, поэтому при данных системах можно применять все исследованные системы обработки. При биологической системе земледелия лучше применять дифференцированную и отвально-безотвальную обработки, которые способствуют уменьшению засоренности посевов и повышению количественных и качественных характеристик урожая пшеницы.
В зависимости от показателей качества зерно ячменя используют на продовольственные и кормовые цели, в производстве солода и в пивоварении.
Для производства солода и пивоварения обязательным условием являются высокие значения показателей способности к прорастанию и жизнеспособности в пределах 92-95%. Также особым условием использования зерна в пивоварении является пониженное содержание белка в пределах от 9 до 11 % на абсолютно сухое вещество. В стандарте на ячмень пивоваренный предполагается его заготовка в районах, где условия выращивания благоприятны для формирования эндосперма зерна с высоким содержанием крахмала.
Таблица 2
Сравнительная оценка показателей качества зерна ячменя ярового при разных системах земледелия и обработки почвы
Вариант Показатель
Системы земледелия Системы основной обработки почвы натура, г/л содержание белка, % способность к пророста- жизнеспособность, %
нию, %
я Дифференцированная (контроль) 639 13,6 98 99
а Плоскорезная 627 13,0 94 95
± к контролю -12 -0,6 -4 -4
3 1- о о Отвально-безотвальная 633 13,5 98 99
± к контролю -6 -0,1 0 0
р с Поверхностная 629 12,9 93 95
± к контролю -10 -0,7 -5 -4
Дифференцированная 632 11,3 97 97
я ± к контролю -7 -2,3 -1 -2
а ^ с Плоскорезная 617 10,7 93 96
е т и ± к контролю -22 -2,9 -5 -3
г о л Отвально-безотвальная 630 11,1 95 96
о ^ Э ± к контролю -9 -2,5 -3 -3
Поверхностная 621 10,7 92 95
± к контролю -18 -2,9 -6 -4
Дифференцированная 628 10,8 92 95
тс ± к контролю -11 -2,8 -6 -4
а ^ с Плоскорезная 616 10,2 90 91
е т и ± к контролю -23 -3,4 -8 -8
г о Отвально-безотвальная 625 10,8 92 93
л о и ± к контролю -14 -2,8 -6 -6
ш Поверхностная 613 10,2 89 91
± к контролю -26 -3,4 -9 -8
НСР05 (в абсолютных величинах) 1,3 3 3
жизнеспособности 92-97 %. Это расширяет целевое назначение зерна и позволяет использовать его для производства солода и в пивоварении. При этом к 1-му классу качества можно отнести зерно, полученное при дифференцированной и отвально-безот-вальной обработках почвы, а ко 2-му - полученное при плоскорезной и поверхностной обработках.
В зависимости от использования, кукурузу делят на 5 групп, соблюдая требова-
Зерно ячменя, выращенное при всех системах земледелия и обработки почвы, соответствует требованиям, предъявляемым для использования в продовольственных и кормовых целях (табл. 2).
Как видно из данных таблицы 2, только экологическая система земледелия при всех исследуемых системах обработки почвы обеспечивает качество зерна ячменя ярового с содержанием белка ниже 11,5% и показателями способности к прорастанию и
Таблица 3
Сравнительная оценка показателей качества зерна кукурузы при разных системах земледелия и обработки почвы
Вариант Показатель
Системы земледелия Системы основной обработки почвы натура, г/л содержание белка, % содержание крахмала, % всхожесть, %
Промышленная (контроль) Дифференцированная (контроль) 761 10,3 72,14 95
Плоскорезная 752 9,5 72,22 88
± к контролю -9 -0,8 +0,08 -7
Отвально-безотвальная 760 9,9 72,22 97
± к контролю -1 -0,4 +0,08 +2
Поверхностная 755 9,2 72,14 89
± к контролю -6 -1,1 0,00 -6
Экологическая Дифференцированная 758 9,9 72,10 90
± к контролю -3 -0,4 -0,04 -5
Плоскорезная 751 9,0 72,35 83
± к контролю -10 -1,3 +0,21 -12
Отвально-безотвальная 752 9,4 72,47 85
± к контролю -9 -0,9 +0,33 -10
Поверхностная 748 8,8 72,49 80
± к контролю -13 -1,5 +0,35 -15
Биологическая Дифференцированная 756 9,7 71,52 92
± к контролю -5 -0,6 -0,62 -3
Плоскорезная 750 8,3 72,19 79
± к контролю -11 -2,0 +0,05 -16
Отвально-безотвальная 755 9,0 72,73 94
± к контролю -6 -1,3 +0,59 -1
Поверхностная 749 8,6 72,98 82
± к контролю -12 -1,7 +0,84 -13
НСР05 (в абсолютных величинах) 4 0,6 0,36 6
ния стандарта (ДСТУ 4525:2006). Согласно последнему, зерно кукурузы, выращенное в опытах, соответствует требованиям всех групп использования. Однако между вариантами наблюдается различие по физико-химическим показателям качества (табл. 3).
Показатель натуры зерна кукурузы за годы проведения исследований в значительной степени зависел от факторов выращивания, особенно систем земледелия ^ = 16,01 > F = 5,14).
' крит ' '
На биохимический состав зерна, осо-
бенно содержание белка, существенно влияли системы земледелия ^ = 22,50 > F =
р крит
5,14) и обработки = 25,47 > Fкрит = 4,76).
Системы земледелия и обработки почвы не имели существенного влияния на изменение показателя содержания крахмала в зерне кукурузы ^
Почти одинаковое существенное влияние на всхожесть зерна кукурузы имели системы обработки почвы ^ = 7,23 > F =
р крит
4,76) и системы земледелия ^ = 7,03 > F = 5,14).
Показатели качества зерна кукурузы, выращенного при промышленной и экологической системах земледелия, при контрольной дифференцированной обработке не имеют существенных различий, в отличие от показателей качества зерна, выращенного при биологической системе земледелия.
Наивысшее качество зерна кукурузы обеспечивают системы дифференцированной и отвально-безотвальной обработок почвы при всех системах земледелия.
Выводы
1. Экологическая и промышленная системы земледелия обеспечивают получение зерна пшеницы озимой высокого качества (1-й класс) и позволяют применять экономически выгодные, почвозащитные системы обработки почвы.
2. Для получения зерна ячменя ярового высокого качества и различного целевого назначения следует применять экологическую систему земледелия.
3. Экологическая система земледелия обеспечивает высокое качество зерна кукурузы при экономически выгодных и экологически безопасных условиях производства.
Библиографический список
1. Казанина, М.А. Справочник по хранению семян и зерна / М.А. Казанина, В.Я. Воронкова, В.А. Петрова - Минск: Урожай. -1991. - 200 с.
2. Мусатов, А. Факторы оптимизации формирования продуктивности растений и качества зерна ярового ячменя и овса / А. Мусатов, А. Семяшкина, Р. Дашевский // Главный агроном: Ежемесячный научно-практический журнал. - 2009. - N 11. - С. 15-23.
3. Подколзш А.1. Вплив фiзичних ознак зерна озимо!' пшениц на яюсш показники / А.1. Подколзш, Л.М. Утенок, А.В. Бурлай та ш. // Агроном. - № 3. - 2009. - С. 33-36.
4. Подпрятов Г.1. Пслязбиральна до-робка та збер^ання продукци рослин-ництва: навчальний поабник / Г.1. Подпрятов, Л.Ф. Скалецька, А.В. Бобер. - К: Центр шформацшних технолопй, 2009. - 296 с.
5. Городшй М.М. Прикладна бiохiмiя та управлшня яюстю продукци рослинництва:
тдручник / М.М. Городшй, С.Д. Мельничук, О.М. Гончар та ш. - К.: Арктей. - 2006. - 484 с.
6. Казаков Е.Д. Биохимия зерна и хлебопродуктов / Е.Д. Казаков, Г.П Карпиленко.
- С.-П.: ГИОРД., 2005. - 512 с.
7. Тарар^о Ю. О. Енергетична оцшка систем землеробства i технолопй виро-щування стьськогосподарських культур: методичш рекомендацп / Ю. О. Тарарто, О. 6. Несмашна. Л. Д. Глущенко. - К.: Нора-пршт. 2001. - 59 с.
8. Сайко В.Ф. Землеробство в сучасних умовах / В.Ф. Сайко // Вкник аграрной' науки.
- 2002. - №5. - С. 5-10.
9. Бомба М.Я. Проблеми та перспекти-ви розвитку землеробства на початку третьо-го тисячол^тя / М.Я. Бомба // Пропозиця. -2002. - №10. - С. 30-32.
10. Бомба М.Я. Сучасш тенденцп розвитку свтового землеробства / М.Я. Бомба // Вкник аграрно' науки. - 2007. - №12. - С. 34-40.
11. Сайко В.Ф. Науковi основи стмкого землеробства в УкраУш. / В.Ф. Сайко // Збiрник наукових праць ННЦ «1нститут землеробства УААН». - К.: ВД «ЕКМО», 2010. -Вип. 3. - С. 3-17.
12. Еколопчш проблеми землеробства / [I. Д. Прпмак, Ю. П. Манько, Н. М. Рщей та ш.]; за ред. I. Д. Примака. - К.: Центр учбовоУ лп^ератури. -2010. - 456 с.
13. Танчик С.П. Еколопчна система землеробства в Люостепу УкраУни: методичш рекомендацП' / С.П. Танчик, О.А. Демщов, Ю.П. Манько та ш. К., 2011. - 39 с.
14. Оптимiзацiя основних ланок землеробства в захщному репош УкраУни / М.Д. Безуглий, А.С. Заришняк, М.М. Люовий, Г.М. Седто // Вюник аграрноУ науки. - 2011. -№2. - С. 5-10.
15. Науковi тдходи до оптимiзацil' провщних ланок у системi землеробства Полкся / Ф.С. Заришняк, Ю.1. Савченко, А.О. Мельничук та ш. // Вкник аграрноУ науки. -2011. - №2. - С. 5-9.
16. Павлов О.С. Енергетична оцшка вирощування культур у ланц польовоУ авозмши за рiзних систем землеробства в Люостепу УкраУни / О.С. Павлов // Науковi допов^ НУБП - 2012. - № 7. - С. 22-27.
