Научная статья на тему 'Роль биотических и абиотических факторов в формировании макаронных свойств твёрдой пшеницы в Оренбургской области'

Роль биотических и абиотических факторов в формировании макаронных свойств твёрдой пшеницы в Оренбургской области Текст научной статьи по специальности «Сельское хозяйство, лесное хозяйство, рыбное хозяйство»

CC BY
362
21
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ПШЕНИЦА ТВЁРДАЯ / КАЧЕСТВО ЗЕРНА / МАКАРОНЫ / ПОГОДА / ТЕМПЕРАТУРА ВОЗДУХА / РЕГРЕССИОННЫЕ УРАВНЕНИЯ / HARD WHEAT / GRAIN QUALITY / PASTA / WEATHER / AIR TEMPERATURE / REGRESSION EQUATIONS

Аннотация научной статьи по сельскому хозяйству, лесному хозяйству, рыбному хозяйству, автор научной работы — Сандакова Галина Николаевна

В статье представлены результаты анализа многолетнего статистического материала по оценке макаронных свойств зерна яровой твёрдой пшеницы. Выявлены корреляционные связи исходного качества зерна с показателями макаронных свойств яровой твёрдой пшеницы. Получены математические регрессионные модели влияния погодных факторов на показатели качества макарон, выявлены их количественные значения, определяющие формирование высоких показателей макаронных свойств зерна. Показано, что на макаронные свойства зерна большое влияние оказывают агротехнические приёмы, а именно предшественники. Наибольшая вероятность получения зерна, обладающего высокими макаронными свойствами (4-5 балла), выявлена по пару, наименьшая по предшественнику яровая пшеница.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по сельскому хозяйству, лесному хозяйству, рыбному хозяйству , автор научной работы — Сандакова Галина Николаевна

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

THE ROLE OF BIOTIC AND ABIOTIC FACTORS IN THE FORMATION OF MACARONI PROPERTIES OF HARD WHEAT IN THE ORENBURG REGION

The article presents the results of analysis of long-term statistical material on the macaroni properties of spring wheat grain evaluation. The correlations between the initial quality of grain and the parameters of pasta properties of spring hard wheat have been identified. Mathematical regression models of influence of weather factors on the quality indices of macaroni have been obtained and the quantitative values, influencing the formation of high indices of grain macaroni properties have been revealed. It is shown that the macaroni properties of grain are greatly influenced by the agrotechnical methods, namely, the predecessors. The highest probability of obtaining grain with high macaroni properties (4-5 points) has been with the fallow predecessor, while the least probability of obtaining grain with high macaroni qualities was with the spring wheat predecessor

Текст научной работы на тему «Роль биотических и абиотических факторов в формировании макаронных свойств твёрдой пшеницы в Оренбургской области»

белка в зерне — 13,3%, содержание клейковины в зерне — 26,8%, группа клейковины — вторая, сила муки — 264 е.а., объёмный выход хлеба из 100 граммов муки — 788 см3, общая оценка хлеба — 4,1 балла.

Выводы. Сорт Статус (синоним 1107/14) создан методом целенаправленного индивидуального отбора из сложной гибридной популяции (Зерно-градка 10 х Подарок Дону) х Тристан. Относится к универсальным сортам, высоко адаптирован к возделыванию в агроэкологических условиях юга и юго-востока России. Рекомендуется для посева по удобренным непаровым предшественникам, полупару, парам, интенсивным и среднеинтен-сивным технологиям. По вегетационному периоду — среднеранний сорт. Обладает высоким генетическим потенциалом урожайности зерна — 12,05 т/га. Его урожайность в среднем за годы изучения (2015—2017) составила 9,12 т/га, что выше, чем у стандартного сорта Гром, на 2,09 т/га. Для нового сорта характерна высокая устойчивость к основным болезням юга и юго-востока России (к поражению бурой ржавчиной, мучнистой росой, пыльной головнёй, вирусом жёлтой карликовости ячменя, пиренофорозом, септориозом колоса). По

биохимическим, технологическим и мукомольно-хлебопекарным показателям качества зерна сорт Статус не уступает стандартному сорту Гром.

Литература

1. Ковтун В. И. Селекция высокоадаптивных сортов озимой мягкой пшеницы и нетрадиционные элементы технологии их возделывания в засушливых условиях юга России: моногр. Ростов-на-Дону: Книга, 2002. 318 с.

2. Ковтун В.И., Самофалова Н.Е. Селекция озимой пшеницы на юге России: монография. Ростов-на-Дону: Книга, 2006. 479 с.

3. Лукьяненко П.П. Селекция и семеноводство озимой пшеницы // Избранные труды. М.: Колос, 1973. 448 с.

4. Пруцков Ф.М. Озимая пшеница. Изд. 2-е. М.: Колос, 1976. 352 с.

5. Вавилов Н.И. Избранные труды. М.; Л.: Наука, 1964. 314 с.

6. Ковтун В.И. Сорт сильной озимой мягкой пшеницы универсального типа Арсенал // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2016. № 2 (58). С. 18-20.

7. Ковтун В.И., Ковтун Л.Н. Высокопродуктивная озимая мягкая пшеница универсального типа Армада // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2017. № 6 (68). С. 26-28.

8. Ковтун В.И., Ковтун Л.Н. Продуктивная, высококачественная озимая мягкая пшеница универсального типа Паритет // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2017. № 1 (63). С. 14-16.

9. Методика Государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур. М., 1985. 270 с.

10. Методические рекомендации по оценке качества зерна. М.: ВАСХНИЛ. Научный совет по качеству зерна, 1977. 172 с.

11. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта. М.: Колос, 1973. С. 167-176; С. 231-249.

Роль биотических и абиотических факторов в формировании макаронных свойств твёрдой пшеницы в Оренбургской области

Г.Н. Сандакова, к.т.н., ФГБНУ ФНЦ БСТРАН

Твёрдая пшеница ценится за высокое качество зерна. По содержанию белка, незаменимых аминокислот, крахмала, декстринов, сахаров, витаминов группы В, Е, РР, минералов она превосходит мягкую пшеницу [1]. По питательной ценности белок твёрдой пшеницы приближается к молочному, что позволяет широко использовать зерно этой культуры для приготовления продуктов детского и диетического питания. Из стекловидного, янтарно-жёлтого зерна твёрдой пшеницы с высоким содержанием белка получают крупнозернистую, высококачественную муку-крупчатку(семолину), из него вырабатывают манную и пшеничную крупы высокого качества.

Твёрдая пшеница является единственным сырьём для изготовления макарон самого высокого качества, которые характеризуются высокой прочностью, янтарно-жёлтым цветом, низкой развари-ваемостью, незначительной потерей сухих веществ при варке, приятным вкусом и питательной ценностью. Биологическая ценность макарон из твёрдой пшеницы значительно превосходит макароны из мягкой пшеницы. Новейшие технологии производства длиннотрубчатых макарон и тонких спагетти,

так называемых паста-продуктов, требуют всё более качественного сырья — крупного, высоконатурного зерна с упругой и эластичной клейковиной, повышенным содержанием каротиноидных пигментов и белка, низким содержанием золы [2].

Заготовители продовольственного зерна твёрдой пшеницы в России оценивают его качество в соответствии с ГОСТом Р 52554-2006 [3], по которому основными критериями распределения зерна по классам являются натура, стекловидность, белок, содержание и качество клейковины. Все они являются признаками косвенной оценки готовых изделий (макарон).

Госкомиссия по сортоиспытанию сельскохозяйственных культур определила проводить оценку макарон по шкале в 5 баллов, которая включала следующие показатели: цвет макарон, потери сухого вещества при варке, коэффициенты раз-вариваемости макарон по весу и объёму, общая оценка макарон [4].

Г.Н. Ирвин [5] считает, что существует прямая зависимость между натурой и выходом семолины. По его данным, коэффициент корреляции между объёмной массой, массой 1000 зёрен, стекловидно-стью зерна и выходом крупки (семолины) составляет 0,86—0,76 и 0,5 ед., наиболее пригодна пшеница

с содержанием белка 13,5—14,0%. По мнению А.И. Марушева [6], прочность макарон зависит от содержания белка и стекловидности зерна твёрдой пшеницы. По Н.П. Козьминой [5], прочность макарон зависит от количества и качества клейко-винного комплекса и сечения трубчатого изделия.

Таким образом, сведений о связях между технологическими качествами зерна твёрдой пшеницы и её макаронными свойствами немного.

Проблема влияния на качество макарон исходного качества зерна, погодных факторов и агротехнических приёмов возделывания находится в центре внимания оренбургских учёных. Разным аспектам его применения посвящены многие работы, однако все результаты исследований были получены в краткосрочных опытах. Комплексных исследований в этой области на представительной выборке сортов яровой твёрдой пшеницы по существу не проводилось, несмотря на их актуальность [7, 8].

Материал и методы исследования. Для исследования были использованы материалы по оценке макаронных свойств сортов яровой твёрдой пшеницы, полученные в Центральной лаборатории Госкомиссии по сортоиспытанию с.-х. культур, за период с 1980—2016 гг. по всем госсортоучасткам Оренбургской области (всего выборка составила 241 образец пшеницы), а также материалы гидрометеостанций за рассматриваемый период.

Вероятностную оценку образцов проводили на соответствие макаронных свойств требованиям, предъявляемым к классным твёрдым пшеницам по трём предшественникам: пар, озимые, яровая пшеница. Поиск количественных связей макаронных свойств с показателями качества зерна, погодными (биотическими) факторами и агротехническими приёмами возделывания (абиотическими факторами) яровой твёрдой пшеницы, разработка моделей (регрессионных) осуществлены методом нелинейного корреляционно-регрессионного и множественного регрессионного анализов на ПЭВМ с помощью прикладных программ ехбс1, $1а11811ка (табл. 1).

На основании полученных уравнений были сделаны выводы, что связи невысокие и имеют нелинейный характер. Это можно объяснить высокой зависимостью исходного качества зерна твёрдой пшеницы от погодных факторов [8, 9].

Методом нелинейного регрессионного анализа рассчитаны корреляционные связи показателей макаронных свойств зерна с погодными факторами: средней температурой воздуха и средней относительной влажностью воздуха в разрезе месяцев периода вегетации яровой твёрдой пшеницы.

Выявлено, что показатели качества макарон находятся в сильной корреляционной связи (^ = 0,78—0,89) со средней температурой июля (рис. 1).

Независимая переменная Коэффициент Т- Уровень Р-коэффи- Доля

(исходное качество зерна) регрессии значение значимости циент фактора, %

Прочность макарон

Свободный член 606,237 14,473 0,000 - -

Белок,% (х0 25,922 3,585 0,000 1,194 30,40

Содержание клейковины, % (х2) -6,347 -2,061 0,044 -0,686 5,80

Для полной регрессии: стандартная ошибка оценки = 28,858 г;

Я2 0,362; Ротношение 13,36; Гтеор.0-05= 2,30

Коэф )ициент развариваемости макарон по весу

Свободный член 4,030 8,795 0,000 - -

Масса 1000 зёрен, г (х0 0,020 2,338 0,000 0,314 3,10

Содержание клейковины, % (х2) -0,038 -3,448 0,000 -0,463 20,0

Для полной регрессии: стандартная ошибка оценки = 0,286 ед.;

Я2 0,231; Ротношеине 6,604; Ртеор.0,05= 2,30

Потери сухого вещества при ва же

Свободный член 10,173 11,245 0,000 - -

Белок,% (х) -0,274 -4,960 0,000 -0,582 34,0

Для полной регрессии: стандартная ошибка оценки = 0,631%;

Я2= = 0 339' Р = отношение 24,602; Ртеор.0,05 = 2,30

Общая оценка макарон, балл

Свободный член 1.655 4,112 0,000 - -

Белок, % 0,148 6,017 0,000 0,656 43,0

Для полной регрессии: стандартная ошибка оценки = 0,281 балл;

Я2= = 0 430- Р = отношение 36,202; Ртеор.005 = 2,30

Свободный член 2.051 4,658 0,000 - -

Содержание клейковины, % 0,053 4,598 0,000 0,553 30,60

Для полной регрессии: стандартная ошибка оценки = 0,310 балл;

Я2= 0,306; РОТношение 21,146; Гтеор.0,05 = 2,30

1. Множественные регрессионные модели влияния исходного качества зерна на макаронные свойства яровой твёрдой пшеницы

и

=

о

1

.

ё к

7,70

5,69

3,69

16,60 18,55 20,50 22,45^ 24,40 Средняя температура воздух а,С

16,6 18,55 20,50 22,45 с 24,40 Средняя температура воздуха,°С

4,40 3,95

« а е. о

3,05 2,61

6,60 5,55

4,51

16,60 18,55

20,50

22,45 24,40

Средняя температура воздуха, С

2,43,

^___! -тг . < • ■ в

Г:

16,60 18,55 20,50 22,45 ^ 24,40 Средняя температура воздуха,'С

Рис. 1 - Влияние средней температуры воздуха в июле на качество макарон

6,69 ■

4,69 3,69 [

| ' •. ■

о *

И О 0 1*

г

|

45,00 53, 00 61,00 69,00 77,00

Средняя относительная влажность воздуха,%

45,00 53,00 61,00 69,00 77,00 Средняя относительная влажность воздуха,%

45,00 53,00 61,00 69,00 77,00 Средняя относительная влажность воздуха,%

Рис. 2 - Влияние средней относительной влажности воздуха июля на качество макарон

Увеличение средней температуры воздуха с 16,9 до 24,4° С способствует улучшению качества макарон, а именно снижению потерь сухого вещества при варке с 6,9 (3 балла) до 5,4% (5 баллов), коэффициента развариваемости макарон по весу с 3,7 (3 балла) до 3,2 (5 баллов), коэффициента раз-вариваемости макарон по объёму с 3,9 (3 балла) до 3,5 (4 балла), повышению общей оценки макарон с 3,1 (3 балла) до 4,1 (4 балла).

Установлено, что показатели качества макарон находятся в сильной корреляционной связи (^ = 0,70—0,84) со средней относительной влажностью воздуха июля (рис. 2).

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Повышение средней относительной влажности воздуха с 45 до 77% приводит к ухудшению качества макарон: увеличению потерь сухого вещества при варке с 5,3 (5 баллов) до 6,7 (3 балла), повышению коэффициента развариваемости макарон по весу

2. Вероятность формирования макаронных свойств сортов яровой твёрдой пшеницы в зависимости от предшественников на госсортоучастках Оренбургской области (1980—2016 гг.)

№ Шкала оценки Вероятность, %

п/п качества макарон цвет потери сухого коэффициент развариваемости макарон общая

в баллах макарон вещества при варке, % по весу по объёму оценка

Предшественник - пар

1 5 1 47 47 53 1

2 4 60 46 32 35 71

3 3 37 7 18 12 28

4 2 2 0 3 0 0

5 1 0 0 0 0 0

Итого, % 100 100 100 100 100

Предшественник - озимые

1 5 1 42 51 56 1

2 4 59 33 26 25 48

3 3 40 21 15 16 48

4 2 0 4 8 3 3

5 1 0 0 0 0 0

Итого, % 100 100 100 100 100

Предшественник - яровая пшеница

1 5 0 36 50 56 1

2 4 27 27 13 7 43

3 3 70 35 32 32 46

4 2 3 2 5 5 10

5 1 0 0 0 0 0

Итого, % 100 100 100 100 100

с 3,2 (5 баллов) до 4,9 (1 балл), снижению общей оценки макарон с 4,5 (4 балла) до 3,8 (3 балла).

Чтобы оценить частоту формирования зерна с высокими показателями макаронных свойств, т.е. насколько часто в многолетнем ряду повторяются те или иные параметры качества (их вероятность), исследованные партии сортов твёрдой пшеницы были сгруппированы по каждому признаку качества согласно классификационным нормам ЦЛГ и вычислено число партий в %, соответствующее этим нормам по каждому виду предшественника (табл. 2).

В соответствии с нормами ЦЛ госкомиссии по сортоиспытанию сельскохозяйственных культур цвет макарон высокого качества должен быть жёлтым, в этом случае они оцениваются в 5 баллов. При кремовом цвете оценка равна 4 баллам. 60% партий твёрдой пшеницы имеют оценку по цвету макарон в 4 балла по предшественнику — пар, озимым — 59, по яровой пшенице — 27%, а 70% по данному предшественнику составляют партии пшеницы со светло-кремовым цветом макарон, оценка их составляет 3 балла.

При оценке макарон по показателю потерь сухого вещества при варке наибольшее преимущество (оценка 4—5 балла) имели партии твёрдой пшеницы по предшественнику пар — 93%, по предшественнику озимые — 75, по яровой пшенице — 63%.

По коэффициенту развариваемости макарон, по весу и объёму высокое качество 4—5 балла с большей вероятностью имели партии по предшественникам пар (79 и 88%) и озимые (77 и 49%).

По общей оценке макарон (4—5 балла) выделились партии по предшественнику пар — 72% партий, по озимым — 49, по яровой пшенице — 44%.

Выводы. На свойства макарон оказывают влияние биотические (исходное качества зерна твёрдой пшеницы, погода) и абиотические (агротехнические) факторы.

Установлено, лучшим предшественником для формирования макаронных свойств, оцениваемых по качеству в 4—5 балла, является пар, худшие показатели получены по предшественнику яровая пшеница.

Полученные регрессионные уравнения, описывающие связь показателей качества макарон с исходным качеством зерна, а также с погодными факторами, позволят заблаговременно вносить коррективы в технологию возделывания данной культуры для повышения качества зерна.

Литература

1. Вьюшков АА. Селекционно-генетическое улучшение яровой пшеницы / А.А. Вьюшков, П.Н. Мальчиков, В.В. Сюков, С.Н. Шевченко. Самара: Самарский научный центр РАН, 2012. 266 с.

2. Васильчук Н.С. Селекция яровой твёрдой пшеницы. Саратов, 2001. 119 с.

3. ГОСТ Р 52554-2006. Пшеница. Технические условия. М.: Стандартинформ, 2006. 9 с.

4. Методика государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур. Технологическая оценка зерновых, крупяных и зернобобовых культур / Под ред. М.А. Федина. М., 1988. 121 с.

5. Козьмина Н.П. Биохимия хлебопечения. М., 1971. 278 с.

6. Дорофеев В.Ф. Пшеницы мира. Л.: Колос, 1976. 486 с.

7. Голик В.С. Селекция TriticumDurumDesf. Харьков, 1996. 387 с.

8. Крючков А.Г., Тейхриб П.П., Попов А.Н. Твёрдая пшеница. Современные технологии возделывания. Оренбург: «ООО «Оренбургское книжное изд-во», 2008. 703 с.

9. Сандакова Г.Н., Крючков А.Г. Научно обоснованные параметры моделей погодных условий и агротехнических приёмов возделывания для формирования высококачественного зерна яровой твёрдой пшеницы в условиях Оренбургской области. Оренбург: ООО «Агентство «Пресса», 2013. 104 с.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.