CC BY
41
Поступила 11.07.05 г.
664.7:581.3
ВЛИЯНИЕ АГРОТЕХНИЧЕСКИХ ПРИЕМОВ НА ФОРМИРОВАНИЕ КАЧЕСТВА ЗЕРНА ОЗИМОЙ ПШЕНИЦЫ
Е.В. СУРКОВА, Н.И. НЕНЬКО, Н.Г. МАЛЮГА,
П.Т. БУКРЕЕВ
Кубанский государственный технологический университет
Постоянно изменяющиеся погодные условия оказывают существенное влияние на реализацию генетического потенциала продуктивности сортов пшеницы и качество зерна. Высокоурожайные сорта более адаптированы к благоприятным условиям возделывания, а низкоурожайные сорта и местные формы более продуктивны в условиях стресса [1].
В настоящее время созданы сорта с высокой неспецифической устойчивостью, разработаны экологически чистые технологии их возделывания. Один из эффективных агроприемов - использование регуляторов роста растений, позволяющих наиболее полно реализовать генетический потенциал продуктивности и получить высококачественное зерно.
В годы с различными условиями вегетации и на разных уровнях агрофона элементы продуктивности могут изменяться и по-разному влияют на формирование урожая и его качество [2].
Регуляторы роста позволяют стабилизировать продуктивность и качество урожая по годам [3]. К таким препаратам относится созданный в КубГТУ высокоэффективный экологически чистый, применяемый в микродозах препарат фуролан (ПФ), разрешенный к использованию на территории России [4].
Ранее было установлено, что ПФ увеличивает продуктивность растений пшеницы, оказывая влияние на физиолого-биохимические процессы, повышает устойчивость к неблагоприятным условиям произрастания и поражению фитопатогенами [5].
Цель настоящей работы - изучить воздействие агротехнических приемов - уровня агрофона, внесения удобрений и регулятора роста растений ПФ на формирование качества зерна озимой пшеницы.
Исследования проводили в 2002-04 гг. на опытном поле КубГАУ на выщелоченном черноземе (содержание гумуса 2,7-3,5%, подвижного фосфора 18-42 мг/100 г, обменного калия 20-52 мг/100 г) в многофакторном опыте, представленном такими факторами, как уровень плодородия почвы (естественный уровень плодородия и повышенный - с внесением в почву 400 кг/га Р2О5 и 400 т/га подстилочного навоза) и норма внесения удобрения (без удобрения и с внесением удобрений: М50?90К40 - основное внесение, N60 - ранней весной и N30 - в колошение). Посевы озимой пшеницы сорта Батько обрабатывали ПФ в дозе 5 г/га в фазу начала выхода в трубку.
В полевых условиях в ходе вегетации исследовали влияние агротехнических приемов на высоту расте-
ний, состояние листового аппарата и отбирали образцы растений для дальнейших измерений длины междоузлий, диаметра и толщины стенок соломины.
В период созревания отбирали пробы зерна для изучения влияния уровня агрофона, внесения удобрений и ПФ на структуру урожая и формирование качества зерна.
Структуру урожая - общую и продуктивную кустистость, густоту продуктивного стеблестоя, число зерен в колосе, массу зерна с колоса, число колосков в колосе, в том числе озерненных, определяли по методике государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур.
Показатели качества зерна - натурный вес, общую стекловидность, содержание полностью и частично стекловидных зерен, содержание белка, содержание сырой клейковины и ее качество, зольность, влажность, массу 1000 зерен и фракционный состав определяли в соответствии с ГОСТ в лаборатории ОАО «Курганинский элеватор» [6], содержание крахмала -поляриметрическим методом [7].
Количество и размер крахмальных гранул опреде -ляли в зерновках озимой пшеницы сорта Батько, выделенных по всем вариантам опыта из средней части колоса в фазу восковой спелости.
На ростовые процессы растений прежде всего оказывают влияние условия внешней среды - температура и относительная влажность воздуха, количество осадков и др. В последние годы на территории Краснодарского края в мае и первых двух декадах июня наблюдаются высокие температуры воздуха - 30-32оС, воздушные засухи - относительная влажность воздуха 49-51%, которые оказывают негативное влияние на синтетические процессы и рост, что в итоге снижает продуктивность растений и качество зерна [8].
Результаты определения влияния агротехнических приемов на рост растений озимой пшеницы сорта Батько приведены в табл. 1 (различия между вариантами достоверны при Р = 0,95).
Таблица 2
Показатель продуктивности растения Уровень почвенного плодородия
естественный повышенный
Без удобрений С внесением удобрений Без удобрений С внесением удобрений
Число продуктивных стеблей, шт./м2 201,5/285,0 248,5/267,5 253/302 247,5/253
Общее число стеблей, шт./м2 235/299,5 273/276 288/322 252,5/264,5
Длина колоса, см 8,6/ 8,7 8,5/8,6 8,9/8,9 8,3/8,8
Число колосков в колосе, шт. 19,41/19,6 19,6/19,85 20,0/20,3 20,2/20,6
В том числе озерненных, шт. 16,4/16,7 15,7/17,1 16,6/17,1 16,4/17,2
Число зерен в колосе, шт. 39,0/39,1 39,3/42,1 39,3/40,3 42,8/40,7
Масса зерна с колоса, г 1,7/1,7 1,7/1,8 1,8/1,8 1,9/1,9
Примечание: числитель - контрольный вариант, знаменатель - с внесением фуролана.
Таблица 1
Часть растения Длина, см, при уровне почвенного плодородия
естественном повышенном
Без удобрений С вне сением удобрений Без удобрений С внесением удобрений
Растение 85,7/91,3 89,3/90,0 89,7/88,7 94,3/86,9
Междоузлия:
1 7,2/8,3 9,6/8,8 8,6/7,8 9,5/8,7
2 10,3/11,8 13,0/13,1 11,6/11,6 11,4/10,8
3 13,2/13,9 14,3/14,2 13,9/13,5 14,2/12,9
4 20,0/20,0 18,6/19,3 20,0/19,9 22,2/19,3
5 27,0/28,8 25,7/26,6 27,4/27,9 28,6/27,0
Примечание: числитель - контрольный вариант, знаменатель - с внесением фуролана.
Анализ данных, полученных в мелкоделяночном опыте, показал, что на естественном уровне почвенного плодородия внесение минеральных удобрений активирует рост растений, увеличивает длину 1-3 междоузлий, в фазу полной спелости высота растений повышается на 3,6 см. Следует отметить, что активный рост 1-3 междоузлий по времени совпадает с наступлением засушливого периода.
Внесение ПФ на естественном агрофоне без удобрений увеличивает высоту растений на 5,6 см и активирует рост 1-3 междоузлий соломины по сравнению с контролем.
Возделывание озимой пшеницы на повышенном уровне плодородия почвы активирует рост 1-3 междоузлий, при этом высота растений увеличивается на 4 см по сравнению с естественным уровнем агрофона. Внесение ПФ в этих условиях несколько укорачивает первое междоузлие, но оно остается более длинным, чем в контрольном варианте.
Совместное воздействие уровня агрофона и минеральных удобрений оказывает наиболее эффективное влияние на рост растений - их высота увеличивается на 8,6 см. При этом активируется рост всех междоузлий соломины. На таком фоне начинает проявляться слабое ретардантное воздействие фуролана на рост соломины, что характеризуется уменьшением длины междоузлий [9]. Ретарданты, как известно, оказывают влияние на толщину стенок соломины [10]. Анализ показал , что обработка растений ПФ приводит к утолщению стенок соломины 1-3 междоузлий на 25-50%, при этом наибольший эффект наблюдается в варианте применения удобрений на высоком уровне агрофона. Вне-
сение минеральных удобрений и уровень агрофона не оказали влияния на толщину стенок соломины.
Утолщение стенки соломины способствует сниже -нию полегания посевов и накоплению растением дополнительных пластических веществ, которые затем поступают в колос [11]. Следовательно, эффект снижения высоты растений и утолщения стенки междоузлий от применения препарата в многофакторном опыте при определенных метеоусловиях определяется реакцией растений на сумму факторов.
Таким образом, повышение уровня плодородия, внесение минеральных удобрений и обработка растений фуроланом снижает отрицательное воздействие засухи на рост, способствует более активному протеканию обменных процессов в растениях пшеницы, позволяет получить более высокий и качественный урожай зерна. Результаты влияния агротехнических приемов на структуру урожая озимой пшеницы сорта Батько приведены в табл. 2 (Р = 0,95).
Внесение минеральных удобрений и ПФ на естественном агрофоне и ПФ на повышенном уровне почвенного плодородия увеличивает продуктивный стеблестой, длину колоса и число колосков в колосе, в том числе озерненных, а также количество зерен в колосе, что в конечном счете обусловливает увеличение продуктивности растений.
Результаты определения влияния технологических приемов на качество зерна приведены в табл. 3 (Р = 0,95).
Натура зерна при внесении минеральных удобре -ний на естественном агрофоне снижается, а на более высоком уровне агрофона и при внесении ПФ увеличивается.
Внесение минеральных удобрений на естественном уровне почвенного плодородия уменьшает общую стекловидность на 1%, содержание полностью стекловидных зерен увеличивается на 2%. На повышенном уровне почвенного плодородия при внесении минеральных удобрений эти показатели составляют соответственно 5 и 12%.
Возделывание пшеницы на повышенном уровне почвенного плодородия по сравнению с естественным снижает общую стекловидность зерна и содержание полностью стекловидных зерен.
Фуролан повышает общую стекловидность эндосперма зерновок на 2,5% на естественном и 3,5% на повышенном уровнях почвенного плодородия при внесе-
Таблица 3
Уровень почвенного плодородия
Показатель качества зерна естественный повышенный
Без удобрений С внесением удобрений Без удобрений С внесением удобрений
Натурная масса, г/л 793,6/809,3 777,0/828,8 817,9/770,9 760,7/780,1
Общая стекловидность, % Количество стекловидных зерен, %: 81,0/88,0 80,0/85,5 77,5/80,0 82,5/83,5
полностью 66/79 68/75 56/65 68/71
частично 30/19 24/21 43/30 29/25
Содержание сырой клейковины, % 22,5/23,4 22,4/24,4 22,9/23,6 23,6/24,2
Качество клейковины, ед. ИДК 90/85 95/90 75/80 90/70
Содержание белка, % 13,7/14,3 14,0/15,0 13,8/14,5 14,2/14,6
Зольность, % 1,5/1,5 1,5/1,5 1,5/1,4 1,5/1,5
Содержание крахмала, % 54,8/54,4 64,3/61,6 61,0/64,3 56,0/61,0
Масса 1000 зерен, г Содержание фракций зерна, % (сход с сита): 38,3/40,4 37,9/39,0 39,5/39,7 40,1/ 40,2
2,5 х 20 76,0/80,8 73,6/77,6 79,4/83,5 78,3/84,1
2,2 х 20 18,9/14,7 20,0/16,9 15,8/12,0 17,5/12,1
1,7 х 20 5,0/4,4 6,2/5,2 4,5/4,3 4,0/3,7
й = 1,0 0,1/0,1 0,2/0,3 0,3/0,2 0,2/0,2
Примечание: числитель - контрольный вариант, знаменатель - с внесением фуролана.
нии удобрений. При этом количество полностью стекловидных зерен на естественном уровне почвенного плодородия уменьшается на 4%, на повышенном -увеличивается на 6%. Снижение стекловидности зерна при внесении удобрений сопровождается увеличением содержания крахмала в эндосперме зерновок.
Фуролан снижает содержание крахмала и увеличивает содержание белка в зерне озимой пшеницы на естественном и увеличивает содержание крахмала и белка на более высоком фоне почвенного плодородия.
Внесение минеральных удобрений на естественном агрофоне не оказало существенного влияния на содержание клейковины и снизило ее качество, а на повышенном уровне почвенного плодородия - увеличило содержание клейковины на 0,5%, при этом ее качество ухудшилось.
Фуролан увеличивал содержание сырой клейковины в зерне на естественном агрофоне на 0,9%, при внесении удобрений - на 2%; на повышенном уровне почвенного плодородия - на 0,7 и 0,6% соответственно и улучшил ее качество.
Масса 1000 зерен при внесении минеральных удобрений на естественном агрофоне уменьшается, а на повышенном - увеличивается. Внесение ПФ во всех случаях увеличивает этот показатель.
Как на естественном, так и на повышенном уровне почвенного плодородия внесение у добрений у меньша-ет, а ПФ увеличивает содержание крупной фракции (2,5 х 20) в зерне.
Таким образом, внесение минеральных удобрений на естественном уровне почвенного плодородия повышает устойчивость растений озимой пшеницы сорта Батько к засухе, увеличивает их продуктивность, но качество зерна (натурная масса, масса 1000 зерен, содержание крупной фракции и крахмала) при этом снижается. Активация же ростовых процессов на повышенном агрофоне способствует не только увеличению продуктивности растений, но и улучшению показателей качества зерна (натурная масса, масса 1000 зерен, качество клейковины, содержание крупной фракции и крахмала).
Стекловидность зерна определяется микроструктурой эндосперма. На консистенцию эндосперма зерна озимой пшеницы оказывает влияние содержание белка, а также хондриосомного и пластидного крахмала [12]. Результаты определения влияния агроприемов на фракционный состав крахмальных гранул в эндосперме приведены в табл. 4.
Таблица 4
Характеристика крахмальных гранул Количество крахмальных гранул при уровне почвенного плодородия
естественном повышенном
Без удобрений С внесением удобрений Без удобрений С внесением удобрений
Размер, мкм:
менее 9 223/179 233/197 294/227 215/200
9-18 34/49 35/32 25/33 23/25
более 18 1/5 2/5 3/2 2/4
Отношение количества крупных
крахмальных гранул к количеству мелких 0,157/0,302 0,159/0,188 Примечание: числитель - контр ольный вариант, знаменатель - с внесение м фуролана. 0,095/0,154 0,116/0,145
Для характеристики микроструктуры эндосперма крахмальные гранулы разделили на три фракции: мелкие - менее 9 мкм, средние - 9 -18 мкм и крупные - более 18 мкм. Такой анализ позволил получить данные для количественной оценки влияния уровня агрофона, минеральных удобрений и препарата фуролан на микроструктуру эндосперма [13].
При внесении удобрений на естественном уровне почвенного плодородия фракционный состав крахмальных гранул практически не изменялся. При повышении уровня агрофона содержание мелких крахмаль -ных гранул в эндосперме увеличивается на 32%, а средних - уменьшается на 26%.
Внесение удобрений на повышенном уровне почвенного плодородия снижает содержание мелких крахмальных гранул на 27%, но не увеличивает содержания средних.
Внесение ПФ во всех случаях уменьшает содержание мелких крахмальных гранул в эндосперме на 7-23% в зависимости от уровня агрофона, при этом величина отношения количества крупных крахмальных гранул к количеству мелких увеличивается на 15,4-48% и возрастает количество крупных крахмальных гранул, расположенных ближе к субалейроновому слою [13].
Таким образом, уровень агрофона, внесение минеральных удобрений и ПФ изменяют фракционный состав крахмальных гранул, что оказывает влияние на консистенцию эндосперма зерна пшеницы.
ЛИТЕРАТУРА
1. Бороевич С.К. Принципы и методы селекции растений. - М.: Колос, 1984. - 334 с.
2. Казаков Е.Д. Зерноведение с основами растениеводства. - М.: Колос, 1965. - 285 с.
3. Шевелуха В.С. Рост растений и его регуляция в онтогенезе. - М.: Колос, 1992. - 594 с.
4. 2-Фурил-1,3-диоксацикланы: синтез, стереохимия, ско -рость реакций образования, свойства и применение / В.Г. Кульне -вич, В. Г. Калашникова, Т.П. Косулина и др. // Новые направления в химии циклических ацеталей. - Уфа Реактив - Nova Science Publishers, 2 nc., 2002. - С. 7-26.
5. Пат. 2042326 РФ. Средство для повышения устойчиво -сти риса к засолению, плодовых косточковых культур к засухе и озимой пшеницы к засухе и поражению грибковыми заболеваниями / Н.И. Ненько, Т.П. Косулина, В.Г. Кульневич и др. - Опубл. в БИ. -1995. - № 24.
6. Зерновые, зернобобовые и масличные культуры. - М.: Изд-во стандартов, 1990.
7. Ермаков А.И., Арасимович В.В., Смирнова-Иконникова М .И., Мурри И.К. Методы биохимического исследования рас -тений. - М .-Л.: Сельхозиздат, 1952. - 520 с.
8. Базалий В.В., Базалий Г.Г. Характер проявления адаптивных признаков у различных по продуктивности форм озимой пшеницы // Эволюция научных технологий в растениеводстве: Сб. науч тр., посвященный 90-летию КНИИСХ им. П.П. Лукьяненко. В 4 т. Т. 1. - Краснодар, 2004. - С. 119-124.
9. Ненько Н.И. Влияние 2-(фурил-2)-1,3-диоксолана на ростовые и синтетические процессы и уровень активности эндоген -ных регуляторов роста яровой пшеницы // Химия и технология фу -рановых соединений. Т. 2. - Краснодар, 1997. - С. 56-58.
10. Шевелуха В.С. Морфофизиологические и биохимические изменения у растений ячменя при обр аботке регуляторами роста // Регуляторы роста растений / В.С. Шевелуха, И.В. Егорова, В.И. Сутулова. - М.: Агропромиздат, 1990. - С. 143-156.
11. Лукьяненко П.П. Корреляционная связь выполненно-сти стебля пшеницы с ее хозяйственно ценным признаком // Сб. науч. тр. КраснодарНИИСХ. - Вып. 9; Селекция. - Краснодар, 1975. -С. 94-102.
12. Попова Е.П. Микроструктура зерна и семян. - М.: Ко -лос, 1979. - 224 с.
13. Егоров Г.А. Технологические свойства зерна. - М.: Аг-ропромиздат, 1985. - 330 с.
Кафедра пищевой инженерии и высоких технологий
Поступила 12.05.05 г.
664.784.3
ПРОИЗВОДСТВО НОВОГО ВИДА ОСАХАРЕННОЙ КУКУР УЗНОЙ МУКИ
В.А. БУХАНЦОВ, Г.В. БУХАНЦОВА
Кубанский государственный технологический университет Кубанский филиал Всесоюзного научно-исследовательского института зерна
Разработана технология получения осахаренной кукурузной муки, рекомендуемой для массового и лечебно-профилактического назначения.
Сырьем для получения кукурузной муки служила крупа кукурузная и ячменный солод. Крупу, очищенную от примесей, дробленки и мучки, подвергали мойке водопроводной питьевой водой при 30°С. Влажность крупы после мойки не превышала 20%. Расход воды составил около 2 л на 1 кг крупы. Во время мойки в течение 2-3 мин крупа дополнительно освобождалась от минеральных и микробиологических загрязне-
ний. Затем крупу просушивали до влажности 8-10%, охлаждали и размалывали.
Использовали ячменный светлый пивоваренный солод 1-го сорта высокого качества с массовой долей экстракта не менее 78-79%, продолжительность осаха-ривания - не более 15-20 мин.
Солод, очищенный от примесей, увлажняли до 10-12% и отволаживали в течение 1,5-2 ч, цветковые пленки отслаивались, что предохраняло их от переиз-мельчения. Размол вели по схеме простого помола, выход ячменной солодовой муки - 50%, отходов -50%. Крупность помола кукурузной и солодовой муки: сход сита № 23 не более 2%, проход сита № 32 не менее 60%.
Подготовленные продукты смешивали в соотноше -нии: кукурузная мука - 85%, ячменная солодовая -15%. В смесь добавляли воду и проводили процесс оса-
