Содержание к диссертации
Введение
1 СОСТОЯНИЕ ИЗУЧЕННОСТИ ВОПРОСА 10
1.1 Формирование качества риса-зерна при созревании 10
1.2 Регуляторы роста растений и перспективы их использования при возделывании риса 27
2 ОБЪЕКТЫ, МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ССЛЕДОВАНИЙ 46
2.1 Объекты исследований 46
2.2 Материалы исследований 47
2.3 Методы исследований 47
2.3.1 Физические методы определения качества зерна риса 48
2.3.1.1 Определение массы 1000 зерен 48
2.3.1.2 Определение стекловидности зерна 48
2.3.1.3 Определение пленчатости зерна 49
2.3.1.4 Определение трещиноватости зерна 50
2.3.1.5. Определение натуры зерна 50
2.3.1.6 Определение мелких зерен и крупности зерна риса 51
2.3.1.7. Определение общего выхода и качества крупы риса 52
2.3.2. Химические методы определения качества зерна риса 53
2.3.2.1 Определение влажности зерна 53
2.3.2.2 Определение содержания общего, белкового и небелкового азота и белка в зерне риса 54
2.3.2.3 Определение хлорофилла в листьях 57
2.3.2.4 Определение содержания крахмала, амилозы, амилопектина 57
2.3.2.5 Методика фракционирования и определения полисахаридов крахмала 59
2.3.2.6 Определение зольности зерна 61
2.3.2.7 Определение содержание аминокислот в зерне риса 62
2.3.2.8 Методика проведения микроскопических исследований зерновок риса 65
2.3.3 Определение микрофлоры зерна риса 66
2.3.4 Схемы и методика проведения полевых опытов 67
2.3.4.1 Лабораторно-полевые опыты 67
2.3.4.2 Производственный опыт 70
2.3.5 Методы оценки качества зерна при хранении 71
2.3.5.1 Метод оценки посевных качеств семян 71
3 РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ 73
3.1 Влияние сроков и кратности внесения препарата фуролан на рост, развитие и продуктивность растений риса 73
3.1.1. Влияние препарата фуролан на посевные качества семян риса 73
3.1.2 Влияние препарата фуролан на рост растений риса 75
3.1.3 Влияние препарата фуролан на формирование листового аппарата растений риса 79
3.1.4 Влияние препарата фуролан на продуктивность растений риса 85
3.2 Влияние сроков и кратности внесения препарата фуролан на качество созревающего зерна риса 89
3.2.1 Влияние сроков и кратности внесения препарата фуролан на физико-химические свойства зерна 89
3.2.1.1 Влияние препарата фуролан на крупность и выравненность зерна риса 89
3.2.1.2 Влияние препарата фуролан на массу 1000 зерен 98
3.2.1.3 Влияние препарата фуролан на объемную массу зерна риса 102
3.2.1.4 Влияние препарата фуролан на стекловидность зерна риса 104
3.2.1.5 Влияние препарата фуролан на трещиноватость зерна риса 111
3.2.1.6 Влияние препарата фуролан на пленчатость зерна риса 115
3.3 Влияние препарата фуролан на биохимические свойства созревающего зерна риса 115
3.3.1 Влияние препарата фуролан на влажность зерна риса 115
3.3.2 Влияние препарата фуролан на содержание крахмала в зерне риса 118
Влияние препарата фуролан на содержание общего, белкового, небелкового азота и белка в зерне риса 125
Влияние препарата фуролан на зольность зерна риса 132
Определение влияния препарата фуролан на качество зерна риса в производственных условиях 134
Влияние препарата фуролан на кулинарные достоинства рисовой крупы 138
Экономическая эффективность применения препарата фуролан при выращивании риса и переработки его в крупу 142
ВЫВОДЫ 146
РЕКОМЕНДАЦИИ ПРОИЗВОДСТВУ 148
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 149
ПРИЛОЖЕНИЯ А-Г 168
- Формирование качества риса-зерна при созревании
- Объекты исследований
- Влияние препарата фуролан на посевные качества семян риса
Введение к работе
Рис - один из древнейших окультуренных человеком злаков земного шара, основной продукт питания более чем для трети населения Земли.
Рис относится к числу важных продовольственных культур мирового земледелия и возделывается в 112 странах на площади 145 млн. га, годовое производство зерна в мире составляет около 445 млн. т. Издавна рис занимал важное место в питании и хозяйственной деятельности человека. Наибольшую ценность представляет зерно, идущее на продовольственные и технические цели. Рис имеет большое агромелиоративное значение, поскольку с его помощью вовлекаются в сельскохозяйственную эксплуатацию засоленные и заболоченные земли, на которых нельзя возделывать другие культуры. После опреснения земель под влиянием возделывания риса в севообороте на них можно успешно выращивать и другие ценные культуры.
Актуальность темы Применение биологически активных веществ -перспективное направление практической биотехнологии. Основная задача рисоводческой отрасли - значительное повышение урожайности в результате применения комплекса мероприятий, обеспечивающих высокую продуктивность растений, с учетом экологической безопасности.
В конце XX столетия в большинстве хозяйств Краснодарского края поставленную задачу решали путем внесения повышенных доз минеральных удобрений, что в последствии оказалось неоправданным. Нарушение рекомендуемых технологий возделывания риса привело к значительному снижению урожайности и качества зерна.
В связи с этим возникла необходимость в использовании агроприемов, способствующих наиболее полной реализации потенциала продуктивности и качества зерна риса.
Одним из путей решения этого вопроса является применение новых рострегулирующих антистрессовых препаратов, способствующих улучшению качества зерна наряду с повышением урожайности, что является актуальной задачей.
В Кубанском государственном технологическом университете создан новый высокоэффективный экологически чистый регулятор роста растений препарат фуролан, разрешенный к применению на территории РФ.
Фуролан повышает урожайность сельскохозяйственных культур, в том числе и риса, устойчивость растений к неблагоприятным условиям окружающей среды и поражению грибковыми заболеваниями. Однако не изучено влияние препарата на качество зерна риса при различных сроках и кратности его внесения. Таковы теоретические и практические предпосылки, которые обусловили необходимость проведения, определили цель и задачи настоящих исследований.
Диссертационная работа выполнялась в соответствии с тематикой НИР кафедры Пищевой инженерии и высоких технологий КубГТУ в рамках госбюджетной темы: «Теоретическое обоснование и разработка прогрессивных технологий хранения и получения продуктов питания из растительного сырья», № госрегистрации 01200305556.
Цель и задачи исследований. Цель настоящей работы - изучить влияние регулятора роста препарата фуролан на качество зерна риса при созревании и хранении в зависимости от сроков и кратности его внесения.
В задачи исследований входило:
1. Изучить влияние сроков и кратности внесения препарата фуролан на: посевные качества семян; рост, развитие и продуктивность растений риса; формирование листового аппарата; крупность, выравненность по размерам, массу 1000 зерен, объемную массу, стекловидность, трещиноватость, пленчатость зерна; биохимические свойства созревающего зерна риса; кулинарные достоинства рисовой крупы.
2.0пределить экономическую эффективность влияния препарата фуролан на качество зерна риса при выращивании и переработке его в крупу.
Научная новизна. Впервые при различных сроках и кратности внесения регулятора роста препарата фуролан на основе комплексной оценки изучено его влияние, на формирование физико-химических, биохимических показателей качества, технологических и кулинарных свойств риса при созревании.
Впервые установлено, что препарат фуролан: - целесообразно применять на рисе в фазу начала трубкования: - уменьшает содержание стерильных колосков в метелке, увеличивает крупность, содержание крупной фракции и выравненность зерна по ширине; увеличивает скорость роста зерновок риса делением и растяжением клеток, массу 1000 зерен; повышает стекловидность зерна риса вследствие увеличения содержания средних и крупных крахмальных зерен и уменьшения содержания зерна с мучнистым пятном в эндосперме, снижает трещиноватость; уменьшает пленчатость зерна риса, увеличивает выход крупы, целого ядра; способствует увеличению содержания крахмала в эндосперме зерна риса вследствие увеличения фотосинтетического потенциала растений, содержания хлорофилла а, б, каротиноидов в листьях. - увеличивает содержание белка, незаменимых аминокислот (триптофан, лизин) и глютаминовой кислоты в зерне риса; - способствует улучшению кулинарных достоинств рисовой крупы, повышая содержание амилозы в эндосперме зерна риса, величины соотношения амилоза/амилопектин.
Практическая значимость работы состоит в том, что: - показана эффективность применения препарата фуролан на рисе сорта Рапан при различных сроках и кратности внесения, позволяющего получить зерно с высокими технологическими показателями качества (крупность, выравненность, масса 1000 зерен, объемная масса, стекловидность, трещиноватость, пленчатость); применение препарата фуролан способствует достоверному уменьшению содержание зерновой примеси на 6 - 7 % и увеличению выхода крупы на 2 - 3 %, что обусловливает экономическую целесообразность его применения при возделывании риса; рис, выращенный с использованием препарата фуролан, имеет более высокую кулинарную оценку и может быть использован для детского питания; полученные результаты могут быть использованы при выращивании риса в Краснодарском крае.
Основные положения, выносимые на защиту. На защиту выносятся следующие положения: влияние препарата фуролан на: посевные качества семян; рост, развитие и продуктивность растений риса; - влияние препарата на физико-химические и биохимические свойства созревающего зерна риса; - кулинарные достоинства рисовой крупы.
Реализация результатов исследования.
В 2003-2006 гг. фуролан внедрен на рисе сортов Рапан и Регул в хозяйствах КПЗ «Россия» Красноармейского района, ОАО «Ангелинский элеватор» СХПУ, ОАО «Старонижеджерелиевская им. Перенишко Н.И.» Красноармейского района, ЗАО АПФ «Кубань» Славянского района Краснодарского края. Прибавка урожая составила в среднем 3,2 ц/га.
Апробация работы. Основные результаты исследований доложены на: - международной научной конференции «Обеспечение высокой экономи ческой безопасности приемов использования удобрений и других средств химизации в агротехнологиях», Москва, 20-21 марта 2003; - международной научно-практической конференции «Актуальные направле ния развития экологической безопасных технологий производства, хранения, переработки сельскохозяйственной продукции».-Воронеж,15-18 апреля 2003; международной научно-практической конференции «Устойчивое производство риса: настоящее и перспективы». - Краснодар, 5-9 сентября 2006;
8-ой региональной научно - практической конференции молодых ученых «Научное обеспечение агропромышленного комплекса», 6-8 декабря 2006.
Публикация результатов исследований. Основные положения диссертационной работы изложены в 7 научных публикациях.
Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, трех глав, выводов, списка использованных литературных источников, приложений.
Диссертация изложена на страницах основного печатного текста 167, содержит: 27 таблиц, 8 рисунков. Список литературных источников включает 211, в том числе 18 иностранных авторов.
Формирование качества риса-зерна при созревании
Рис служит основным пищевым продуктом многим народам мира. Посевы его размещены в 115 странах. За рубежом значительную площадь посевы риса занимают в Китае, Индии, Японии, США, рисосеющих странах Европы (Болгария, Венгрия, Италия) и других. В РФ рис возделывается, на Дальнем Востоке, в районах Северного Кавказа, в том числе на территории Краснодарского края, в Приморском, Хабаровском краях и Амурской области.
Использование его разнообразно. Наибольшую ценность представляет зерно, идущее на продовольственные и технические цели. В нем содержится 73-81 % углеводов, 6-9 % — белка, 0,6-2,6 % — жира, 0,8-2,0 % — золы, 0,2-1,0 % клетчатки, витамины. Белок риса богат лизином, валином, метионином и другими незаменимыми аминокислотами.
Рисовая крупа — ценный диетический продукт, обладающий высокими питательными свойствами.
Сечка и лом, получающиеся при переработке риса-сырца, используются для выработки спирта, особых сортов водки (саке), пива и крахмала, который употребляется в косметической промышленности, рисовой пудры.
Из рисовой лузги изготавливают до 30 видов различных продуктов и материалов: кормовые дрожжи; фурфурол, исходный материал для производства пластмасс; прочные и красивые строительные плиты; обугленная лузга — равноценный заменитель костного угля, используемого при рафинировании сахара.
Рисовые отруби по питательной ценности следует считать лучшим кормовым средством. Они отличаются высоким содержанием фосфорных соединений, среди которых особую ценность представляют фитин и лецитин, необходимые для питания молодняка животных. Из рисовых
отрубей экстрагируют высококачественное пищевое и техническое масло, причем рисовое масло особо рекомендуется для людей, страдающих сердечно-сосудистыми заболеваниями. Благодаря антикоррозионным свойствам, техническое масло используется для приготовления краски, идущей на покрытие металлических корпусов морских судов.
Рисовая солома — довольно ценный корм для скота. Из рисовой соломы вырабатывают высшие сорта бумаги, строительный картон, прочные и дешевые веревки, канаты и мешки. Из нее изготавливают шляпы, легкую обувь, циновки, сумки и другие предметы домашнего обихода.
По классификации Гущина, в зависимости от строения и размера колоска культурный рис (Oryza sativa) делится на два подвида:
- рис короткозерный (Oryza sativa L.subsp. brevis) с длиной зерновки до 4 мм
- рис обыкновенный (Oryza sativa L.subsp. comunis.Gust) с длиной зерновки более 4 мм.
Возделываемые в РФ сорта риса представлены только формами риса обыкновенного.
В основу классификации сортов в пределах разновидностей положены признаки, характеризующие форму и размеры колоска и зерновки.
Различают две ветви подвида риса обыкновенного: индийскую (proles indica) и китайско-японскую (proles sino-japonica).
К индийской ветви относится сорта, у которых длина колосков и зерновок в три и более раз превышает ширину. В большинстве случаев ости у колоска отсутствуют или они короткие и нежные.
К китайско-японской ветви относятся сорта с широкими, толстыми зерновками, более округлыми в поперечном сечении. Отношение длины к ширине от 1,4 до 2,9. Колоски могут быть безостыми или в различной степени остистыми.
Объекты исследований
Для изучения влияния сроков и кратности внесения регулятора роста фуролан на качество зерна риса использовались сорта китайско-японской ветви, ботанической разновидности италика - Рапан и Регул селекции Всероссийского научно-исследовательского института риса [165].
Сорт Рапан получен методом индивидуального отбора из гибридной комбинации ВНИИР8847 (Сатурнх Старт)хБелозерный [(М-30 ВИР 3765)хНаходка]. Среднепоздний, вегетационный период 120 - 125 дней. Высота растений 85 - 95 см., стебель устойчив к полеганию. Метелка средней длины 16-17 см., плотная, зерновка слабо удлиненная. Масса 1000 зерен 28 -29 г., стекловидность 96 - 98 %, выход крупы до 71 %, содержание целого ядра до 95,5 %. Среднеустойчив к перекуляриозу, отзывчив на внесение минеральных удобрений. Урожайность- 56 ц/га.
Сорт Регул выведен методом повторного отбора из линии, выделенной из гибридной комбинации ВНИИР6427 [Балилла а грано гроссо х линия (ВИР 2157 х Дубовский 129)]хКраснодарский 424. Среднеспелый, вегетационный период 115 дней. Высота растений 90 - 95 см., метелка веретеновидная длиной 14-17 см., плотность метелки средняя, зерновка средней крупности, удлиненная. Масса 1000 зерен 30 - 32 г., стекловидность до 100 %, выход крупы 69 - 70 %, содержание целого ядра 92,4 %. Включен в список ценных по качеству сортов.
Относительно холодостойкий. Имеет высокую энергию прорастания. Проростки хорошо преодолевают слой воды, поэтому может возделываться по любой технологии, включая безгербицидную. Урожайность- 73,2 ц/га.
Изучалось влияние регулятора роста растений препарата фуролан, созданного в Куб ГТУ, на качество зерна риса [163,164].
Наименование действующего вещества препарата фуролан по ISO - 2- (1,3 -диоксоланил-2) фуран, по ШРАС - 2-(2 - фурил)- 1,3 - диоксолан.
Препарат фуролан - регулятор роста растений, разрешенный для применения в сельском хозяйстве в качестве средства, повышающего завязываемость, уменьшающего осыпание завязи и плодов, увеличивающего размер и урожайность плодов овощных (томаты, перец сладкий) и плодовых косточковых (персик, абрикос, черешня, слива, алыча) и семечковых (яблоня, груша) культур, повышающего урожай пшеницы и риса, улучшающего технологические показатели качества зерна, овощей, плодов, повышающего устойчивость к полеганию и иммунитет к болезням.
Препарат фуролан - бесцветная жидкость со слабым специфическим ацетальным запахом, содержащая 98,89 % действующего вещества, 2-(1,3-диоксоланил-2)фурана, растворимая в воде и хорошо растворимая в органических растворителях. Фуролан относится к среднетоксичным соединениям (ЛД50=511-626 мг/кг), кумулятивными, кожно-резорбтивными, мутагенными, аллергенными, тератогенными и эмбриотоксическими свойствами не обладает. МДУ препарата в продуктах растительного происхождения 0,05-3 мг/кг, ПДК для воды водоемов - 0,00083 мг/л.
Влияние препарата фуролан на посевные качества семян риса
Посевные качества семян характеризуются такими показателями, как всхожесть, энергия прорастания [184].
Прорастание семян зависит как от их природных особенностей и физиологического состояния, так и от условий произрастания (сроков посева, глубины заделки семян, увлажнения, воздушно-теплового обогрева и пр.).
Попадая в условия достаточного увлажнения, зерновка риса прорастает. Оптимальной для этого процесса является температура окружающей среды, равная 22—25С. При температуре ниже 10С прорастание семян риса не происходит.
Неблагоприятна для прорастания семян риса температура свыше 26С, так как приводит к усиленному дыханию проростков, преждевременному расходованию питательных веществ зародыша и в результате - к ослаблению всходов [185].
Для улучшения посевных качеств семян риса используются регуляторы роста растений [11,31,32,144].
Ранее было установлено, что при обработке перед посевом семян риса сорта Спальчик препаратом фуролан в диапазоне концентраций 0,1 - 0,001% всхожесть их увеличивалась на 4 - 8 % , по сравнению с контрольным вариантом. Наиболее эффективной была доза - 0,01%, что соответствовало норме внесения препарата- 1 г/т семян риса [186].
При изучении влияния препарата в дозе 1 г/т на посевные качества семян риса сорта Рапан, установлено, что их полевая всхожесть увеличивается на 6%, в сравнении с контролем.
Таким образом, применение препарата фуролан способствует повышению полевой всхожести семян риса.
Было исследовано влияние сроков и кратности применения регулятора роста препарата фуролан при выращивании растений риса сорта Рапан на посевные качества семян. Результаты исследований приведены в таблице 1. 1 - контроль, 2 - обработка семян, 3 - обработка семян с последующей обработкой растений в фазу начала выхода в трубку, 4 - обработка растений в фазу начала выхода в трубку
Установлено, что предпосевная обработка семян риса препаратом и внесение его в фазу начала выхода в трубку, а также двукратное применение фуролана способствует улучшению посевных качеств семян нового урожая: энергия прорастания повышается на 8 - 10 % и всхожесть на - 5 - 6 % в сравнении с контролем. Оптимальными являются варианты 3 и 4 с внесением препарата по вегетирующим растениям в фазу выхода в трубку.
Таким образом, препарат положительно влияет на посевные качества риса, в том числе нового урожая. Оптимальными вариантами являются обработка вегетирующих растений и семян с последующим внесением препарата в фазу начала выхода в трубку.
