Содержание к диссертации
Введение
7ГЛАВА 1 CLASS Обзор литератур CLASS ы
1.1. Понятие о качестве зерна 8
12. Сортовые особенности и качество зерна яровой пшеницы 13
1J. Влияние климатических условий на технологические качества зерна яровой пшеницы 15
1.4. Влияние сроков посева и уборки на урожайность и качество зерна 19
1.5. Приборы для определения реологических свойств теста 25
ГЛАВА 2 Условия и методика исследований
2.1. Почвенно-климатические условия Кемеровской области 27
2.2. Климатические условия в годы исследований 31
2.3. Материал и методика исследований 42
ГЛАВА 3 Экспериментальная часть
3.1. Особенности роста и развития яровой пшеницы при различных сроках посева 46
3.2. Формирование элементов продуктивности яровой пшеницы 61
3.3. Урожайность и посевные качества зерна яровой пшеницы при различных сроках уборки 71
3.4. Технологические качества зерна яровой пшеницы в зависимости от сроков посева и уборки 83
3.5. Влияние приемов агротехники и условий выращивания на хлебопекарные свойства яровой пшеницы 105
ГЛАВА 4 Биоэнергетическая и экономическая оценки приемов повышения качества зерна 144
Выводы 150
Предложения производству 152
Список использованной литературы 153
Приложения 181
- Влияние сроков посева и уборки на урожайность и качество зерна
- Особенности роста и развития яровой пшеницы при различных сроках посева
- Технологические качества зерна яровой пшеницы в зависимости от сроков посева и уборки
- Влияние приемов агротехники и условий выращивания на хлебопекарные свойства яровой пшеницы
Введение к работе
Пшеница, как продовольственная культура - один из основных источников энергии для человека и животных. Значение ее как мировой культуры будет непрестанно возрастать, поскольку она представляет собой питательную и экономически выгодную продовольственную культуру, которую можно выращивать в очень разнообразных природно-климатических условиях.
Как пищевой продукт, пшеница, подобно другим хлебным злакам, обладает многими природными преимуществами. Она питательна, калорийна, ее легко хранить, транспортировать и перерабатывать в высококачественное очищенное сырье. Из нее получают легкоусвояемые продукты, пригодные для использования в кулинарных рецептах и отвечающие многочисленным вкусам. В отличие от других растительных пищевых продуктов, пшеница содержит белок клейковины, который позволяет выпекать дрожжевой хлеб.
Количество и качество растительной продукции зависят от множества факторов: от сортовых особенностей, почвенно-климатических условий, агротехники, степени устойчивости растений к вредителям и болезням, от условий уборки и хранения.
Химический состав и технологические качества растительной продукции определяются сортовыми особенностями и комплексом условий, способствующим более полному проявлению и развитию этих качеств. Установлено, что на плодородных почвах при обилии света, тепла и пониженном количестве осадков пшеница формирует зерно с повышенным содержанием и качеством белка. В прохладном же и влажном климате зерно теряет стекловид-ность, становится мучнистым, низкобелковым, и мука из такого зерна непригодна для получения изделий высокого качества. Сортовые различия по содержанию протеина проявляются в гораздо меньшей степени, чем различия под влиянием климатических факторов.
Хороший агрофон во многом предопределяет возможность получения высокого по величине и качеству урожая. Однако не всегда при высоком
урожае формируется зерно с высокими технологическими качествами. Это связано с неодинаковым влиянием того или иного агротехнического приема на величину урожая и его качество.
Вопрос о сроках посева пшеницы всегда был и остается одним из важных в общем комплексе агроприемов возделывания этой культуры. В зависимости от сроков посева, растения в период вегетации попадают в различные условия тепло- и влагообеспеченности. Оптимальные условия способствуют дружному появлению всходов, хорошему развитию корневой системы, что способствует лучшему использованию питательных веществ, устойчивости растений к засухе, снижению поражения вредителями и болезнями, что в конечном итоге определяет продуктивность растений и полноценность семян. Сроки посева определяют с учетом биологических особенностей культуры и почвенно-климатических факторов зоны возделывания.
В степных и лесостепных районах Западной Сибири оптимальными считаются сроки посева с 15 по 25 мая. Сроки эти приняты из-за необходимости весенней борьбы с сорняками и целесообразности совмещения фазы колошения яровой пшеницы с началом второй декады июля, то есть к пику осадков летнего периода. Все эти и другие факторы, зависящие от сроков посева, оказывают большое влияние не только на величину урожая семян, но и на их посевные и технологические качества.
Урожай яровой пшеницы и его качество в равной степени зависит как от условий произрастания, так и от сроков уборки. Затянувшаяся уборка, также как и преждевременная, приводит к недобору урожая и снижению качества семян.
Многочисленными работами доказано, что каждый день промедления с уборкой спелых хлебов резко увеличивает потери от осыпания. Они сильно возрастают при неустойчивой погоде, когда часто выпадают дожди, чередующиеся с солнечной жаркой погодой. В этом случае колосковые чешуи сильно раскрываются и зерно легко выпадает из колоса. Особенно опасны для созревшего хлеба ветры.
Но перестой на корню не ограничивается лишь потерями в урожае, при этом значительно снижается качество убранного зерна. В этом случае возможно вторичное его увлажнение не только вследствие выпадения дождей, но из-за рос и туманов, и даже из-за более высокой относительной влажности воздуха.
Промедление с уборкой также ведет к снижению качества зерна из-за «стекания», увеличения пораженности фузариозом.
Актуальность
Яровая пшеница, как основная продовольственная культура, имеет разностороннее использование в народном хозяйстве. В структуре посевов зерновых культур в Кемеровской области яровая пшеница занимает 25%. Ежегодная потребность в продовольственном зерне составляет 500 тыс.т. Отсутствие четко дифференцированного подхода к возделыванию яровой пшеницы на продовольственные и семенные цели, посев некондиционным семенным материалом приводит к снижению продуктивности пшеницы и ухудшению технологических качеств зерна. В этой связи разработка оптимальных технологических приемов возделывания с учетом метеорологических условий зоны возделывания, особенности сортов разных групп спелости, направленных на получение зерна с высокими технологическими, семенными качествами и урожайными свойствами, является актуальной проблемой в условиях Кузнецкой котловины.
Диссертационная работа направлена на изучение динамики технологических и семенных качеств в зависимости от сроков посева, уборки и климатических условий. Ранее такие исследования в условиях Кемеровской области не проводились.
Цель работы - выявить оптимальные приемы технологии возделывания яровой пшеницы с учетом гидротермических ресурсов лесостепной зоны Кемеровской области, обеспечивающие получение зерна с высокими технологическими и посевными качествами.
Задачи исследования
Установить особенности формирования технологических, семенных качеств зерна яровой пшеницы при различных метеорологических условиях и технологических приемах возделывания.
Определить изменчивость основных признаков продуктивности и характер корреляций между ними в зависимости от сроков посева.
Дать сравнительную оценку сортам различных групп спелости по комплексу технологических качеств.
Научная новизна
На основе изучения комплексного влияния метеорологических факторов и приемов агротехники на рост и развитие растений, закономерностей формирования урожайности, семенных и технологических качеств, разработаны основные элементы технологии получения зерна яровой пшеницы с высокими хлебопекарными качествами в лесостепи Кузнецкой котловины. Обоснована биоэнергетическая эффективность технологических приемов возделывания.
Основные положения, выносимые на защиту
В условиях открытой части северной лесостепи Кемеровской облас ти возможно получение зерна яровой пшеницы с высокими хлебопекарными качествами.
Технология возделывания яровой пшеницы должна базироваться на ранних сроках посева и уборке в фазу полной спелости.
Длительный перестой яровой пшеницы на корню исключает возможность получения высококлассного зерна для использования его на продовольственные и семенные цели.
Практическая значимость и реализация результатов исследований
Выбор оптимального срока посева, а также продолжительность уборки
играют существенную роль в получении высокого урожая зерна с отличными
технологическими качествами. Полученный экспериментальный материал
позволит хозяйствам применять оптимальные сроки посева в зависимости от
метеорологических условий и используемых сортов, а при длительном перестое - формировать партии зерна с высокими продовольственными и семенными качествами.
Производственную проверку и внедрение элементов технологии возделывания яровой пшеницы Омская 29 и Ирень проводили в хозяйствах Юр-гинского, Тисульского и Яйского районов Кемеровской области.
Апробация работы
Основные положения диссертации доложены на заседаниях методических комиссий и Ученого Совета Кемеровского НИИСХ (2000-2002); на заседании научно-методического семинара кафедры ботаники Кемеровского государственного университета (г. Кемерово, 2001); на курсах повышения квалификации агрономов Кемеровской области в Школе повышения агро-кадров (г. Кемерово, 2002); на Ш-й Международной научно-практической конференции «Пища. Экология. Качество» (г. Новосибирск, 2003); на межрегиональной научно-практической конференции «Повышение устойчивости и эффективности агропромышленного производства в Сибири: наука, техника, практика» (г. Кемерово, 2003); на межрегиональной конференции молодых ученых, проводимой в рамках празднования 50-летия освоения целинных и залежных земель (г. Омск, 2004).
Влияние сроков посева и уборки на урожайность и качество зерна
Правильно выбранный срок посева является одним из важных факторов в общем агрокомплексе возделывания яровой пшеницы и в значительной степени определяет получение высокого урожая с хорошими посевными и технологическими качествами. Оптимальный срок посева тот, который обеспечивает получение высокого урожая зерна отличного качества [113-115].
В Европейской части страны вопрос о сроках посева яровой пшеницы давно решен в пользу наиболее ранних [116-118]. Научные учреждения этих районов, если и проводили опыты со сроками посева зерновых культур, то лишь для того, чтобы лишний раз показать недопустимость даже незначительного опоздания с посевом.
Более сложно решается вопрос о сроках посева яровой пшеницы в Сибири, так как на этой огромной территории весьма разнообразны климатические условия, которые накладывают определенный отпечаток по установлению оптимальных сроков посева пшеницы [74,119]. Изучение сроков посева зерновых культур было одним из главных вопросов в программах работы сибирских научных учреждений. Данные, полученных исследований об агрономически лучших сроках посева яровой пшеницы, противоречивы [120].
Оптимальными сроками посева называют такие сроки, которые обеспечивают совмещение критической фазы растений по потребности в воде с максимумом выпадающих осадков. Результаты многолетних исследований научно-исследовательских учреждений, а также практика многих хозяйств Сибири, определили сроки посева с 15 по 25 мая оптимальными [121-122].
Работы ученых Западной Сибири, Северного Казахстана и Южного Урала показали, что срок посева существенно изменяет эффективность всех агротехнических приемов: выбора предшественников, нормы высева, удобрения, способов обработки почвы, и т.д. [123-124]. Поэтому оптимальные сроки посева по-прежнему являются одним из основных элементов современной технологии посева [125].
Длительное время сроки посева яровой пшеницы изучали во Всесоюзном научно-исследовательском институте зернового хозяйства (ВНИИЗХ), расположенного в центре Северного Казахстана, где размещалось 13 млн. гектаров посевов.
Исследованиями ВНИИЗХ (КазІІИИСХ) установлено, что для среднеспелого сорта оптимальными сроками посева по совокупности технологических качеств зерна является период с 15 по 25 мая, а для среднепозднего — с 10 по 20 мая [126-128]. М.И. Ефимов [129] в своих исследованиях за 1961-1971 гг. в условиях Северного Казахстана испытывал влияние сроков посева на урожайность сортов яровой пшеницы Саратовская 29 и Безенчукская 98. Посевы проводили в различные сроки: с 26 апреля по 8 июня. Урожайнее оказались посевы 26-28 мая.
В северной лесостепной полосе Омской области оптимальные сроки посева яровой пшеницы более растянуты — от 11 до 26 мая и колеблются по годам и сортам. В опытах кафедры селекции Омского СХИ (1961-1964 гг.) у среднеспелого сорта Саратовская 29 семена с посевов, проведенных в середине третьей декады мая, по своим посевным качествам не уступали семенам от ранних сроков посева [130]. Аналогичные результаты получили Л.И. Патрушева, Р.А. Кузьмичева, Н.С. Белобородое, изучавшие влияние сроков посева на урожайность яровой пшеницы сорта Вега [131]. За три года исследований (1980-1982) урожайнее оказались посевы третьего срока (24-26 мая).
По данным СибНИИСХ, за 12 лет (1968-1980) вероятность получения максимальной урожайности яровой пшеницы при раннем посеве — 14,3%, в средние сроки - 57,2%, в поздние (конец третьей декады мая) - 28,5%.
Многие исследователи пришли к выводу, что в Западной Сибири, в частности лесостепных и степных районах Новосибирской и Кемеровской областях, в первых сроках высевают позднеспелые сорта, которые хорошо переносят весенне-летнюю засуху, а при выпадении осадков во второй половине июля, быстро растут. Вслед за ними или одновременно высевают средне-ранние сорта [132-133].
Все это говорит о том, что преимущество позднеспелых или раннеспелых сортов яровой пшеницы, а также ранних или поздних сроков посева, тесно связаны с метеорологическими условиями года. Особенно важным для урожаев является наличие или отсутствие июньской засухи. Это объясняется большой устойчивостью среднепоздних сортов к ранневесенним холодам, лучшим развитием корневой системы и особенно эффективным использованием влаги летних осадков на формирование урожая.
Сроки посева и условия года в различной степени оказывают влияние на сорта: в годы с сухим летом резко повышается эффективность среднеспелых сортов, в годы с нормальным тепловым и водным режимами - позднеспелых [134-135].
Э.А. Косогорова [136] в своих исследованиях (1981-1984 гг.), в условиях северной лесостепи Тюменской области, пришла к выводу, что лучшим для пшеницы является второй срок посева (через 10 дней после наступления физической спелости почвы). При этом сроке посева отмечается минимальное развитие корневой гнили и высокая продуктивность яровой пшеницы (64,4 ц/га).
Многочисленные опыты по изучению сроков посева проводились в Красноярском крае. В условиях Канской и Красноярской лесостепи, лучший срок посева яровой пшеницы среднеранних и среднепоздних сортов — вторая декада мая, а именно 15-22 мая. Повышение урожайности при этом сроке обеспечивается за счет густоты продуктивного стеблестоя и озерненности колоса [137-138]. Поздние сроки посева, вследствие повреждения растений вредителями, приводят к резкому снижению урожайности зерна [139].
В условиях Иркутской области, ранним сроком посева считается первая декада мая, а оптимальным - вторая [140]. В.П. Заборцева [141] изучала особенности развития зерновки яровой пшеницы при разных сроках посева в лесостепи Иркутской области (в 1969-1971 гг. и в 1973 г.). Урожайность пшеницы, посеянной 28-30 мая, в среднем за 4 года, оказалась выше, чем при посеве 10-13 мая. Увеличение урожайности в поздних посевах было обусловлено тем, что в период всходы — колошение осадков выпало несколько больше по сравнению с ранними (10-13 мая) посевами.
Многочисленные опыты, проведенные в США с яровой пшеницей, обнаружили заметное снижение урожаев при посеве в более поздние сроки, чем рекомендованные. Сроки посева сильно варьируют в зависимости от географической широты [142].
Особенности роста и развития яровой пшеницы при различных сроках посева
П.П. Лукъяненко [185] считал, что от принадлежности сорта к той или иной группе спелости зависят многие агробиологические показатели. Раннеспелые сорта имеют высокую полевую всхожесть, максимальное количество сохранившихся к уборке растений, высокие показатели кустистости. По мере удлинения продолжительности вегетационного периода эти показатели снижаются. Это подтверждается нашими исследованиями. Ирень, как сорт наиболее скороспелый, по сравнению с сортом Омская 29, имеет высокие, относительно последнего, агробиологические показатели: полевую всхожесть, сохранность растений к уборке, выживаемость растений.
Высокая полевая всхожесть для пшеницы является одним из важнейших показателей формирования оптимального стеблестоя, от которого в конечном итоге зависит урожайность. Снижение полевой всхожести на 1% приводит к снижению урожайности яровых культур на 1,5- 2% [186].
Наблюдения показывают, что полевая всхожесть семян редко поднимается до уровня лабораторной, чаще она значительно уступает ей.
Как считают Ф.Э. Реймерс и Н.Э. Илли [115], минимальная температура, при которой прорастают все жизнеспособные семена яровой пшеницы, зависят от сортовых особенностей. У сортов, возделываемых в Сибири, она колеблется от 0 до 8С.
На всхожесть семян большое влияние оказывают помимо температуры, структура эндосперма и содержание белка. Пшеница со стекловидным эндоспермом имеет более высокую всхожесть и энергию прорастания, чем семена с мучнистым эндоспермом [187-188]. Действительно, в наших исследованиях сорт Ирень, имея высокую стекловидность зерна на протяжении 4-х лет, обладал высокой полевой всхожестью, по сравнению с сортом Омская 29. Анализ данных показал, что полевая всхожесть изменялась в зависимости от температуры воздуха и влажности почвы.
Наличие продуктивной влаги в оптимальном количестве (30-40 мм) за период посев — всходы является необходимым условием для прорастания семян, которые поглощают при этом 40-60% влаги от массы семян в воздушно-сухом состоянии. Поэтому, если запасы снижаются, то состояние всходов ухудшается, а при запасах продуктивной влаги в пахотном слое (0-20 см) менее 5 мм всходы не появляются [189].
В 1999 году отмечалось увеличение полевой всхожести от раннего срока посева (14 мая) к позднему (21 мая). Связано это с тем, что проростки семян пшеницы ранних посевов оказались в условиях засухи. За период посев -всходы осадки отсутствовали, к тому же во второй декаде мая на поверхности почвы отмечалась низкая температура — минус 6,5С. Все это отрицательно повлияло на полноту всходов пшеницы при посеве 14 мая.
В целом, низкая полевая всхожесть, вследствие атмосферной засухи, отмечена в 1999 (относительно 2000-2001 гг.). За май выпало менее 20% нормы осадков, а средняя температура воздуха превышала норму на 5С. В результате произошло уменьшение запасов влаги в почве: с 22 до 17 мм в слое 0-20 см, что создало неблагоприятные условия для нормального прорастания семян.
В условиях 2000 года существенного влияния сроков посева на полевую всхожесть в наших исследованиях не отмечалось. Влагозаласы 20-ти сантиметрового слоя почвы на период первого срока посева находились на оптимальном уровне (35,4 мм). К фазе всходов, запасы уменьшились до 28,0 мм, а еще через 6 дней, то есть к началу всходов второго срока посева - до 24,5 мм. Уменьшение запасов продуктивной влаги в период посев — всходы стало одной из причин невысокой полевой всхожести (менее 80%) в 2000 году.
Высокая полевая всхожесть при первом сроке посева (7 мая) в 2001 году отмечается у сорта Ирень - 94%, в то время как при втором сроке (15 мая) 87%. На полноту всходов при раннем посеве положительно повлияла среднесуточная температура воздуха первой декады мая: 14Г2С. Это самая высокая температура из 4-х лет исследований за подобный период, превышающая среднюю многолетнюю почти на 5С. При высоких оптимальных среднесуточных температурах воздуха в сочетании с достаточным количеством влаги в почве, сложились благоприятные условия для прорастания семян.
При втором сроке посева (15 мая) всходы появляются в начале третьей декады мая. За период посев - всходы осадков выпало всего 2,2 мм, а средняя температура воздуха повысилась до 17,4С, что примерно соответствует средней температуре воздуха в июне. Гидротермический коэффициент (ГТК) уменьшился при этом до 0,08. К этому следует добавить, что температура поверхности почвы в третьей декаде мая достигала 52С - это максимальная температура поверхности почвы в мае за все годы исследований. Таким образом, сложившиеся метеоусловия при посеве 15 мая привели к частичной гибели проростков пшеницы сорта Ирень и снижению полевой всхожести на 7%. Для сорта Омская 29 срок посева повлиял на полевую всхожесть менее значительно: полевая всхожесть при втором сроке посева снизилась на 2%.
В отличие от других лет исследований, в 2001 году запасы продуктивной влаги не изменялись длительный период, оставаясь на оптимальном уровне 32-34 мм, что и предопределило высокую полевую всхожесть в целом по опыту за этот год.
В 2002 году наблюдается такая же закономерность по влиянию сроков посева на полевую всхожесть, как в 2001 году. Однако в данном случае причиной низкой полевой всхожести поздних посевов стало избыточное увлажнение почвы в слое 0-20 см. В зависимости от сроков посева количество продуктивной влаги в слое 0-20 см составляло 50-60 мм. Средняя температура воздуха за две декады мая составляла всего 10,5С. При такой невысокой температуре и избыточном увлажнении, семена прорастают медленно. При избытке почвенной влаги, т.е. в условиях недостаточного обеспечения корней кислородом, поступление воды в них резко снижается [190]. В результате этого семена, дольше оставаясь в почве, увеличивают шанс гибели проростков от различных патогенов.
Сроки посева культур, изменяя условия прорастания семян, оказывают влияние на характер сохранности растений. Есть примеры, когда при посеве с интервалом в 20 дней, разница в сохранности растений составляла 25% [191]. В наших исследованиях период между сроками посева не превышал 7 дней, поэтому разница в сохранности яровой пшеницы в зависимости от сроков посева не превышала 7% (таблица 3).
Существенная разница в сохранности растений в зависимости от сроков посева отмечалась у сорта Омская 29 в 1999 и 2002 годах.
Большая гибель растений происходит, как правило, в начале периода вегетации, поэтому условия, которые складываются за период от всходов пшеницы до фазы кущения, играют исключительную роль в сохранности растений.
В 1999 году наибольшая гибель растений произошла при посеве 14 мая, в сравнении с посевом 21 мая. За послевсходовый период (при посеве 14 мая) выпало незначительное количество осадков (5,3 мм), а осадки первой декады июня в количестве 57 мм сыграли отрицательную роль. Из-за нехватки в почве кислорода, вытесненного водой, корневая система пшеницы вынуждена развиваться практически в анаэробных условиях, что приводило к гибели растений. При посеве 21 мая произошло смещение межфазного периода всходы - кущение на 7-8 дней, тем самым растениям удалось избежать засушливые условия в первоначальный период и избыточное увлажнение в дальнейшем. Это и предопределило высокую сохранность растений при втором сроке посева.
Технологические качества зерна яровой пшеницы в зависимости от сроков посева и уборки
Разнообразие условий выращивания урожая, прежде всего природно-климатических и агротехнических, приводят к значительным колебаниям качества получаемого зерна. При этом показатели качества зерна пшеницы значительно колеблются по годам. Тем не менее, мукомольная промышленность, получая зерно пшеницы, имеющее разное качество, должна выпускать продукцию, отвечающую определенным стандартам.
Зерно пшеницы, поступающее в последние годы на мельничные предприятия страны, отличалось пониженным качеством. Значительную часть товарной пшеницы — более трети — составляло непродовольственное зерно, с тенденцией к увеличению доли непродовольственного зерна 5-го класса [250]. Не стала исключением в этом плане и Кемеровская область, где доля посевов яровой пшеницы составляет около 25% от площади зерновых и бобовых культур.
Одно из направлений в решении задачи получения высококачественного зерна - воздействие на качество зерна с помощью агротехнических приемов. Изменяя сроки посева и сокращая длительность уборочного периода, возможно получение зерна отвечающего требованиям, предъявляемым к товарной пшенице высокого качества.
Требования к качеству зерна товарной пшеницы в России регламентированы ГОСТ 9353-90 «Пшеница. Требования при заготовках и поставках», которы и предусматривает деление зерна мягкой пшеницы на 6 классов, в зависимости от качества зерна и, в первую очередь, от его технологических достоинств.
Содержание белка и клейковины.
Качество зерна пшеницы принято оценивать в первую очередь по содержанию в нем белка и сырой клейковины. Только при определенном уровне содержания и качества клейковины можно получить хлеб хорошего качества. Обычно, чем больше клейковины определенной группы, тем выше товарный класс зерна, соответственно выше пищевая ценность пшеницы.
Некоторыми исследователями установлено, что накопление белка и клейковины в зерне пшеницы заканчивается к середине фазы восковой спелости и в дальнейшем существенных изменений в динамике накопления белковых веществ не происходит [251, 252]. В то же время П.П. Овчинников [122] утверждает, что формирование белкового комплекса может идти на поздних стадиях зернообразования не за счет оттока пластических веществ из листьев, стеблей, колоса, а за счет соединений, уже накопленных в зерне -свободных аминокислот, амидов, пептидов и других азотистых соединений.
Наиболее интенсивно белковые вещества поступают в зерно за 10 дней до начала восковой спелости, в результате чего за это время накапливается около 70% белка, поступившего в зерно [253]. Поэтому температурный режим, который складывается за этот период, играет решающую роль в сроках завершения накопления в зерне сухих веществ и белка. И.М. Коданев [254] и другие ученые [255], изучая в течение пятнадцати лет влияние сроков и способов уборки на качество зерна пшеницы, пришли к выводу, что чем выше среднесуточная температура воздуха за 10 дней до начала восковой спелости, тем в более ранние фазы спелости максимальное содержание белковых веществ в зерне. Ими были вычислены коэффициенты корреляции между влажностью зерна при максимальном накоплении в нем белка и клейковины и некоторыми метеорологическими показателями за предуборочный период. В В частности, корреляция с температурным режимом оказалась очень высокой и выражалась значением 0,91.
Максимальное накопление белка в зерне в отдельные годы происходило далеко не в фазу полной спелости, а на 2-3 недели позднее. Часто это отмечается при посеве пшеницы во второй срок (приложение 7). Если проанализировать среднюю температуру воздуха за 7 дней до начала уборки, то выяснится, что налив зерна пшеницы Омская 29 поздних сроков посева проходил при пониженном температурном режиме по сравнению с посевами раннего срока, когда средняя температура воздуха была значительно выше. Из-за этого, накопление белковых веществ при поздних посевах проходило более длительный период. Пониженный температурный режим в период восковой спелости Ирени и Омской 29 отмечался в 1999 году, когда средняя температура воздуха была 13С (за исключением посевов Омской 29 21 мая). В результате максимальное содержание белка в зерне сортов Омская 29 и Ирень отмечено при уборке 7 сентября.
Влияние температурного режима в предуборочный период на процент содержания белка в зерне в наших исследованиях не всегда носило закономерный характер. Так, в 2002 г. у сорта Ирень при наступлении фазы полной спелости 18 августа, максимальное содержание белка отмечено при уборке 31 и 25 августа, соответственно при первом и втором сроках посева, несмотря на то, что температурный режим в период налива зерна был одинаков при обоих сроках посева. В дальнейшем, содержание белка в зерне ранних посевов пшеницы не изменилось, поздних — снизилось на 1,4% по сравнению с контролем.
В некоторых случаях содержание белка первые 7-14 дней после наступления фазы полной спелости возрастало. Об увеличении содержания белка первые 7 дней после фазы полной спелости сообщает в своих исследованиях Н.И. Чернышев [256]. Он же приводит данные о снижении содержания белка через 30 дней после наступления фазы полной спелости с 16,0 до 12,2%. По итогам 4-х лет исследований уровень содержания белка в зависимости от сроков уборки колебался незначительно, разница не превышала 0,5%, при НСР - 0,7% (таблица 15). Что касается сроков посева, то здесь просматривается закономерность: при поздних сроках посева содержание белка увеличивается. Подобную тенденцию отмечает в своей работе Е.В. Нестерова [257].
Влияние приемов агротехники и условий выращивания на хлебопекарные свойства яровой пшеницы
Многочисленными исследованиями установлено, что на качество зерна, помимо наследственных биологических особенностей сортов пшеницы, существенное влияние оказывают природные и антропогенные факторы. К природным факторам относятся: количество осадков и распределение их по периодам вегетации, температурный и световой режимы, тип почвы. Именно их совокупное влияние в основном и определяет качество получаемой продукции.
Не меньшая роль принадлежит и агротехническим факторам. К наиболее важным из них относятся сроки посева, сроки и технология уборки.
Как известно, результаты хлебопечения во многом зависят от физических свойств теста. Для их измерения широко применяют различные приборы, в частности альвеограф и фаринограф.
Альвеограф предназначен для определения физических свойств теста по оказываемому им сопротивлению нагнетаемому воздуху при растягивании блинка теста в пузырь до его разрыва. Оценку свойств теста проводят по форме полученных диаграмм. Стандарт разработан на основе характеристик альвеографа Alveographe Shopin, который является наиболее распространенным прибором данного типа [275].
Результаты испытаний рассчитываются по пяти полученным кривым. Ниже приводится краткая характеристика показателей, определяемых на альвеографе согласно ГОСТ Р 51415-99 [272].
Максимальное избыточное давление Р (ранее - упругость теста) - это среднее значение максимальных ординат (в мм, умноженное на коэффициент пересчета 1,1). Максимальное избыточное давление зависит от сопротивления теста деформации при растягивании блинка в тонкостенный пузырь.
Среднее значение абсциссы при разрыве L (ранее - растяжимость теста). Расстояние (в мм) от начала кривой до точки, которая соответствует резкому падению давления, вызванное разрывом пузыря теста.
Показатель формы кривой это отношение P/L (ранее его называли отношением упругости теста к растяжимости). P/L характеризует в какой мере максимальное избыточное давление и среднее значение абсциссы при разрыве сбалансированы между собой.
Индекс раздувания G (ранее часто называемый индексом расширения) представляет собой среднее арифметическое, определенное на шкале индексов раздувания, соответствующее абсциссе разрыва теста. Показатель определяется по таблице пересчета, где величина G функционально зависит от L.
Среднюю кривую энергии деформации W, необходимую для вздутия пузыря из 1 г теста до разрыва (до введения ГОСТ Р 51415-99 ее именовали удельной работой деформации или «силой» муки) вычерчивают на основании среднего значения ординаты и среднего значения абсциссы в точке разрыва L.
Энергия деформации, показатель формы кривой и максимальное избыточное давление - наиболее информативные показатели при оценке пшеницы по физическим свойствам теста.
Наряду с альвеографом, для косвенной оценки качества муки по физическим свойствам теста, в практике широко применяют фаринограф Брабен-дера.
Физические свойства теста на фаринографе определяют по его сопротивлению механическому воздействию лопастями тестомешалки во время замеса при определенной консистенции. Получаемая на самописце кривая характеризует время образования теста, устойчивость к замесу, сопротивляемость, степень разжижения теста и водопоглощение (прежде - водопогло-тительная способность).
Согласно ГОСТ Р 51404-99 [276] под водопоглощением понимают объем воды, необходимый для получения теста с требуемой консистенцией, равной 500 ЕФ. Водопоглощение выражают в кубических сантиметрах воды на 100 г муки влажностью 14% (по массе).
Устойчивость теста - время, в течение которого консистенция теста не изменяется. Степень разжижения - величина падения кривой через 12 мин от начала разжижения.
Обобщающим показателем физических свойств теста служит величина площади, занимаемой фаринограммой - валориметрическая оценка. Значение валориметрической оценки колеблется в пределах 20-100 единиц вапориметра (ЕВ). Максимальная площадь фаринограммы (100 ЕВ) характеризует муку «сильной» пшеницы. Тесто из такой муки обладает устойчивостью при замесе, что может определить возможность выпечки хорошего хлеба.
В соответствии с Классификационными нормами, используемые ВЦОКС (Всероссийский Центр по Оценке Качества Сортов) для характеристики сортов пшеницы по хлебопекарным качествам уровень разжижения теста по фа-ринографу у сортов «сильной» пшеницы должен быть не более 60 ЕФ, у ценных не более 80 ЕФ, у пшениц-филлеров не более 150 ЕФ, у слабых более 150 ЕФ; валориметрическая оценка (ЕВ) соответственно не менее 70; 55; 30 и менее ЗО.Сроки посева в наших исследованиях оказывали незначительное влияние на альвеографическую и фаринографическую характеристики теста, а также на хлебопекарные свойства пшеницы (таблица 17).
Разница величин большинства показателей находилась в пределах НСР (5%). Несмотря на это, величина максимального избыточного давления (Р) равное 74 мм, характеризует сорт Ирень посева в 1-й декаде мая, как ценную. При посеве во П-ю декаду, максимальное избыточное давление возрастает до 84 мм, что относит пшеницу к более высокой категории качества - удовлетворительному улучшителю.
Для сорта Омская 29 величина Р при любом сроке посева, характеризует пшеницу как «сильную», но при этом ранний посев дает возможность формирования более высокого качества зерна, чем поздний. Мука из такого зерна по своей смесительной ценности относится к хорошему улучшителю. При поздних же посевах качество муки соответствовало лишь удовлетворительному улучшителю.
Условия, сложившиеся при ранних сроках посева пшеницы Омская 29, благоприятно повлияли и на показатель формы кривой (P/L), величина которого при посеве в 1-й декаде мая выше, чем при посеве во П-й декаде.
Достоверная разница у сорта Ирень, как и у Омской 29, отмечается по величине показателя P/L. Ранний посев пшеницы, в отличие от позднего, приводит к низкому максимальному избыточному давлению (?) и, как следствие - невысокий показатель формы кривой. В обоих случаях, величина отношения P/L у сорта Ирень менее 0,8 указывает на то, что у теста понижена величина показателя Р и высокое значение абсциссы при разрыве (L).
По степени разжижения теста оба сорта относятся к хорошим филлерам, т.е. пшенице среднего качества, а по показателю время до разжижения — к хорошему улучшителю («сильная» пшеница).
Валориметрическая оценка у Омской 29 и Ирени, также как и разжижение, не зависела от сроков посева. В обоих случаях величина не превышала 70 ЕВ, что указывает на группу ценных пшениц, которая занимает промежуточное положение между «сильными» пшеницами и пшеницами среднего качества.
