Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Товарные качества и технология производства зерна озимой ржи (обзор литературы) 11
1.1.1 . Производство и использование зерна ржи в России и Уральском регионе 11
1.1.2. Использование зерна ржи в продовольственных целях 18
1.1.3. Основные показатели качества зерна ржи 21
1.1.3.1. Требования к качеству продовольственного зерна ржи 21
1.1.3.2. Питательная ценность зерна ржи 23
1.1.3.3. Хлебопекарные свойства зерна ржи 37
1.1.3.4. Ферменты и их активность 42
1.1.3.5. Число падения 49
1.1.3.6. Натура зерна 51
1.1.3.7.Влажность 52
1.1.3.8. Сорная и зерновая примеси 54
'1.1.3.9. Фузариозные и розовоокрашенные зерна 57
1.1.3.10. Цвет, запах и вкус 57
1.1.3.11. Зараженность вредителями 60
1.1.4. Влияние основных факторов на качество зерна озимой ржи 62
1.1.4.1. Влияние природных условий и качество зерна 62
1.1.4.2. Почвенно - климатические условия 62
1.1.4.3. Зависимость хлебопекарных качеств зерна от температуры ии продолжительности его нахождения во влажном состоянии 67
1.1.4.4. Хлебопекарные качества зерна озимой ржи при полегании растений 71
1.1.4.5. Изменение качества зерна ржи при перестое «на корню» и прорастании 72
1.2. Технология производства продовольственного зерна 75
1.2.1. Современные требования к технологии возделывания зерновых культур 75
1.2.2. Место размещения на территории и в севообороте 76
1.2.3. Сорт 77
1.2.4. Предшественник 84
1.2.5. Удобрение 92
1.2.6. Болезни, вредители и сорняки 105
1.2.7. Подготовка почвы 108
1.2.8. Семена и их подготовка к посеву ПО
1.2.9. Посев 112
1.2.10. Сроки и способы уборки 116
Глава 2. Условия и методика исследований 125
2.1 .Объект исследования 125
2.2. Агроклиматические условия Уральского региона 132
2.2.1. Почвенно-климатические условия места проведения полевых опытов 141
2.3. Агрометеорологические условия в годы проведения полевых опытов 146
2.4. Методика проведения полевых работ и лабораторных опытов 154
2.5. Методика полевых наблюдений и лабораторных анализов 161
Глава 3. Качество зерна озимой ржи в Уральском регионе 167
3.1. Натура зерна и масса 1000 зерен 167
3.2. Число падения 173
3.3. Содержание белка в зерне 175
3.4. Содержание минеральных веществ в зерне 179
Глава 4. Формирование качества зерна озимой ржи 183
4.1. Изменение качества зерна в процессе созревания и перестое«на корню» 183
4.2. Качество зерна озимой ржи в зависимости от гидротермических условий 190
4.3. Изменение качества зерна в зависимости от температур и продолжительности нахождения во влажном состоянии 197
Глава 5. Влияние приемов технологии на качество продовольственного зерна озимой ржи 202
5.1. Качество зерна озимой ржи при размещении ее по разным предшественникам 207
5.2. Влияние норм и способов применения азотных удобрений на качество зерна 214
5.3. Полегание растений и влияние его на качество зерна 228
5.4. Урожайность и качество зерна при различных сроках уборки 235
Глава 6. Качество зерна и урожайность возделываемых сортов озимой ржи 249
6.1. Качество зерна разных сортов в зависимости от гидротермических условий 262
Глава 7. Повышение качества зерна в послеуборочный период 267
7.1. Изменение качества в зависимости от местоположения его на на материнском растении 267
7.2. Повышение качества зерна в послеуборочный период 273
Глава 8. Технология производства продовольственного зерна ржи 276
Глава 9. Эффективность приемов технологии производства продовольственного зерна озимой ржи 301
Выводы и предложения производству
Список использованной литературы 313
- Производство и использование зерна ржи в России и Уральском регионе
- Зависимость хлебопекарных качеств зерна от температуры ии продолжительности его нахождения во влажном состоянии
- Почвенно-климатические условия места проведения полевых опытов
- Изменение качества зерна в процессе созревания и перестое«на корню»
Введение к работе
Актуальность исследований. Озимая рожь - важнейшая продовольственная культура России. Среди зерновых культур она предъявляет относительно меньше требования к условиям возделывания и производство ее зерна экономически более выгодно в районах с недостаточно благоприятными почвенно-климатическими условиями и в частности в Уральском регионе.
Для производства хлеба в России ежегодно требуется 2-2,5 млн. тонн зерна ржи. Однако при достаточно большом объеме производства (5-5,5 млн. т) хлебопекарная промышленность страны не полностью обеспечена высококачественным зерном ржи.
В отличие от пшеницы, хлебопекарные свойства зерна ржи определяются не количеством и качеством клейковины, а состоянием углеводного комплекса. Достаточно подробно изучена биохимия зерна, зависимость хлебопекарного свойства зерна ржи от активности амилолитических ферментов (Гончаренко Ф.И., 1936; Любарский Л.Н., 1957; Голенков В.Ф., 1957, 1960, 1971; Голенков В.Ф., Панкратьева Н.А., 1969; Ауэрман Л.Я., 1972; Плешков Б.П., Аистова Л.В., 1975; Беркутова Н.С., 1991), изменчивость качества зерна сортов (Бебякин В.М., Кедрова Л.И., 1971; Кедрова Л.И., 1978; Кобылянский В.Д., 1982; Гончаренко А.А., 1998, 2001), технологические качества зерна (Панкратьева И.А., Голенков В. Ф., Приезжева Л.Г., 1971; Егоров Г.А., 1985). В то же время до последнего времени процесс формирования хлебопекарных свойств зерна в полевых условиях в Уральском регионе оставался малоизученным, а технология возделывания озимой ржи не была нацелена на производство хлебопекарного зерна. В связи с этим нами проводились исследования закономерностей процесса формирования качества зерна, разработка технологии возделывания
озимой ржи для продовольственных целей в Уральском регионе. Исследования проводились в рамках ГНТП АН РБ «Адаптивные технологии производства продовольственного зерна». Цель и задачи исследований.
Целью исследований являлась разработка технологии производства продовольственного зерна озимой ржи для условий Уральского региона. Исходя из цели были поставлены следующие задачи:
изучить закономерности процесса формирования хлебопекарных качеств зерна озимой ржи в полевых условиях;
выявить степень и характер влияния почвенно-климатических и гидротермических условий в Уральском регионе на качество зерна;
определить хлебопекарные качества зерна различных сортов озимой ржи;
установить зависимость хлебопекарных качеств зерна от уровня минерального питания и ранневесенней азотной подкормки, а также от полегания растений;
изучить влияние предшественников на качество зерна;
изучить разнокачественность зерна в пределах материнского растения и зерновой массы;
выявить приемы отбора зерна высокого качества из зерновой массы в послеуборочный период;
определить экономическую и энергетическую эффективность элементов технологии производства продовольственного зерна озимой ржи.
Научная новизна. В результате проведенных исследований впервые в условиях Уральского региона: уточнена закономерность изменения качества зерна озимой ржи от географической точки и погодных условий возделывания; определены хлебопекарные качества и питательная ценность зерна возделываемых сортов озимой ржи; установлено влияние на качество
7 зерна предшественника, внесение удобрений и в том числе азотной подкормки, полегания растений; установлен характер изменения качества зерна в пределах материнского растения; уточнены закономерности изменения хлебопекарных качеств зерна в процессе созревания, в зависимости от температуры и продолжительности нахождения его во влажном состоянии; уточнены сроки скашивания и допустимая длительность нахождения зерновой массы в валках.
Апробация работы. Результаты исследований докладывались на Всероссийской научной конференции молодых ученых и аспирантов «Резервы увеличения производства и повышения качества сельскохозяйственной продукции» (Оренбург, 1994 г.), на Республиканской научной конференции, посвященной памяти В.К. Гирфанова (Уфа, 1995 г.), на Республиканской научно-практической конференции «Уборка урожая и повышения качества заготовляемого зерна» (Уфа, 1997 г.), на Региональной научной конференции «Проблемы повышения качества продукции растениеводства» (Уфа, 1997 г.), на Региональной конференции, посвященной 90-летию профессора В.Х. Хангильдина (Уфа, 1997 г.), на III республиканской научной конференции молодых ученых и специалистов (Казань, 1997 г.), на Международной научно-практической конференции «Современные аспекты адаптивного земледелия» (Йошкар-Ола, 1998 г.), на Всероссийской научно-практической конференции «Достижения и перспективы развития селекции и семеноводства с- х. культур» (Пенза, 1999 г.), на Международной научной конференции «Эколого-экономические и агротехнические аспекты земледелия» (Пенза, 1999 г.), на Международной научной конференции «Аграрная наука на рубеже веков: методология, традиции, перспективы развития» (Москва, 1999 г.), на научно-практической конференции «Актуальные проблемы селекции и семеноводства зерновых культур юго-восточного региона Российской Федерации» (Саратов, 1999 г.), на Всероссийской научно-практической конференции «Пищевая
8 промышленность, продовольственная безопасность - XXI век»
(Екатеринбург, 1999 г.), на IV Всероссийской научно-практической
конференции «Селекция и семеноводство сельскохозяйственных культур»
(Пенза, 2000 г.), на Всероссийской научно-практической конференции
«Вопросы селекции, семеноводства и технологии возделывания озимой ржи
в России» (Саратов, 2000 г.), на Международной научной конференции
«Рыночная трансформация сельского хозяйства: десятилетний опыт и
перспективы» (Москва, 2000 г.), на Всероссийской научно-практической
конференции «Системы воспроизводства плодородия почв в ландшафтном
земледелии» (Белгород, 2001 г.), на V Всероссийской научно-практической
конференции «Селекция и семеноводство полевых культур» (Пенза, 2001 г.),
на Международной научно-практической конференции «Устойчивое
развитие сельской местности - концепции и механизмы» (Москва, 2001 г.), на
Международной научно-практической конференции «Проблемы и
перспективы развития агропромышленного комплекса регионов России»
(Уфа, 2002 г.)
Практическая значимость работы. На основе проведенных
исследований разработана и рекомендована технология производства
продовольственного зерна озимой ржи. Данная технология внедрена в
хозяйствах Республики Башкортостан и ежегодно позволила производить
280-300 тысяч тонн зерна ржи группы «А», и хозяйствам получить 25-29
млн. руб. прибыли. Научные разработки по технологии производства
продовольственного зерна вошли в рекомендации Российской академии
сельскохозяйственных наук (Москва, 2001 г.) и Министерства сельского
хозяйства РФ (Москва, 2003 г.) «Технология производства
продовольственного зерна ржи», рекомендации «Заготовка
продовольственного зерна озимой ржи» (Уфа, 1997 г.), «Система ведения
агропромышленного производства в Республике Башкортостан» (Уфа, 1997).
Разработка «Технология производства продовольственного зерна озимой
9 ржи» на Международной специализированной выставке «Агро-2002»
удостоен Диплома II степени (Уфа, 2002 г.), на Всероссийской
агропромышленной выставке Диплома II степени и Серебряной медали
(Москва, 2002 г.)
Основные результаты исследований опубликованы в 80 печатных
работах, в том числе в монографии «Качество и технология производства
продовольственного зерна озимой ржи» (М.: АгриПресс, 2001)
Основные положения, выносимые на защиту:
Закономерность изменения хлебопекарных качеств зерна в процессе его созревания, и зависимость их от гидротермических условий, в том числе от суммы осадков в период созревания.
Сорта озимой ржи Альфа и Чулпан обладают наиболее высоким числом падения.
3. Размещение озимой ржи по чистому пару, применение фосфорно-
калийных удобрений до посева в расчете на планируемую урожайность и
подкормка азотом по вегетирующим растениям обеспечивают высокую
урожайность и хорошие хлебопекарные свойства зерна.
4. Оптимальный срок уборки озимой ржи для продовольственных целей -
середина восковой спелости зерна и обмолот - не позже 4-х дней после
скашивания.
Автор выражает искреннюю благодарность академику РАСХН А.А. Гончаренко за ценные советы в проведении исследований, заслуженному деятелю науки Республики Башкортостан, члену-корреспонденту АН РБ, профессору P.P. Исмагилову за в организации научных исследований по культуре озимой ржи, профессорам А.А. Зиганшину и В.И. Макарову за ценные советы по методике исследования, автор благодарен сотрудникам Государственной комиссии по вp*aиcпьIтaниюV^5ть^c^xoзяйcтвeнньIx культур й департамента сельского хозяйства Пермской, Свердловской, Оренбургской и Челябинской областей,
10 Министерства сельского хозяйства РФ и РБ, руководству Илишевского
элеватора за представление статистической информации и образцов зерна,
сотрудникам кафедры растениеводства и научно-исследовательской
лаборатории «Качество продукции растениеводства» и студентам
агрономического факультета Башкирского государственного аграрного
университета за оказанную помощь в проведении полевых опытов.
Производство и использование зерна ржи в России и Уральском регионе
Питательная ценность продукта определяется содержанием в нем белков, жиров, углеводов, минеральных веществ, витаминов и воды. Белки, некоторые жирные кислоты, витамины, минеральные вещества и водаявляются незаменимыми пищевыми веществами, так как в организме они не образуются или образуются в недостаточном количестве. К заменимым пищевым веществам относятся жиры и углеводы. Поступление с пищей незаменимых пищевых веществ является обязательным. Потребность взрослого человека в белках в зависимости от интенсивности труда, пола, массы тела составляет 80-100 грамм в сутки, в углеводах - 400-500 г, в жирах - 80-100 г, в минеральных веществах - 13,7-21,0 г, и в энергии - 11900 кДж (таблица 9). Хлеб и хлебобулочные изделия являются для населения страны одним из основных пищевых продуктов, обеспечивающим около 30% потребности в белках и энергии (Пустуев А.Л. и др., 1999). Питательная ценность хлеба в значительной мере зависит от химического состава зерна, используемого для получения муки (Козьмина Н.П., Кретович В.Л., 1950; Козьмина Н.П., 1976). Кроме того, зерно ржи содержит до 2,5 % (в зародыше до 13 %) жирного масла. Жирные масла ржи богаты ненасыщенными кислотами (до 82 %) и поэтому обладает способностью растворять холестерин, вызывающий атеросклероз. Жироподобные вещества стеарины играют большую роль в образовании витамина Д. Из зольных элементов (1,9-2,0 %) зерна ржи содержит фосфорную кислоту, йод, медь, калий, кальций, железо, магний, ванадий и др. (Иванов А.П., 1961, Кобылянский В.Д. и др., 1985, Батыгина Т.Б., 1987, Анспок Н.С., 1990 и др.). Белки - жизненно необходимые вещества для человека. Они имеют пластическое значение: служат материалом для построения клеток, тканей и органов, образования ферментов и большинство гормонов, гемоглобина и других соединений, выполняющих в организме особо важные и сложные функции. Белки формируют соединения, обеспечивающие иммунитет к инфекциям, участвуют в процессе усвоения жиров, углеводов, минеральных веществ и витаминов. Жизнь организма человека связана с непрерывным расходом и обновлением белков. Несмотря на высокую вкусовую и питательную ценность продуктов, которые вырабатываются из ржаной муки, изучение химического состава, биохимических особенностей ее зерна и процессов, происходящих при приготовлении ржаного хлеба, началось сравнительно позже, по сравнению с пшеницей. Изучение белковых веществ ржи было начато еще Эйнгофом (1805), но в последующие годы развивалось очень медленно в связи с трудностью их выделения и очистки (Голенков В.Ф., 1957). Исследования белкового комплекса ржи показывают, что он в значительной степени отличается от пшеничного (таблицаЮ). Белковый комплекс ржи характеризуется большим количеством соле-водорастворимых его фракций -альбуминов и глобулинов. Если пшеница редко содержит 20-25% таких белков (в % к общему белку), то содержание их в зерне ржи часто доходит до 50%, а иногда более (Голенков В.Ф. и др., 1963, 1969, 1970). При этом значительную часть фракции солерастворимых белков ржи составляют альбумины (Капель Э.С., 1933). По аминокислотному составу белок ржи обладает большей питательной ценностью, чем белки большинства других зерновых культур. Это обусловлено более высоким содержанием незаменимых аминокислот, в частности, лизина и аргинина (Чубенко Н.Т., 1999). В зерне озимой ржи содержится в среднем 13,4% белка. В то же время, как показывают результаты многочисленных исследований, содержание белка в зерне колеблется в значительных пределах. В опытах, проведенных со 130 сортами озимой ржи, в различных экологических условиях содержание белка колебалось от 7,2 до 20,6% (Willegas Е., 1970). На содержание белка в зерне озимой ржи существенно влияет место произрастания, место в севообороте (предшественник), вид, срок и способ внесения минеральных удобрений, почвенно-климатические условия и технологические приемы возделывания культуры (Стаугайтене Л.Н., 1970; Титова Е.Н., 1971; Томсон Э.М. 1973; Бахтизин Н.Р., Уразлин М.Х., 1973; Горчев А.А., 1974; Юлушев В.А., 1975; Самусик Д.И., 1981; Данилова Н.Н., 1981). Изменение содержания белка в зерне в пределах одного сорта диплоидной ржи, выращенной в разных географических зонах, составляет около 30%. (Гончаренко Ф.И., 1936, Кобылянский В.Д., 1982). В условиях Республики Башкортостан содержание белка ржи изменилась от 8,8 до 16,0% (Бахтизин Н.Р., 1972; Бахтизин Н.Р., Печаткин В.А., 1973; Муратов М.К., 1975; Исмагилов P.P., 1991, 1992). Анатомические части зерновки выполняют различные биологические функции и соответственно имеют разный химический состав (Бебякин В.М., Кедрова Л.И., 2001). В таблице 11 приведены данные о распределении основных химических веществ, в том числе белка, по анатомическим частям зерновки ржи. Как видно, концентрация белка наибольшая в зародыше и алейроновом слое. Однако 75% белка зерновки сосредоточено в эндосперме (без алейронового слоя). В исследованиях Голенкова В.Ф., Гильзина В.М., Соседова Н.И.(1970, 1976) установлено, что белки зародыша содержат больше водо и солерастворимого, эндосперма - спирто - и щелочерастворимого азота.
Зависимость хлебопекарных качеств зерна от температуры ии продолжительности его нахождения во влажном состоянии
При наличии влаги в достаточном для прорастания количестве процесс гидролиза крахмала и хлебопекарные свойства зерна в основном определяются продолжительностью нахождения его во влажном состоянии и температурой. Прорастание зерна в колосе является одной из главных причин значительного снижения урожайности, посевных и технологических процессов зерна ржи. В отдельные годы потери зерна в результате этого явления могут составлять 30-40%, а иногда половину собранного зерна (Беркутова Н. С, Буко О. А., 1982).
Снижение качества зерна может происходить не только при появлении видимого прорастания. Еще задолго до этого при неблагоприятных метеорологических условиях при влажности зерна 20-25% заметно возрастает активность ферментов, особенно а- амилазы, что вызывает декстринизацию крахмала, нарушает его гидратацию и делает зерно деффектным в хлебопекарном отношении (Шибаев П. Н., Беркутова Н. С, Мотова 3., 1976, 1977). Установлено, что различия в характере изменения активности ферментов амилазного комплекса у ржи и других зерновых меняется в период формирования и созревания зерна (Flamme W., Klockinq S.1976). Активность фермента а- амилазы в зерне ржи снижается в целой зерновке и повышается в семенной оболочке по мере созревания и уменьшения влажности.
Что же касается температуры, то у основной массы сортов ржи энергия прорастания высока уже при +8С. Нижний предел температуры, при которой энергия прорастания достигает максимума, весьма различен для разных сортов и колеблется от 8 до 22С. У верхнего предела это колебание сравнительно незначительно - от 26 до 30С. При температуре 0 С после появления первых проростков семян ржи ежедневно в среднем прорастает по 2 зерна из 100 и реже 3. При температуре 4С дружность их прорастания увеличивается в 3-5 раз. При температуре 8С - только вдвое. Причем семена ржи обладают большею, чем семена пшеницы, способностью к расходу запасных веществ при всех температурах. Это свидетельствует о более широкой, чем у пшеницы, температурной адаптивности растений ржи на самых ранних этапах индивидуального развития (Реймерс Ф.Э., Илли И.Э. 1978).
Вследствие своего важного хозяйственного значения с большим интересом изучались также особенности прорастания свежеубранных семян. A.Attenberg (1907) одним из первых сообщил, что спелые, только что убранные семена зерновых культур полностью прорастают при пониженных температурах, но не обладают этой способностью при повышенных, даже при тех, которые оптимальны для прорастания семян, выдержанных в течение значительного времени в сухом состоянии при высокой температуре. Это подтверждено другими исследованиями (Harrigton G.T., 1923, Kulka К.,
Sobieraj В., 1967) и было выдвинуто предположение о том, что покой у семян зерновых культур представляет собой лишь фазу развития, в течение которой интервал температуры, при которых возможно прорастание, ограничен (Vegis А., 1964). Дальнейшие исследования показали, что свежеубранные семена могут практически полностью прорастать при всех температурах, но этот процесс идет у них гораздо дольше, чем у дозревших. Особенно интересно то, что в интервале 15-20С наблюдаются самое медленное прорастание. Для набухших семян существует критическая температура (обычно 15-20С), ниже которой покой очень короток, а выше -относительно долог (Физиология и биохимия покоя и проростання семян, 1982).
Многие авторы расходятся во мнениях о времени появления в прорастающем зерне фермента а- амилазы. В работах H.Luers (1926), П.Угримова (1935), W.J.Olson, В.А. Burkhart, A.Dickson (1943) указывается, что а-амилаза появляется в зерне злаков лишь к концу первой недели проращивания. W.J.Olson также отмечает, что активность [3- амилазы по мере прорастания появляется постепенно, тогда как а- амилаза появляется сразу в высокоактивной форме. Но в более поздних работах других исследователей (Проскуряков Н.И., Маслова И.К., Чижова К.Н., 1946) а- амилаза была обнаружена уже на 1-2 сутки прорастания. E.Kneen, B.S. Miller, R.M. Sanstedt (1942) обнаружили появление а-амилазы в зерне пшеницы уже через 12 часов прорастания. В лабораторных опытах, проведенных Н.С. Беркутовой и З.Г. Мотовой (1978), при проращивании в течение 6 часов число падения снизилось у разных сортов до 68-115 секунд.
При прорастании зерна в течение одной сутки в исследованиях Пермяковой Н. Н. (1989)(ВНИИЗ) произошли заметные изменения не только углеводного комплекса, но всех качественных показателей зерна ржи. Для уточнения времени появления а- амилазы в зерне А.П.Прохорова и Б.П.Некрасов (1956) проращивали рожь в течение 20-30 часов и затем выделяли фракции зерна с наклюнувшимся ростком и проросшим до различной длины. По полученным ими результатам следует, что способность к декстринированию крахмала появляется в зерне с наклюнувшимся ростком и сильно повышается при дальнейшем удлинении ростка. В ряде работ исследовано соотношение а- и Р- амилазы прорастающего зерна. По данным E.Kneen, B.S.Miller, R.M.Sanstedt (1942) активность а амилазы, равная почти нулю у нормального зерна пшеницы, резко повышается ко второму дню прорастания и затем продолжает сильно расти; и фактически вся а-амилаза появляется в свободном состоянии, т.е. не связана с белками зерна. Постепенно активизирующаяся при прорастании Р амилаза, напротив, только в последние дни прорастания переходит в свободное состояние, вначале же значительная часть ее находится в связанном состоянии. В работе W.F.Geddes, J.G.Dickson, C.B.Croston (1949) подтверждаются данные, касающиеся а-амилазы, что же касается Р-амилазы, то в опытах, даже на самых поздних стадиях прорастания, значительная часть ее оставалась в связанном состоянии. По данным Л.В.Аистовой, Б.П.Плешкова (1972) уже через сутки после прорастания суммарная активность а- и Р-амилаз в зерне ржи повысилась в 4 раза, увеличиваясь, достигала максимума на седьмые сутки, а затем уменьшалась. Аналогично изменялась активность а- амилазы. В момент достижения максимального уровня активности суммарной а- и Р-амилаз доля а- амилазы составила 70-90% всей активности .
Почвенно-климатические условия места проведения полевых опытов
Большая научно-исследовательская работа по выведению сортов озимой ржи с повышенным технологическим и хлебопекарным качествами проводится в Северо-Западном научно-исследовательском институте (Медведев А. М., 2001).
Основная задача селекции ржи заключается в выведении сортов, отличающихся хорошим качеством зерна, сочетающих высокую урожайность с зимостойкостью и устойчивых к полеганию. Достичь этого можно, как считаю, путем строгого отбора при учете крупности зерна, его выполненности, формы, окраски, стекловидности, высокого содержания белка и оценки зерна по качеству муки (Шибаев П.Н., Мотова З.Г., Беркутова Н.С, 1976).
В 70-е годы в селекции озимой ржи с традиционными требованиями выведения высокоурожайных сортов, устойчивых к неблагоприятным факторам среды, большое внимание уделялась увеличению содержания белка в зерне, улучшению его состава за счет более благоприятного соотношения аминокислот. Исследованиями установлена положительная связь между стекловидностью и белковостью зерна, что дает возможность применять отборы озимой ржи по стекловидности при выведении сортов с высоким качеством зерна. Отмечена взаимосвязь между окраской зерна и его качеством. Зеленое зерно отличается от желтого повышенным содержанием белка, содержит наименьшее количество золы и дает муку более высокого качества (Любарский Л.Н.,1957).
Содержание сырой клейковины в зерне ржи колеблется от 6 до 26 %, из-за наличия слизей не формируется связанная клейковина ржи. Свойства клейковины ржи изменяются в большой степени, чем в пшенице, - от очень крепкой, крошащейся при отмывании, до слабой, расплывающейся. Таким образом, содержание белковых веществ в зерне ржи имеет значение не только как фактор питательной ценности, но и как показатель, в определенной степени влияющий на технологические свойства ржаной муки (Беркутова Н.С., 1991). Вместе с тем, все еще трудной задачей остается селекция ржи на качество ржи. Дело в том, что озимая рожь в технологическом отношении слабо изучена и до последнего времени не были разработаны методы качественной оценки ржи на различных этапах селекционного процесса (Коданев И. М, 1970). Хлебопекарные свойства ржи во многом определяются углеводно-амилазным комплексом. Чем выше активность этого комплекса, тем ниже качество хлеба. Активность ферментов, особенно альфа-амилазы, значительно повышается при прорастании зерна на корню. При этом увеличивается содержание Сахаров, прорастание зерна ржи сопровождается уменьшением выхода клейковины, ухудшаются ее физические свойства, происходит увеличение количества слизистых веществ, резко повышается автолитическая активность, содержание воднорастворимых веществ, снижается вязкость водно-мучнистой суспензии. При прорастании зерна на корню активность амилолитических ферментов начинает повышаться задолго до появления внешних признаков прорастания. Поэтому основным направлением в селекции ржи на качество необходимо считать сортов, устойчивых к прорастанию на корню, особенно для районов достаточного и избыточного увлажнения (Бебякин В.М., Кедрова Л.И., 1971; Гончаренко А.А., 2000).
Однако селекционная работа с целью повышения пищевых и технологических качеств зерна ржи не получила еще должного развития. Недостаточно изучены биохимические особенности зерна ржи, слабо разработаны методы оценки ее качества. А качество зерна зависит от ряда факторов внешней среды и биологических особенностей сорта.
Сравнительные испытания сортов и образцов мировой коллекции ВИР на амилолитическую активность зерна ржи показали, что к сортам с хорошим состоянием углеводно-амилазного комплекса относятся Вятка, Вятка 2,
По исследованиям Р. Р. Исмагилова (1991, 2001) в условиях Республики Башкортостан наиболее высокое число падения имел сорт Чулпан (175 с), Киевская 86 (162 с) и Брянская 8 (160 с). Самое низкое значение у сорта Дымка (135 с).
В условиях Пермской области число падения в среднем за 3 года у сорта Вятка 2 составило 161 с, сорта Крона - 172 с и Чулпан - 164 с . Согласно данным селекционера С. А. Кунакбаева (1993) число падения сорта Чулпан колеблется от 79 до 210 с.
Известно, зерно ржи прорастает очень легко. Повышенная склонность его к прорастанию в колосе определяется положением и плотностью колоса, а также краткостью периода покоя. Сравнительная высокая устойчивость крахмала к а-амилазы отмечено у сортов Вятка-2 (140 с) , Вятка северная (128 с), Немчиновская 50 (135 с), средняя - у сортов Восход 1 (116 с), Славянка (103 с), Чулпан (117 с); низкая - у сорта Новинка (85 с), Саратовская 4 (95 с), Харьковская 60 (97с) (Беркутова Н. С, Будко О. А., 1980). Сорта отличаются и по физическим показателям качества. В условиях Республики Башкортостан (Исмагилов P.P., 1991) натура зерна изучаемых сортов колебалась от 667 г/л (Киевская 86) до 715 г/л (Чишминская) 2. У сорта Чулпан натура составила в среднем за 2 года 683 г/л. Крупным зерном отличались сорта Безенчукская 4 (масса 1000 зерен 31,4 г), Ника (31,6 г) и Радзима (33,6 г).
Как известно, все ранее возделываемые сорта ржи были высокорослыми, на повышенном агрофоне сильно полегали, что осложняло уборку и способствовало формированию неполноценного щуплого зерна с низкими технологическими качествами. Это обстоятельство сдерживало увеличение производства зерна ржи в стране и за рубежом. Перед селекционерами была поставлена серьезная и трудная задача вывести короткостебелъные сорта озимой ржи. Селекционерами Башкирского научно-исследовательского института земледелия и селекции полевых культурами, впервые создан короткостебельный сорт Чулпан. Сорт Чулпан был районирован в Башкирии в 1979 году. Породил новое направление в селекции ржи. В Северо-Западном НПО "Белогорка" путем применения сорта Чулпан получен новый сорт Волхова, имеющий высокие по сравнению с местными сортами озимой ржи хлебопекарными свойствами. Сорт устойчив к прорастанию на корню (Кунакбаев С.А., Лещенко Н.И., 1979; Дегонюк Э.Г. и др., 1990; Макаров В.И. и др., 1999).
В НПО "Нива Татарстана" выведен новый сорт Татарская, превосходящий по качеству и урожайности зерна сорт Чулпан. По комплексу признаков интенсивной растениеводческой продукции высоко продуктивными считаются сорта озимой ржи Альфа, Балдай, Память Кондратенко, Чулпан 7, Эстафета Татарстана, Саратовская 7. Альфа-первый отечественный сорт с превосходным качеством зерна («сильная рожь); зерно его не прорастает на корню (Медведев А. М., 2001).
Изменение качества зерна в процессе созревания и перестое«на корню»
Известно, что показатели качества зерна озимой ржи в большей мере зависят от количества осадков и суммы температур в период вегетации растений (Исмагилов P.P., Хамитов У.Н.,1996).
Отмечено положительное влияние на белковитость зерна повышенной температуры, солнечной радиации и засушливых условий в период его формирования и созревания (Козьмина Н.П., Кретович В.Л., 1944; Кретович В.Л., 1981). Колебание содержания белка в зерне ржи, выращенной в различных точках СССР составляет 30% (Кобылянский В.Д., 1982). Наблюдается тенденция увеличения содержания белка при продвижении посевов с запада на восток и с севера на юг. В изученных пунктах СССР (Ленинград, Москва, Полтава, Майкоп, Ташкент) минимальное количество белка в зерне диплоидных сортов ржи наблюдается в условиях Ленинграда (11,2-11,9%), максимальное - в условиях Ташкента (15,3-16,1%)- Такая же закономерность наблюдается и у тетраплоидных сортов (Культурная флора СССР, 1989).
Математические расчеты, проведенные Н.С.Беркутовой (1991) по изучению зависимости различных качественных показателей от погодных условий, показали, что масса 1000 зерен зависит от комплекса внешних факторов: суммы температур больше 15С, дефицита влажности, суммы осадков в период от колошения до уборки.
В наших опытах (Исмагилов Р. Р., Бахтизин Н. Р., Хамитов У. Н., Нурлыгаянов Р. Б., Ванюшина Т. Н., 1998) масса 1000 зерен значительно различалась по годам и колебалась в пределах от 24,87 до 32,42 г. Невысокие значения ее в 1997 г. были связаны с тем, что остальные элементы структуры урожая в данный год были относительно высокими. При загущенном стеблестое и большом количестве зерен наблюдается меньшая масса зерновок. В 1998 г. в острозасушливых условиях вегетационного периода наблюдалось ускоренное созревание зерна, следовательно, уменьшение массы зерновки. Более высокой была масса 1000 зерен в 1999 г. Начало весенней вегетации было достаточно влагообеспеченным и, несмотря на засушливые условия в период созревания зерна, формировались достаточно крупные зерна. Исследованиями Н.М.Волковой (1971) было установлено большое влияние на белковитость зерна метеорологических условий в период от начала весенней вегетации до цветения. Положительная связь имелась между гидротермическим коэффициентом за этот период и содержанием белка. Наши исследования подтвердили наличие данной зависимости. В 1998 г. белковость составила 12,1 % и была несколько выше по сравнению с другими годами. Повышенный термический режим и крайне низкая влагообеспеченность растений в этот период способствовали формированию зерна с высоким содержанием белка. Данный показатель в более влажном 1997 г. имел низкое значение и составил 10,35 %. Статистической обработкой установлено, что величина числа падения тесно связана только с суммой температур в период от колошения до уборки. (Беркутова Н.С., 1991) Результаты исследований по содержанию белка и ферментативной активности зерна показали, что последняя повышается при увеличении белковитости зерна озимой ржи. Наши исследования показали, что в наибольшей степени хлебопекарные качества зерна ржи сорта Чулпан зависят от количества осадков в июле месяце. Коэффициент корреляции между числом падения и количеством осадков за этот период составил - 0,781. Менее тесная связь (г = - 0,583) между числом падения и суммой осадков в июне месяце. Согласно данному уравнению, повышение количества осадков на 10 мм снижает число падения на 9,1 с. Нами также изучено качество зерна, заготовленного хлебоприемными предприятиями Республики Башкортостан. Данный показатель обычно доводится до базисных показателей в послеуборочной период обработки зерна. Поэтому значительных различий в натурной массе в зависимости от гидротермических условий года, а также от месторасположения заготовительного пункта не имелось. Натура зерна колебалась от 679 г/л в 1999 г. на Туймазинском элеваторе и до 745 г/л в Дуванском ХПП в 1998 г. Содержание белка в зерне озимой ржи изменялось больше в зависимости от гидротермических условий. В острозасушливом 1998 г. отмечалась повышенная белковость зерна (таблица 32). На Илишевском и Сулеинском элеваторах белковость составила 13,11 и 13,17 % . На остальных заготовительных пунктах содержание белка в зерне было в пределах 12,7-12,9 %. В 1996 и 1997 гг. заметной разницы в содержании белка по годам и заготовительным предприятиям не наблюдалось. Оно изменялось в пределах от 12 до 12,5 %. Минимальные значения белковости были отмечены на Чишминском элеваторе и в Бакалинском ХПП в 1997 г. - 11,26 и 11,4 %. Максимальными они были в 1997 г. на Раевском - 12,91 %, а также на Стерлитамакском и Туймазинском элеваторах - 12,85 и 12,80 % (Нурлыгаянов Р.Б., 2001). Число падения заготовленного зерна изменялось в довольно широких пределах (таблица 33). Наиболее высокие его значения были отмечены в 1996 и 1999 гг. В 1996 г. оно было выше 200 с на четырех заготовительных 195 пунктах, на Янаульском элеваторе его значение составило 284 с. В 1999 г. данный показатель был больше 200 с на трех предприятиях. Наибольшее его значение было отмечено на Чекмагушевском XI111 - 289 с. Минимальным число падения было на Давлекановском ХПП - 83 с, а также на Илишевском элеваторе и Кушнаренковском ХПП - 98 и 97 с. В 1997 и 1998 гг. число падения было ниже - практически ни на одном заготовительном пункте не удовлетворяло требованиям первого товарного класса. Большие значения имел данный показатель в 1997 г. на Стерлитамакском КХП - 199 с, на Благоварском, Аллагуватском элеваторах - 191 и 193 с, на Давлекановском ХПП - 194 с. Наиболее низкое значение числа падения было отмечено в 1998 г. на Дуванском ХПП - 71 с, на Сулеинском элеваторе оно колебалось от 77 до 158 с. В 1997 г. на Бирском ХПП, Кушнаренковском и Альмухаметовском элеваторах его значение составило 74 с. Следует отметить, что послеуборочной обработкой зерна данный показатель улучшить практически не удается. Причиной низких значений числа падения, вероятно, явилось то, что оценки зерна по данному показателю в процессе заготовки практически не проводилось. Лишь на Илишевском элеваторе с 1998 г. начата заготовка зерна озимой ржи по числу падения - в 1999 г. данный показатель составил здесь 217 с. (таблица 34). В результате происходило смешивание разных по качеству партий зерна и конечные значения числа падения были относительно низкими.
