Введение к работе
Актуальность. Лчмень - важная продовольственная, кормовая и техническая культура, является основным сырьём для пивоваренной промышленности.
Потребность пивоваренной индустрии в нашей стране в настоящее время составляет более 1 млн. тонн солода или 1,5 млн. тонн зерна ячменя. В целом но отрасли обеспечение солодом российского производства составляет менее 30%. Дефицит покрывается за счёт импортного сырья, это значительно повышает себестоимость пива, снижает его качество и ограничивает развитие отечественного производства.
Поволжье занимает третье место по объёму производства пива. Министерством сельского хозяйства РФ разработана отраслевая целевая программа «Пивоваренный ячмень и солод» на 2002 - 2005 тт. и на период до 2010 г., согласно которой к 2005 г. в стране планируется довести производство пивоваренного ячменя до 1,Е5 млн. тонн и увеличить его посевные площади до 500 тыс. га.
Как показала практика передовых хозяйств, ячмень в Приволжском федеральном округе способен давать высокие урожаи и хорошие солодовые качества зерна. Этот регион обладает большим потенциалом в обеспечении пивоваренных предприятии собственным сырьём.
Многолетними исследованиями Поволжского научно-исследовательского института селекции и семеноводства им. П.Н. Константинова доказана возможность стабильного получения высококачественного пива из сырья ячменя, выращенного в условиях Среднего Поволжья на основе выведенных новых высококачественных пивоваренных сортов (Глуховиев, 2001).
Перспективным направлением как по пути раскрытия физиологических механизмов качества зерна ячменя различного ііо характеру применения (пивоваренного, кормового и крупяного), так н в плане разработки новых методов их оценки является использование биохимических параметров фракционного состава белка и их взаимодействии. В оценке качества зерна ячменя должен стоять не сам факт количественного показателя белка, а соотношение белковых фракций.
В связи с этим возникает необходимость поиска применения новых подходов и методов оценки качества зерна в селекционном процессе, а также ту-ченне качественного состава белка зерна ярового ячменя и условий влияющих на изменение общего белка и его фракций в условиях Среднего Поволжья.
Цель н задачи исследований. Изучить влияние агроэкологических условий и приёмов возделывания на формирование белка н урожайность различных сортов ярового ячменя в условиях Среднего Поволжья.
В соответствии с поставленной целью были определены следующие задачи:
-
выявить влияние погодных условий и сортовых особенностей на формирование белка ячменя различного направления использования;
определить условия и изучить динамику формирования белка в различные фазы развития сортов ячменя;,
изучить влияние норм высева и сроков л и урожайность ячменя:
разработать новые подходы и методы в оценке качества зерна ячменя
, на пивоваренные, кормовые и крупяные цели на ранних этапах селек
ционного процесса;* дать энергетическую оценку влияния изучаемых факторов.
Научная ипвнчйа. Впервые в условиях Среднего Поволжья проведенакомплексная и сравнительная оценка формирования белка по фракциям в листьях и зерне сортов ярового ячменя различного направления использования (пивоваренного, кормового и крупяного). Изучены особенности формирования белка в зерне различных сортов ячменя в зависимости от погодных условий, сортовых особенностей и условий выращивания. Определены основные критерии оценки ячменя на пивоваренные исли. Разработай новый подход в оценке качества зерна селекционного материала на ранних этапах селекции. Основные положении, выносимые на защиту:
характер изменчивости содержания белка в зерне ярового ячменя в зависимости от погодных условий;
особенности формирования фракционного белка сортов ячменя различного направления использования (пивоваренного, кормового и крупяного);
влияние элементов технологии на изменение содержания белка пивоваренных сортов ячменя;
новые подходы и методы оценки качества зерна ячменя на ранних этапах селекционного процесса.
Практическая значимость результатов исследований. Результаты исследований позволяют рекомендовать производству адаптивные, экологически стабильные сорта ярового ячменя, их оптимальные нормы и сроки посева, обеспечивающие получение высоких урожаев зерна, соответствующего по качеству запросам пивоваренной промышленности. Разработаны методы определения содержания белка в зерне ячменя за 30-40 дней до уборки. Это позволит прогнозировать технологию производства пива. Установлено, что при оценке качества ячменя определяющим фактором является не столько количественная выраженность содержания белка, а соотношение его фракций: низкомолекулярных и высокомолекулярных белков, которое в зерне пивоваренных сортов составило 1:3, кормовых 1:2, крупяных 1:1.8.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались на научно-практической конференции молодых учёных: «Проблемы повышения эффективности сельскохозяйственного производства в XXI веке» (Пенза, 2002); на научно-практической конференции «Вклад молодых учёных в развитое аграрной науки в начале XXI века» (Воронеж, 2003); международных научно-практических конференциях «Современные методы адаптивной селекции зерновых и кормовых культур» (Кинель, 2003); «Актуальные проблемы АПК в XXI веке», (Кинель, 2004); «Пути решения проблем повышения адаптивности, продуктивности и качества зерновых и кормовых культур» (Кинель, 2004).
Разработанная методика селекции на высокие пивоваренные качества используется в селекционном процессе ярового ячменя отдела зернофуражных
культур ГНУ Поволжского научно-исследовательского ннслггута селекции н семеноводства имени П. Н. Константинова.'
Информационный материал и методические разработки по селекции высококачественного пивоваренного ячменя включены в программу учебных курсов кафедры плодоовощеводства и селекции ФГОУ ВПО «Самарская ГСХА».
Публикации. По теме диссертации опубликовано б работ.
Структура и объём диссертации. Диссертация изложена на 152 страницах, состоит из введения, 4 глав, выводов и предложений производству, включает 15 таблиц, 11 рисунков и 60 приложений. Список литературы включает 154 наименования, в том числе 46 иностранных авторов.
Автор благодарит коллег за ценные советы и помощь в проведении исследований.
Исследования проводились в 2002-2004 гг. на полях Поволжского научно-исследовательского института селекции и семеноводства им. ILH, Константинова, которое расположено в центральной зоне Самарской области. Почва - обыкновенный среднегумусный, среднемощньш, тяжслосуглинистый чернозём с содержанием 7-8% іумуса, суммы поглощенных оснований 42 мгЬкв на 100 г почвы, степенью насыщенности основаниями —44,8%, общего азота N - 0,380%, Р - 15%, обменного К— 12,6 мг/на 100 г почвы.
Центральная зона — переходная от лесостепи к степи. По количеству-осааков относится к умеренно увлажненной, в среднем за год выпадает 350-400 мм, в том числе 250-300 мм за период апрель-октябрь. Сумма активных температур 2500-26О0С Продояиаггепьность безморозного 125-140дпей. '
По температурному режиму н условиям увлажнения годы проведения исследований заметно отличались.
2002 г. бьиі умеренно жарким, зз вегетационный период (май-август) выпало 91 мм осадков. Апрель был теплее обычного на 5,бС и характеризовался дефицитом осадков, выпало всего 4,4 мм. Май прохладный и сухой, средняя температура воздуха ш 2,8С, а количество выпавших осадков на 12,1 мм ниже среднем] юголетких показателей.
В 2003 г. за период активной вегетации выпало 23$ мм осадков, гндротермиче-скиЙ коэффициент составил 0,89, что соответствует норме 0,82 и характеризует вегетационный период как умеренно влажный. Сумма активных температур за вегетационный период составила 2664.
Погодные условия вегетащюшюго периода 2004 г. оказали большое влияние на рост и развитие ярового ячмекя. Неравномерное распределение осадков в течение вегетации и высокие температуры воздуха в третьей декаде июня месяца 24,4"С при норме 18,7*С и во второй декаде июля 24,0С при норме 20,ТС отрицательно сказались на наливе зерна и формировании урожая.
Полевые опыты закладывались в четырехкратной повторносги. Учётная площадь делянок 25-35 м3, агротехника - общепринятая в Самарской области для яровых зерновых культур.
Посев проводился сеялками СН -16, уборка урожая - комбайном Сампо - 500.
Объект исследований сорта ярового ячменя: Волгарь и Поволжский 65 - пивоваренного направления, Вымпел и Донецкий 8—кормового, Dotly и Vodka - крупяного использования.
При изучеіщи влияния погодных условий на содержание общего белка были проанализированы десять сортов различного направления использования: Волгарь, Поволжский 65, Скиф, Вымпел, Донецкий 8, Агат, Атлант, Dolly, Vodka, Lacombe.
Закладка опыта и фенологические наблюдения по фазам роста и развития проводили по методике госкомнесии по сортоиспытанию (1985).
Отбор образцов (листьев и зерна) проводили в утренние часы. Пробы для каждого сорта брали в разных местах делянки по 20-25 образцов, смешивали и затем формировали средний образец.
Химические анализы проводились в шрохимической лаборатории ГНУ Поволжского НИИСС им. П.И Константинова. Методика общепринятая: общий азот определялся — по методу Къельдаля (ГОСТ 10846-91); крахмал — полиримет-рическн (ГОСТ 10845-76); жир — по методу обезжиренного остатка (ГОСТ 13496,15-85); клетчатка - по Гшшебсргу и Штомаїгу (ГОСТ 13496.2-84); золу - по методу озоления (ГОСТ 26226-84); БЭВ - расчётным методом; аминокислоты — ИК - анализатор N1R Systems 4500.
Биохимические анализы проводились в научно-исследовательской лаборатории биохимии Самарской государственной сельскохозяйственной академии и агрохимической лаборатории П1У Поволжского НИИСС им. П. Н. Константинова.
В основу выделения белковых фракций зерна ярового ячменя был положен метод, описанный Х.11. Починок (1976). Количественное содержание белка определяли методом Биурета (микромстод) на приборе КФК-2 при длине волны 365 нм (листья) и 315 нм (зерно). Для пересчёта количественного содержания белка пользовались калибровочными графиками, построенными по сывороточному альбумину белка.
Цифровой материал обрабатывали математическими методами корреля
ционного, регрессионного и дисперсионного анализов (Доспехов Б.А., 1985),
биохимических данных по практическому руководству Г.Ф. Лакина (1990) на
ПЭВМ с использованием пакета прикладных программ Excel 2000, Statistica 4.5,
Statgraphics Plus for Windows 2.1. Значимость полученных результатов оцени
вали по НСР при значимости крнтсрия F. Представленные результаты досто
верны на 5 — и 1 -%-ном уровнях значимости. . і:.Энергетическая эффективность определялась по результатам анализа трудовых, материальных ресурсов н выхода продукции на основе технологических карт (Посыпанов Г.С., Долгодворов В.Е., 1995; Васин В.Г., Зорин А.В., 1998).
Похожие диссертации на Формирование белка и урожайность сортов ярового ячменя в зависимости от агроэкологических условий и приемов возделывания в Среднем Поволжье
