Содержание к диссертации
Введение
РАЗДЕЛ 1. Экологические аспекты формирования продуктивности и качества зерна у зерновых культур 11
1.1. Влияние эколого-географнческих факторов на формирование урожайности и ее компонентов 12
1.2. Генотип-средовые взаимодействия при формировании продуктивности и качества зерна 30
РАЗДЕЛ 2. Почвенно-климатические условия проведения опытов, материал и методы исследований 36
2.1 . Почвенно-климатические условия проведения опытов 36
2.2. Место проведения опытов, материал и методы исследований 48
РАЗДЕЛ 3. Закономерности формирования урожайности и элементов продуктивности у сортов ячменя на трех экологических уровнях 51
РАЗДЕЛ 4. Технологические свойства зерна сортов пивоваренного ячменя в различных экологических условиях 75
РАЗДЕЛ 5. Генотип-средовые взаимодействия при формировании урожайности, элементов продуктивности и качества зерна сортов ярового ячменя в условиях ЦЧЗ 100
5.1. Связь урожайности и технологических свойств зерна ячменя с погодными условиями вегетации 100
5.2. Влияние генотипа и среды на формирование урожайности, элементов продуктивности и качества зерна у сортов ярового ячменя 107
5.3. Экологическая пластичность и стабильность урожайности и количественных признаков зерна у сортов ярового ячменя в условиях ЦЧЗ 121
5.3.1. Стабильность урожайности сортов ярового ячменя 122
5.3.2. Экологическая пластичность основных количественных признаков у сортов ярового ячменя... 124
5.3.3. Экологическая пластичность качества зерна у пивоваренных сортов ярового ячменя 133
Основные выводы 141
Рекомендации селекционным учреждениям и производству 144
Список использованной литературы 145
Приложение 169
- Влияние эколого-географнческих факторов на формирование урожайности и ее компонентов
- Почвенно-климатические условия проведения опытов
- Технологические свойства зерна сортов пивоваренного ячменя в различных экологических условиях
- Связь урожайности и технологических свойств зерна ячменя с погодными условиями вегетации
Введение к работе
Ячмень - универсальная культура, как по широте распространения, так и по его использованию, является четвертой зерновой культурой мира, уступая по посевным площадям пшенице, рису и кукурузе (Коданев И.М.,1958). В Центрально-Черноземной зоне по посевным площадям и валовому сбору зерна он занимает одно из ведущих мест в группе зерновых культур. Как во многих странах с развитым животноводством, ячмень в зоне остается ведущей зернофуражной культурой. Зерно его широко используется для приготовления круп, ячменного кофе, применяется в хлебопекарной, кондитерской, фармацевтической, лакокрасочной, текстильной и кожевенной промышленности. Благодаря своим биологическим особенностям, ячмень является хорошим компонентом в наборе культур полевого севооборота, как засухоустойчивая культура с коротким вегетационным периодом. Его широко используют как надежную страховую культуру при необходимости пересева зимых культур.
Ячмень - основное сырье для получения пива. Области зоны имеют благоприятные почвенно-климатические условия для производства пивоваренного сырья. Центрально - Черноземная полоса - основной поставщик солодовенного сырья, производит 80 % от заготовок России зерна ячменя с удовлетворительными пивоваренными свойствами. Но доля высококачественного зерна и изготовляемого из него солода отечественного производства очень низкая, составляет 20 % от общей потребности (Смолин В.П. и др., 2002).
Универсальность использования сортов ячменя в пивоваренной, крупяной, кондитерской промышленности обеспечивает ему значительное распространение. Если в начале 50-60 гг. прошлого столетия в СССР возделывали 9-Ю млн. гектаров ячменя, то в 1976 - 1980 гг. его посевные площади достигали в отдельные годы до 32 млн. гектаров. В Центрально -Черноземной зоне под посевами этой культуры было занято 36,8-42,3 % в группе зерновых культур (Горшкова В.А., 1979). Как отмечает Госкомиссия по сортоиспытанию сельскохозяйственных культур, общая площадь сортовых
5 посевов ячменя в России в 1999 году составила 9,5 млн. га., а в ЦЧЗ ячмень занимает 1377 тыс. га.
Анализируя современное состояние культуры ярового ячменя в зоне, необходимо отметить тенденцию к сокращению посевных площадей под ячменем, что не является оправданным, ибо приведет к нарушению кормового баланса и, безусловно, отразится на развитии животноводства, производстве органических удобрений, плодородии почвы и урожайности полевых культур (Горшкова В.А., Рымарь В.Т., 1998 г).
Актуальность темы. Увеличение производства зерна ячменя высокого качества сдерживается недостатками сортов, у которых потенциал продуктивности используется в производстве далеко не полностью. Из-за часто повторяющихся засух в ЦЧЗ (в среднем один раз в 4-5 лет) урожайность ячменя неустойчива, варьирование урожайности по годам в среднем составила от 0,9 т/га до 2,69 т/га с колебаниями между максимальным и минимальным сбором зерна от 1,22 до 1,5 т/га (Горшкова В.А., 1989). Как отмечает В.А. Горшкова и др. (2003 г.) урожайность ячменя в контрастные по метеоусловиям годы значительно варьирует в зависимости от условий вегетации и стрессовых факторов внешней среды, V = 22,7 - 26,3 % (по годам) и 22,1 - 29,6 % (по пунктам испытания).
По данным многих исследований доля влияния средовых факторов в общей типической изменчивости пивоваренных свойств ячменя составляет около 70-80 %, хотя роль генотипа так же значительна до 20 - 25 % (Жученко А.А., 2000).
Варьирование урожайности и качества зерна у сортов ярового ячменя приводит к нестабильности производства продукции. Столь значительные потери урожайности и качества зерна обусловлены как снижением общей культуры земледелия, так и отсутствием достаточной генетической устойчивости у сортов к био-абиотическим факторам внешней среды.
Сорта ярового ячменя не обеспечивают высокий урожай хорошего качества в благоприятные годы и резко снижают его в засушливые годы, что свидетельствует о недостаточной пластичности сортов, которые обеспечивали бы стабильный урожая и пивоваренных свойств соответствующие ГОСТу 5060-86. В этой связи исследования в данном направлении остаются проблемными, а задачи по созданию продуктивного исходного материала для селекции пивоваренного ячменя до конца не решенными. Проблема сорта и его потенциальной продуктивности приобретает в современных условиях исключительное значение.
Увеличение производства зерна для пивоваренной промышленности продолжает оставаться одной из актуальных проблем сельского хозяйства России.
Решение вышеизложенных задач позволяет повысить эффективность селекции новых продуктивных и более адаптивных к условиям внешней среды сортов ярового ячменя. Нестабильность афобиоценозов ярового ячменя требует активного поиска новых подходов и эффективных методов создания сортов, позволяющих реализовать свои потенциальные возможности на различных экологических уровнях. Одним из таких направлений является повышение степени использования новыми сортами биоклиматического потенциала ЦЧЗ. В настоящее время остается весьма актуальным изучение в онтогенезе генотип-средовых взаимодействий при формировании продуктивности и технологических качеств зерна у пивоваренных сортов ячменя в различных экологических условиях.
Связь работы с крупными научными программами, темами.
Изучаемые в диссертации вопросы входят в государственную научно-техническую программу и выполнены в соответствии с тематикой научных исследований отдела селекции ярового ячменя НИИСХ ЦЧП им. В-В. Докучаева и ОП «Митрофановский» по заданию: "09.04.06. «Создать и передать в ГСИ сорта ярового ячменя пивоваренного и кормового направления с урожайностью 5,5 - 6,0 т/га, с содержанием белка 13 - 14 % для кормового сорта, с экстрактивностью 75 - 77 % и высокими солодовыми качествами для пивоваренного сорта»".
7 В Научно - производственной фирме «Белселект» исследования входят в государственный контракт № 122.17.2.26.2000 Министерства сельского хозяйства и продовольствия РФ: «Разработать технологию производства пивоваренного ячменя в Центрально-Черноземной зоне на основе новых высокоэффективных сортов российской селекции».
Цели и задачи исследований. Целью настоящих исследований является, на основе изучения действия экологических факторов на рост и развитие растений ячменя, выявить закономерности генотип—средовых взаимодействий у сортов ярового ячменя при формировании продуктивности и качества зерна.
При выполнении настоящей работы были поставлены и решены следующие задачи: изучены сорта ярового ячменя в трех экологических точках по урожайности и ее компонентам; изучено влияние каждого компонента и условий выращивания на пивоваренные свойства сортов и установлен факт наличия взаимодействия генотип-среда для всей группы изучаемых сортов; оценены параметры экологической пластичности и стабильности по урожайности и изучаемым признакам и свойствам каждого сорта; выявлена генотипическая реакция сортов на условия среды при формировании продуктивности и технологических свойств зерна; дана оценка биологической ценности и выявлены сорта с высокой урожайностью, пивоваренными свойствами, соответствующими требованиями к пивоваренному зерну по ГОСТу 5060-86, как ценный исходный материал в селекции на качество зерна.
Научная новизна. Впервые в ЦЧЗ в многофакторном опыте на трех экологических уровнях изучено влияние экологических и агроклиматических факторов на рост и развитие растений ярового пивоваренного ячменя, впервые установлен характер взаимодействия генотипа со средой и поведения каждого генотипа в различных экологических условиях. Определены закономерности изменения урожайности, элементов продуктивности и качества зерна в зависимости от природно-климатических факторов в различные периоды роста и развития растений. Выявлены продуктивные сорта со стабильным уровнем качества зерна при различных генотип-средовых взаимодействиях, которые могут быть рекомендованы производству и служить донорами ценных признаков и свойств в селекции пивоваренного ячменя.
Практическая ценность. Установлена биологическая ценность изученных сортов, а также обоснована значимость отдельных признаков при формировании продуктивности и качества зерна в трех экологических точках. Выделены сорта, характеризующиеся различным уровнем экологической пластичности и стабильности количественных признаков. Рекомендуется использовать для селекции сортов с широкой экологической адаптацией в качестве ценного исходного материала сорта, сочетающие в одном генотипе высокий уровень стабильности по урожайности зерна и его качеству. Результаты исследований использованы при разработке методических рекомендаций по выращиванию пивоваренного ячменя в Центрально-Черноземном регионе России и рекомендованы сорта, формирующие высокий урожай и качество зерна.
Положениярыносимые на зашиту:
Влияние эколого-географических условий выращивания на формирование урожайности, элементов продуктивности и качества зерна у пивоваренных сортов ярового ячменя,
Сопряженность величины урожая зерна и его качества с климатическими факторами.
Закономерности взаимодействия генотипа и среды при формировании урожайности, ее компонентов и технологических свойств зерна у сортов ярового ячменя.
Стабильность и экологическая пластичность урожайности и основных количественных признаков у сортов ячменя.
Биологическая ценность сортов ячменя по параметрам пластичности и стабильности урожайности, элементов продуктивности и качества зерна.
9 Личный вклад соискателя. Диссертация подготовлена на основе анализа и обобщения результатов экспериментальных исследований, выполненных автором как самостоятельно, так и совместно с научными сотрудниками отдела селекции ярового ячменя НИИСХ ЦЧП им. В. В. Докучаева, опорного пункта «Митрофановский», научно-производственной фирмы «Белселект».
Планирование и проведение экспериментов, математическая обработка данных, полученные выводы и предложения для селекционной практики, создание базы для экспериментальных данных сделаны самостоятельно. В годы проведения исследований автор принимал участие в создании сорта ярового ячменя - Зевс, с долей участия 5%, который районирован с 2004 года по 5 и 10 регионам.
Апробация результатов диссертации. Основные результаты исследований были доложены на V международной научно-производственной конференции «Проблемы сельскохозяйственного производства на современном этапе и пути их решения» (23-26 мая 2000 г., г. Белгород), на международной конференции «Первая Всероссийская конференция по иммунитету растений к болезням и вредителям» (1-6 июля 2002 г., г. Санкт-Петербург), на VI международной научно-производственной конференции «Проблемы сельскохозяйственного производства на современном этапе и пути их решения» (26-28 мая 2002 г., г. Белгород), на международной конференции «Актуальные проблемы генетики посвященной 115-летию со дня рождения Н.И. Вавилова» (20-21 февраля 2003 г., г. Москва), на VII международной научно-производственной конференции «Проблемы сельскохозяйственного производства на современном этапе и пути их решения» (25-28 мая 2003 г., г. Белгород), на международной научно-практической конференции «Современные аспекты селекции, семеноводства, технологии, переработки ячменя и овса» (6-8 июля 2004 г., г. Киров).
Результаты исследований 2001 г. были использованы при написании двух практических пособий «Технология производства пивоваренного ячменя в Центрально-Черноземном районе России» (Москва, 2001г.) и «Технология
10 производства пивоваренного ячменя в Белгородской области» (Белгород,
2001г.)
Публикации. Основные положения диссертации освещены в 9 печатных работах, из них 7 - в материалах научных конференций, 2 - в рекомендациях.
Объем и структура диссертации. Диссертационная работа изложена на 180 страницах машинописного текста. Содержит 46 таблиц, 6 рисунков и состоит из введения, 5 разделов, выводов, предложений производству и 10 приложений. Список литературы включает 218 наименовании, в том числе 48 иностранных публикаций.
Влияние эколого-географнческих факторов на формирование урожайности и ее компонентов
Вся история развития растениеводства связана с экологической адаптацией растений и сортов и интенсификацией их возделывания. Причем ведущая роль в экологизации и биологизации процессов интенсификации земледелия приходится на селекцию. И если на заре земледелия, вплоть до 18 века в основном велся бессознательный отбор наиболее адаптивных генотипов растений и животных, то после переоткрытия менделевских законов селекция стала одной из основных научных дисциплин, определяющих увеличение их продуктивности и повышение пластичности. А.А. Жученко (1980; 1983; 1984; 2000), отмечая ведущую роль селекции в адаптации растений к условиям среды, указывает, что за последние 30 лет вклад селекции в повышение урожая составляет 30-70 %. В настоящее время проявляется четкая тенденция создания сортов, обеспечивающих высокие прибавки урожая при использовании удобрений и средств защиты (Наволоцкий В.Д., 1988). Наибольший ареал занимали те сорта, которые сочетали высокий потенциал продуктивности с адаптацией к неблагоприятным условиям среды. Появление таких сортов пшеницы, как Безостая 1, Мироновская 808, Саратовская 29 и ячменя Винер, Московский 121, Донецкий 8, Одесский 100 и других, которые возделываются и высеваются по несколько десятков лет, подтверждают это правило.
Существуют два понятия адаптивности - широкая и узкоспециализированная. Одни (Жученко А.А., 1980) считают, что время сортов-гигантов безвозвратно прошло, поскольку сорта, сочетающие высокий потенциал продуктивности с устойчивостью и критическим факторам конкретной агроклиматической зоны, являются более предпочтительными. Он отдает предпочтение узкоспециализированным сортам. Возможно это суждение справедливо для стран с довольно однородными эколого-географическими и климатическими условиями среды (Дания, Чехия, Великобритания и др.). Практика селекции в нашей стране показывает, что в связи с резкими контрастами температурного и водного режима питания даже в пределах одного региона, наибольшее распространение получили сорта с высокой экологической пластичностью (Наволоцкий В. Д., 1988, 1997).
Адаптация, экологическая пластичность или гомеостаз изучался многими авторами, поскольку эти понятия объединяют устойчивость сортов и гибридов к неблагоприятным условиям внешней среды, обусловленными как абиотическими факторами (климатом, естественным плодородием почвы ее кислотностью, засолением и др.), так и биотическими (поражение болезнями и вредителями).
Влиянию эколого-географических факторов на формирование высокой продуктивности селектируемых растений с широкой адаптацией или пластичностью помимо признанных корифеев науки (Nilsson ЕЫе Н., 1909; 1911; Вавилов Н.И., 1967; 1996) большое внимание уделяли П.Н. Константинов (1935), В.П. Кузьмин (1970), В.К. Щербаков (1973; 1981а; 19816), В.А. Горшкова (1979; 1989), Н.А. Сурин (1999; 2002), В.М Шевцов и др. (1998). Э.Д. Неттевич (1980; 1996), Э.Д. Неттевич, В.П. Смолин и др. (1998а; 1998 б), В.П. Смолин (1998; 2001), J. Pilch (1984).
В настоящее время термины экологическая адаптивность, пластичность или гомеостаз понимают как способность организма приспособиться к условиям среды и противостоять неблагоприятным ее проявлениям. Адаптация может быть генотипической, при которой изменение генотипа путем селекции приводит к появлению новой нормы реакции, и модификационной, при которой организм в пределах сложившейся нормы реакции может функционировать и давать потомство. Селекция на протяжении всего периода развития земледелия на Земле стремится улучшить именно генотипическую составляющую адаптации растений в то время как системы обработки почвы и защиты растений от неблагоприятных абиотических и биотических факторов внешней среды оперируют с модификационной нормой реакции.
Единственным критерием экологической адаптивности генотипа культурного растения к условиям среды служит его продуктивность, тогда как в природных популяциях этим критерием служит численность потомства. Предлагается большое число методов оценки пластичности и стабильности в селекционно-генетических исследованиях. Д. И. Баранский (1926) для определения стабильности и выделения адаптированных генотипов использовал коэффициент вариации. Этот же метод использовал В.М. Берлянд-Кожевников (1975) и Н.Н. Нечипоренко (1982), причем последний автор предлагает пользоваться «фоновыми» признаками, проявление которых почти целиком зависит от условий среды.
Наиболее широко используемым методом изучения экологической пластичности является метод регрессионного анализа S. A. Eberhart, W. А. Russel (1966) с различными его модификациями. Этот метод позволяет определить будущую норму реакции генотипа на улучшение условий среды при сравнении линии его регрессии на таковую стандартного сорта. Чем лучше сорт реагирует на улучшение средовых параметров (плодородие почвы, влагообеспеченность и оптимальный температурный режим) и чем меньше он реагирует на ухудшение этих условий, тем выше его урожай и его стабильность. В данном случае его линия регрессии будет расположена на графике выше линии регрессии стандарта. Однако такая ситуация бывает редкой и только у выдающихся генотипов.
В.Ф. Герасименко (1985) и Н.И. Аниськов (1986) предлагают в качестве сравнительной оценки реакции генотипов на среду использовать отношение их квадратичных отклонений, которое в отличие от их оценок, получаемых методами регрессии на сорт и стандарт, не зависит от величины коэффициента корреляции между генотипами.
А.В. Кильчевский и Л.В. Хотылева (1985а; 19856) предлагают исследовать адаптацию при изучении генотипов в разных средах, что позволяет выявить общую и специфическую адаптабельность сортов.
Почвенно-климатические условия проведения опытов
По агроклиматическому районированию административные области ЦЧЗ входят в две зоны - лесостепная и степная, которые включают две провинции — Среднерусская лесостепная и Южнорусская степная.
Климат ЦЧЗ характеризуется умеренной континентальностью, возрастающей с северо-запада на юго-восток. Основным лимитирующим фактором для выращивания сельскохозяйственных культур является влагообеспечен-ность. Среднегодовое количество осадков изменяется от 575 мм на северо-западе до 450 мм на юго-востоке зоны. Характерной особенностью для ЦЧЗ является неравномерность выпадения осадков по годам и периодам года. Периоды без осадков, превышающие 10 дней, бывают ежегодно, 2-3 года из 10 они могут достигать 25-39 дней. Особенно вредоносны майские и июньские засухи. При этом на западе зоны они бывают реже, на востоке - чаще.
Выбранные для проведения экспериментальных исследований экологические пункты (Каменная Степь, Митрофановка, Белгород) существенно различаются по почвенно-климатическим условиям. Каменная Степь находится в Таловском районе Воронежской области и занимает северные склоны Калачской возвышенности на левобережье р. Дон в междуречье рек Битюг и Хопер. Годовая сумма осадков равна 460 мм. За период с отрицательными температурами выпадает 140 мм осадков, за теплый период - 320 мм. Среднее число дней с суховеями за год равно 30. Наибольшее число дней с суховеями наблюдается в июле и августе. Другой, менее выраженный максимум суховейных явлений падает на май. Митрофановка находится на правобережье р. Дон в Митрофановском районе юго-западной части Воронежской области. Среднегодовая сумма осадков 508 мм, в том числе за период вегетации 299 мм. Максимальная температура воздуха в июле достигает 40,2 С. Белгород (п.Октябрьский, Белгородский район, Белгородской области) находится на юго-западе ЦЧЗ и занимает юго-восточные склоны Средне-Русской возвышенности на правобережье р. Дон Среднегодовое количество осадков варьирует от 455 до 540 мм. В теплый период выпадает 240 - 290 мм. Исходя из того, что до 80 % изменчивости продуктивности растений определяется внешними условиями среды, важным моментом при проведении эколого-географических исследований является детальная характеристика погоды периодов вегетации (Жученко А.А., 2000). Г.В. Удовенко (1979) показал, что после стрессовой нагрузки период восстановления жизнедеятельности растительного организма протекает в течение 5-7 дней. При характеристике гидротермических условий вегетации существенное значение в формировании продуктивности и качества зерна имеют суховейные явления, характеризующиеся температурами воздуха выше 25 С и дефицитом его влажности более 20 мб» приводящих к торможению ростовых процессов (Цубербиллер Е.А., 1959; Максимов Н.А., 1939). Таким образом, для характеристики гидротермических условий роста и развития ярового ячменя в годы исследований использованы суммы активных (выше + 5 С) и ростингибирующих (tmax - 25 С) температур воздуха, количество выпавших осадков по пентадам от всходов до полной спелости и ГТК Селянинова. Среднемноголетние значения этих элементов погоды рас-читаны по каждому вегетационному периоду. Годы изучения (2001 - 2003 г.г.) были разнообразными по погодным условиям (таблица 2.1., рисунки 1-6, приложение 1—6). Анализ агроклиматических условий 2001-2003 г.г. показал, что сумма активных температур - слабо варьирующий показатель как по годам, так и экологическим пунктам и составляет в среднем для всего вегетационного периода ячменя 1475 С. Количество осадков - более изменчивый показатель, его вариабельность за годы исследований составила около 50-60 %. Вегетационный период 2001 г. характеризовался благоприятными гидротермическими условиями в первую половину вегетации и засушливыми в период формирования и налива зерна. Пониженные температуры воздуха в вегетативную фазу развития ячменя, несмотря на меньшее, по сравнению с многолетними, количество осадков в период всходы - выход в трубку, способствовали хорошему нарастанию надземной массы растений. По сумме осадков, выпавших за период всходы - колошение, отмечено превышение среднемноголетних значений по всем пунктам испытания: на 31 мм в Белгороде, 26 мм в Митрофановке, 9 мм в Каменной Степи. Во вторую половину вегетации осадков выпало, за исключением Каменной Степи, меньше среднемноголетнего. Одним из лимитирующих урожайность факторов внешней среды в 2001 г. были высокие температуры воздуха, достигавшие в отдельные дни + 30-32 С в Каменной Степи и Белгороде, в Митрофановке + 32-35 С, За вегетационный период сумма температур воздуха, превысивших отметку 25 С и проявивших свое негативное действие в период формирования и налива зерна, составила в условиях Белгорода 128 С, в Каменной Степи - 151 С, в т.ч, во вторую половину вегетации - 133 С, что повлияло на отток органических веществ из вегетативных частей растения в зерновки. Наиболее засушливые условия отмечены в Митрофановке. Сумма ростинги-бирующих температур за весь период вегетации составила 248 С, в т.ч. за период колошение - спелость 213 С, однако их негативный эффект существования снизился при достаточной влагообеспеченности почвы. Вегетационный период 2002 г, характеризовался сравнительно благоприятными температурными условиями в первую половину вегетации и повышенными в период налива зерна. За период всходы - колошение в Каменной Степи выпало осадков 72 мм, что меньше среднемноголетней нормы на 6 мм, в Митрофановке 41 мм (средиемноголетнее - 71 мм), в Белгороде - 74 мм (среднемноголетнее - 71 мм).
Период колошение - спелость характеризовался недобором осадков до среднемноголетних значений в Каменной Степи на 45 мм, в Митрофановке -на 28 мм, в Белгороде - на 27 мм.
На фоне дефицита осадков вредоносное действие оказали и ростинги-бирующие температуры воздуха, особенно во вторую половину вегетации. За вегетационный период их сумма составила в Каменной Степи 137, в Митрофановке - 207, в Белгороде - 66 С, в том числе за период колошение -спелость - 124, 171 и 66 градусов соответственно, с максимумом воздействия в период молочно-восковой спелости зерна.
Вегетационный период 2003 г. характеризовался неблагоприятными условиями роста и развития в первую половину вегетации и хорошо увлажненными в период формирования и налива зерна.
Технологические свойства зерна сортов пивоваренного ячменя в различных экологических условиях
Для пивоваренного ячменя натура зерна должна быть не менее 625-640 г/л. Данные таблицы 4.1. свидетельствуют о том, что в 2001 г. в условиях Каменной Степи натура зерна у изучаемых сортов была в пределах 636-669 г/л (НСРо5 Для частных различий равна 2,35 г/л). Практически все сорта, за исключением Салют 1, достоверно превысившего стандарт Гонар на 5 г/л, имели существенно меньшую натуру зерна, особенно сорта Визит и Го-ринский. В условиях Митрофановки натура зерна колебалась от 673 до 705 г/л (НСРоз — 2,35 г/л). Достоверно более высокую, чем у стандарта натуру зерна сформировал сорт Салют 1 (705 г/л), а более низкую Визит и Горинский (673 и 675 г/л, соответственно). В условиях Белгорода натура зерна у сортов ячменя составила 673-699 г/л (HCPos = 2,35 г/л). Достоверным превышением над стандартом по этому показателю отличались сорта Салют 1 (+19 г/л) и Белгородец (+18 г/л). Наиболее низкая натура зерна была у сорта Горинский (673 г/л). В 2002 г. в условиях Каменной Степи натура зерна у сортов ячменя составила 668-702 г/л (HCP0s = 2,35 г/л). Достоверно превысили по этому показателю стандарт сорта Одесский 100 (+4 г/л) и Салют 1 (+3 г/л). Белгородец, Визит и Горинский сформировали значительно меньшую (-22, -25, -30 г/л, соответственно) натуру зерна. В условиях Митрофановки натура зерна у сортов ячменя была в пределах 666-687 г/л (НСРоз — 2,35 г/л). Достоверное превышение этого показателя над стандартом отмечено у сортов Одесский 100 (+16 г/л) Салют 1 (+ 5г/л), Белгородец (+3 г/л). Более низкой натурой зерна отличался средне-поздний сорт Визит (666 г/л). В условиях Белгорода натура зерна составила 689-719 г/л (НСРоз = 2,35 г/л). Достоверно более высокую, чем у стандарта натуру зерна имели сорта Одесский 100 (+10 г/л) и Салют 1 (+7 г/л). Сорта Визит и Горинский значительно уступили по величине этого показателя Гонару на 10 и 20 г/л, соответственно. В 2003 г. в условиях Каменной Степи натура зерна у сортов ячменя колебалась в пределах 631-667 г/л (HCPQS = 2,35 г/л). Практически все сорта, за исключением Бел горо дца, превысили Гонар по натуре зерна, особенно значительно - Салют 1 (+33г/л), Одесский 100 (+13 г/л), Визит (+11 г/л). В условиях Митрофановки величина натуры зерна в зависимости от сорта колебалась от 647 до 667 г/л. (НСРоз = 2,35 г/л). Достоверно более высокой, чем у стандарта натурой зерна отличались сорта Салют 1 (+20 г/л), Визит (+7 г/л), Горинский (+5 г/л), У остальных сортов величина этого показателя была на уровне стандартного сорта Гонар. В условиях Белгорода натура зерна составила 650-674 г/л (HCPos = 2,35 г/л). Достоверное превышение величины этого показателя над стандартом отмечено у сортов Салют 1 (+28 г/л) и Одесский 100 (+ 7 г/л), а снижение - у сорта Горинский (-6 г/л). Таким образом, за годы исследований натура зерна у сортов ярового ячменя не лимитировала пивоваренные свойства. Более высокую, чем у стандарта, натуру зерна на всех пунктах испытания формировали сорта Салют 1, Одесский 100, а достоверно меньшую - Горинский и Визит. Наиболее благоприятным для формирования высокой натуры зерна в Каменной Степи и Белгороде был 2002 год, в Митрофановке - 2001 год, наименее благоприятным -влажный 2003 год. Прослеживается четкая закономерность снижения натуры зерна с запада на восток. Крупность зерна. По ГОСТ 5060-86 крупность зерна для пивоваренного ячменя 1-го класса должна быть не менее 85%, для 2-го — не менее 60%. Данные, приведенные в таблице 4.2. показали, что в 2001 г. в условиях Каменной Степи крупность зерна у изучаемых сортов была в пределах 69,7-97,2 % (НСРоз = 1,32 %). Практически все сорта, за исключением Белгород-ца, превысившего по крупности зерна стандарт на 4,6%, сформировали зерно с достоверно меньшей крупностью, особенно Горинский (-18,4%). В условиях Митрофановки крупность зерна у сортов ячменя была в пределах 69,7-97,2 % (НСРоз = 132 %). Достоверно более высокую, чем у стандарта крупность зерна сформировали сорта Белгородец (+7,7%) и Салют 1 (+2,4%), а наиболее низкую - Горинский (-19,8%).
В условиях Белгорода величина этого показателя колебалась от 54,3 до 84,9 % (НСРоз = 1,32 %). Наиболее крупное зерно сформировал сорт Белгородец (84,9%), наиболее мелкое - Горинский (54,3%) и Одесский 100 (55,2%). В 2002 г. в условиях Каменной Степи крупность зерна у сортов ячменя составила 75,9-94,2% (НСРоз - 1,32 %). Достоверно превысили стандарт по величине этого показателя сорта Белгородец (+4,1%) и Салют 1 (+2,0%). Наиболее мелкое зерно сформировал сорт Горинский (-14,2%). В условиях Митрофановки крупность зерна у изучаемых сортов колебалась от 81,7 до 94,8% (HCPos = 1,32 %). Большинство из них имело достоверно меньшую, чем у стандарта, крупность зерна, особенно Горинский (-8,3%). Наиболее крупное зерно сформировал сорт Белгородец (94,8 %). В условиях Белгорода величина этого показателя была в пределах 85,8-96,5 % (HCPos = 1,32 %). Наиболее крупным по сравнению со стандартом зерном обладал сорт Белгородец (+2,3%), наиболее мелким - Горинский (-8,4%).
Связь урожайности и технологических свойств зерна ячменя с погодными условиями вегетации
В условиях Белгорода содержание крахмала в зерне у сортов ячменя колебалось от 57,6 до 59,9 % (НСР05 = 0,18 %). У всех сортов накопление крахмала в зерне было достоверно ниже, чем у стандарта, особенно низкое его содержание отмечено у сортов Белгородец (57,6%) и Горинский (57,9 %).
В 2003 г. в условиях Каменной Степи уровень содержания крахмала в зерне у сортов ячменя достиг 59,4-61,2 % (НСР05 = 0,18 %). Все сорта отличались достоверно меньшей величиной этого показателя по сравнению со стандартом Гонар. Наименьшее отклонение от стандарта по содержанию крахмала в зерне отмечено у сортов Салют 1 (-0,2%) и Одесский 100 (-0,5%), наибольшее - у Горинского (-1,8%). В условиях Митрофановки содержание крахмала в зерне у сортов ячменя колебалось от 59,2 до 60,4 % (HCPos = 0,18 %). Величина этого показателя на уровне стандарта отмечена у сорта Салют 1 (60,4%). Наиболее низким накоплением крахмала отличался сорт Белгородец (59,2 %) и Горинский (59,4 %). В условиях Белгорода накопление крахмала в зерне у сортов ячменя было выше, чем на других пунктах и составило 62,4-63,1 % (HCPos = 0,18 %). Различия между сортами при таком уровне содержания крахмала были значительно меньшими. Величина этого показателя на уровне стандарта была характерна для сортов Салют 1 (63,0%) и Визит (63,2%). Сорт Белгородец отличался достоверно меньшим, чем у Гонара накоплением крахмала (62,4%). Таким образом, содержание крахмала в зерне ячменя в засушливые годы является лимитирующей величиной для использования ряда сортов в качестве пивоваренных. В среднем за годы исследований наиболее низким содержанием крахмала в зерне на всех пунктах испытания отличался сорт Белгородец и Горинский, а наиболее близкими к стандарту были сорта Одесский 100 и Салют 1. Наиболее благоприятные условия для высокого накопления в зерне крахмала сложились во влажном 2003 г. Экстрактивность зерна. Признак экстрактивности - важный показатель пригодности зерна ячменя для пивоварения, однако, он не предусмотрен ГОСТом 5060-86 на заготовляемый ячмень, но контролируется на пивзаводах. По заключению Э-Д. Неттевича и А.П. Сергеева (1971) увеличение экстрактивности только на 1 % позволяет экономить до 17 кг зерна ячменя на 1 тонну солода. Согласно Международного классификатора СЭВ по ячменю экстрактивность зерна 75,0-75,9% очень низкая, 76,0-77,9% - низкая, 78,0-79,9% -средняя, 80,0-81,9% - высокая и более 81,9% — очень высокая. Результаты наших исследований, представленные в таблице 4.6., свидетельствуют о том, что в 2001 г. в условиях Каменной Степи экстрактивность зерна у сортов ячменя была на уровне 74,8-76,7 % (HCPos = 0,16 %). Все изучаемые сорта отличались от стандарта достоверно пониженной экс-трактивностью зерна, особенно сорт Белгородец (74,8%), Наиболее близким к Гонару по величине этого показателя был Визит (76,2%). В условиях Митрофановки экстрактивность зерна у сортов ячменя колебалась от 74,8 до 76,5%. (HCPos = 0,16 %). Все сорта по экстрактивности зерна уступали стандартному сорту Гонар на 0,6-1,7 %. При этом наиболее низкой величиной этого показателя отличались сорта Белгородец (74,8%) и Горинский (75,1%). Более близким к стандарту был сорт Салют 1 (75,9%). В условиях Белгорода экстрактивность зерна у сортов ячменя была в пределах 76,3-77,6 % (НСРоз = 0,16 %). У всех сортов, за исключением Одесского 100, величина этого показателя была достоверно ниже, чем у стандарта, особенно у сортов Белгородец (-1,2%), Горинский (-1,0%) и Визит (-0,9%). В 2002 г. в условиях Каменной Степи величина экстрактивности зерна у сортов ячменя была на уровне 75,9-77,4 % (HCPos = 0,16 %). Все изучаемые сорта, особенно Визит, Белгородец и Горинский сформировали зерно с экс 91 трактивностью на 1,6-1,5% ниже, чем Гонар. Наименьшее отклонение от стандарта имел сорт Одесский 100 (-0,5%). В условиях Митрофановки экстрактивность сортов ячменя колебалась от 76,4 до 77,7 % (НСР05 = 0,16 %). У всех сортов, за исключением Одесского 100, превысившего по этому показателю стандарт на 0,2 %, экстрактивность зерна была достоверно ниже, чем у Гонара, особенно у сортов Белгород ец (-1,1 %) и Горинский (-1,1%). В условиях Белгорода экстрактивность сортов ячменя была несколько выше, чем в других пунктах и составила 77,3-78,7 % (НСР05 = 0,16 %). Все сорта по экстрактивности зерна существенно уступали стандарту, особенно значительно сорт Белгородец (-1,4%), Горинский (-1,4%) и Салют 1 (-1,2%). Наиболее близким по экстрактивности к стандарту был сорт Одесский 100 (78,0%) В 2003 г. в условиях Каменной Степи сформировалось зерно с экс-трактивностью 76,0-77,6 % (HCPQS = 0,16 %). Все сорта, за исключением Салют 1 имели достоверно меньшую, чем у стандарта, величину этого показателя, особенно сорт Горинский (76,0 %), Визит (76,3 %) и Белгородец (76,6 %).
В условиях Митрофановки экстрактивность зерна у сортов ячменя была в пределах 75,9-77,0 % (НСРоз -0,16 %). У всех сортов, за исключением Одесского 100, превысившего стандарт на 0,2%, экстрактивность зерна была достоверно ниже, особенно у Белгородца (-0,9 %) и Горинского (-0,6%).
В условиях Белгорода экстрактивность зерна у сортов ячменя была значительно выше, чем на других пунктах и составила 79,6-80,7 % (НСРоз = 0,16 %). Одесский 100 и Горинский превысили стандарт на 0,5 и 0,2%, соответственно, а остальные сорта имели достоверно меньшую, чем у Гонара экстрактивность зерна, особенно Белгородец (-0,6 %).
