Содержание к диссертации
Введение
1 Селекция мягкой яровой пшеницы на урожайность и качество зерна (обзор литературы) 9
2 Условия, объект и методика исследований
2.1 Почвенно-климатические особенности южной лесостепи Омской области 27
2.2 Условия проведения опытов 28
2.3 Объект и методика исследований 31
3 Агробиологические особенности образцов мягкой яровой пшеницы
3.1 Вегетационный период 39
3.2 Урожайность зерна и элементы ее структуры 46
3.3 Морфологические особенности зерна и их связь с урожайностью 58
4 Сопряженность и информативность технологических свойств и морфологических признаков зерна образцов( яровой мягкой пшеницы 78
4.1 Сопряженность технологических свойств с морфологическими признаками зерна мягкой пшеницы по результатам микроанализов 79
4.1.1 Физические свойства зерна 79
4.1.2 Твердозерность зерна 88
4.1.3 Выход муки 92
4.1.4 Содержание белка и клейковины в зерне, качество клейковины наИДК-1 94
4.1.5 Седиментация, качество клейковины в кислоте (ККК) 100
4.2 Сопряженность технологических свойств с морфологическими пррізнаками зерна мягкой пшеницы по результатам макроанализов 106
4.3 Информативность морфологических признаков и технологических свойств зерна мягкой пшеницы 118
5 Влияние элементов агротехники на урожайность, технологические свойства и морфологию зерна мягкой яровой пшеницы 136
6 Эффективность возделывания и использования новых сортов мягкой яровой пшеницы 147
6.1 Биоэнергетическая и экономическая оценки возделывания новых сортов мягкой пшеницы 147
6.2 Эффективность использования для переработки в муку зерна новых сортов мягкой пшеницы 150
Выводы 154
Предложения селекционной практике 156
Библиографический список 157
Приложения 178?
- Условия проведения опытов
- Морфологические особенности зерна и их связь с урожайностью
- Седиментация, качество клейковины в кислоте (ККК)
- Биоэнергетическая и экономическая оценки возделывания новых сортов мягкой пшеницы
Введение к работе
При оценке потенциальных возможностей регионов Западной Сибири с точки зрения территориальной организации производства зерна целевого назначения, особенно высококачественного зерна мягкой яровой пшеницы, его товарного обращения и формирования региональных рынков выделяется южная лесостепная зона Омской области (Б.С. Кошелев, 2004). Концентрация посевов этой важнейшей продовольственной культуры в области - 1,5 млн. га, ее экономическое значение и перспективы развития мукомольной и хлебопекарной промышленности диктуют необходимость в повышении урожайности и качества зерна, и ведущая роль в этом отводится селекции и семеноводству.
Несмотря на уже достигнутое, в Госреестр России включено свыше 200 высокоурожайных сортов озимой и яровой пшеницы, отнесенных к сильным и ценным, из них 33 сорта создано селекционерами СибНИИСХа и ОмРАУ, существует проблема производства достаточного и стабильного по годам количества зерна пшеницы с высокими мукомольными и хлебопекарными свойствами. Так, по данным Госхлебинспекции и ВНИИЗа, при ежегодном обследовании качества зерна пшеницы лишь 10-15 сортов (из 200), занимают большие площади, имеют высокий урожай, хорошие технологические свойства и по достоинству оценены переработчиками (А .И. Мартьянова, 2000). При потенциальной продуктивности сортов до 7-8 и выше т/га, урожайность в среднем по хозяйствам Омской области составляет 1,5 т/га, в опытных хозяйствах СибЫИИСХ -3,0-3,5 т/га (Зерно..., 2002). По стране в валовом сборе зерно высших классов составляет 0,5-1%, преобладает зерно пшеницы 4-го и 5-го классов. В целом на выпечку хлеба идет лишь 30% муки, соответствующей требованиям ГОСТа и 70% - ТУ (А.И. Алтухов, 2004).
Потенциальные возможности формирования высоких урожаев качественного зерна любым сортом можно существенно повысить соответствующей агротехникой возделывания. Однако если сорт изначально имеет недостатки и не обладает высоким потенциалом технологических свойств зерна, с помощью агротехники довольно сложно решить проблему достаточного производ 5 ства сильной ценной и классной пшеницы (Ю.В. Колмаков и др., 2004), поэтому так важна оценка качества новых сортов Госкомиссией по сортоиспытанию, согласно которой в нашей стране предусмотрен комплекс определяемых показателей по зерну (масса 1000 зерен, стекловидность, натура, белок, клейковина), по муке (сила на альвеографе, физические свойства на фаринографе) и по хлебу. В зарубежной практике (в США, Канаде, Германии) при выведении нового сорта обращают особое внимание на ботанические признаки зерна, обуславливающие мукомольные свойства: округлая форма, тонкая оболочка зерновки, неглубокая, малозаметная бороздка и др., что обеспечивает получение наибольшего выхода муки высоких сортов с наименьшими энергозатратами. У нас же, показатель выхода муки рассматривается как технологический параметр, зависящий от степени подготовки зерна к помолу и квалификации технолога.
В немногих работах отмечается, что выход муки (наряду с другими показателями) тесно связан с морфологическими признаками зерна и твердо-зерностыо, которые могут быть типичными для конкретного сорта (Н.П. Козьмина, 1969; В.П. Изосимов, 1975; А.И. Моисеева, 1975; Я. Лел-ли,1980; Н.Т. Раимбаева, 1982; Н.С. Беркутова и И.А. Швецова, 1984; Г.А. Егоров, 1985 и др.). В целом же мукомольным достоинствам новых сортов и показателям, их определяющим, не уделяется должного внимания.
Поэтому наши исследования были направлены на проведение комплексной оценки по хозяйственно-ценным признакам зерна реестровых и селекционных сортов, селекционных номеров и номеров коллекции ВИР мягкой яровой пшеницы, выявление среди них источников высоких урожайных и технологических свойств зерна, в том числе источников высоких мукомольных свойств для дальнейшей селекции. Изучение информативности и сопряженности морфологических признаков зерна пшеницы с элементами урожайности и показателями качества позволят па ранних этапах селекции более объективно выявлять формы с высокими урожайными, мукомольными и хлебопекарными свойствами зерна, что весьма актуально для практической селекции при создании новых сортов мягкой пшеницы. Цель исследований — выявить сопряженность и информативность морфологических и других хозяйственно—ценных признаков зерна мягкой яровой пшеницы для объективной идентификации перспективного материала в селекции на урожайность и качество в условиях южной лесостепи Омской области. Задачи исследований:
- изучить реестровые и селекционные сорта мягкой яровой пшеницы, селекционные номера и материал коллекции ВИР по урожайности и технологическим свойствам зерна;
- изучить морфологические признаки зерновок лучших сортов и форм пшеницы и их информативность как косвенных показателей мукомольных свойств зерна;
— выявить сопряженность урожайности и технологических свойств с морфологическими признаками зерна пшеницы, а также установить долю влияния элементов агротехники на данные показатели;
— модифицировать систему поэтапной оценки селекционного материала мягкой пшеницы за счет информативных морфологических и других признаков качества зерна.
Научная новизна работы. Впервые в условиях южной лесостепи Омской области показана и научно обоснована целесообразность использования в оценочной работе селекционного материала морфологических признаков зерна, в том числе параметров бороздки и типов ее петли, для идентификации лучших по мукомольным свойствам форм мягкой яровой пшеницы. Установлено влияние элементов агротехники на морфологические признаки зерна. Выделены и рекомендованы образцы мягкой пшеницы, представляющие селекционную ценность по урожайности и технологическим свойствам зерна. Предложена модифицированная система оценки качества зерна мягкой пшеницы по этапам селекционного процесса.
На защиту выносятся:
- результаты комплексной оценки урожайности и технологических свойств, а также исследования особенностей морфологических признаков зер 7 на реестровых и селекционных сортов, селекционных номеров и материала
коллекции ВИР;
- информативность морфологических признаков зерна мягкой пшеницы, на основе факторного анализа и коррелятивной связи с урожайностью и показателями качества;
- изменчивость морфологических признаков зерна по элементам агротехники возделывания пшеницы;
- модифицированная система оценки качества зерна мягкой пшеницы по этапам селекционного процесса.
Практическая значимость и реализация результатов исследований
Использование в селекции модифицированной системы оценки качества зерна с информативными морфологическими признаками и твердозерностью обеспечит объективное выявление ценных источников, в том числе по мукомольным свойствам и повысит эффективность отборов на качество зерна мягкой пшеницы.
Предложенные методические подходы в оценке качества зерна селекционного материала и выделенные по хозяйственно-ценным признакам образцы мягкой яровой пшеницы, используются в работе лабораторий селекции Сиб-НИИСХа и ОмГАУ (приложения Н, П).
Апробация работы. Основные положения диссертации были доложены и обсуждены на научной конференции молодых ученых, посвященной 30-летию селекцентра Сибирского научно-исследовательского института сельского хозяйства (Омск, 2000); на международной научно-производственной конференции «Проблемы стабилизации и развития сельского хозяйства Казахстана, Сибири и Монголии» (Новосибирск, 2000); на седьмой научной конференции профессорско-преподавательского состава и аспирантов Омского государственного аграрного университета (Омск, 2001); на региональной научной конференции молодых ученых аграрных вузов Сибирского федерального округа «Аграрная наука России в новом тысячелетии» (Омск, 2003); на межрегиональной конференции молодых ученых «Молодые ученые Си 8 бирского региона — аграрной науке», посвященной 50-летию освоения целинных и залежных земель (Омск, 2004), а также опубликованы в восьми научных работах, общим объемом 1,2 п.л.
Автор выражает искреннюю благодарность научному руководителю, кандидату сельскохозяйственных наук, доценту В.М. Распутину, доктору сельскохозяйственных наук, заведующему лабораторией качества зерна СибНИИСХа Ю.В. Колмакову за методическое руководство, сотрудникам лаборатории качества зерна СибНИИСХ и сотрудникам кафедры кормопроизводства, технологии хранения и переработки продукции растениеводства Омского государственного аграрного университета за помощь в проведении исследований.
Условия проведения опытов
В исследованиях изучали образцы яровой мягкой пшеницы, высеваемые на малом и большом опытных полях Омского государственного аграрного университета (ОмГАУ), расположенного на правом берегу р. Иртыш в зоне южной лесостепи Омской области и на опытных полях Сибирского научно-исследовательского института сельского хозяйства (СибНИИСХ).
Почва малого опытного участка ОмГАУ — лугово-черноземная маломощная малогумусная среднесуглинистая. Содержание физической глины -менее 45%, мощность однородно окрашенного гумусового слоя - до 30 см. В пахотном слое содержится 3,7% гумуса, его количество с глубиной значительно уменьшается, что характерно для черноземных и лугово-черноземных почв Западной Сибири. В составе гумуса преобладают гуминовые кислоты, они высо-кополимеризованы и на 80-90% связаны с кальцием. По данным Мищенко Л.Н., Прудниковой В.М. (1986), почва обеспечена валовым азотом (0,24%) но подвижного (минерального) - недостаточно, особенно в холодные весны. В составе поглощенных оснований преобладают кальций - 78,3% и магний - 21,6%, присутствует и натрий - 0,05%. Повышенное содержание магния ухудшает физические свойства почвы, увеличивая ее плотность, которая составляет 1,29—1,40 r/cMJ
(Л.Н. Мищенко, 1991). рН солевой вытяжки пахотного горизонта близка к нейтральной, глубже - слабощелочной. По структурному составу почва хорошо агрегирована, в составе фракций преобладают частицы размером 0,25—0,05 и менее 0,01 мм. Уровень грунтовых вод -2,5 м. Описанная почва является типичной для южной лесостепи Западной Сибири и, несмотря на ряд недостатков, является потенциально плодородной и обладает высокими возможностями для выращивания на ней с.-х. культур (Я.Р. Рейнгард, 2002).
Почва большого опытного поля ОмГАУ представлена черноземом обыкновенным среднемощным среднегумусным (Л.Н.Мищенко, 1991), а почва опытного поля СибНИИСХа - черноземом слабовыщелоченным среднегумусным среднемощным тяжелосуглинистым (Л.Н. Мищенко, В.М. Прудникова, 1986). Погодные условия в годы исследований (1999-2001) были различными, но достаточно типичными для климата южной лесостепи Омской области І (приложение Б). Вегетационный период 1999 г. в целом был благоприятным для роста и развития яровой пшеницы, формирования качественного зерна.;В мае преобладала неустойчивая погода от снегопадов и метелей в первой дека зо де до жарких суховейных дней в конце месяца. Наблюдались резкие перепады температур в ночное и дневное время суток. Июнь был прохладным, особенно вторая декада месяца. В течение первых двух декад выпали обильные осадки, затем дожди прекратились, и повысилась температура. В июле отмечалась жаркая, с недобором осадков погода. Небольшое снижение температуры и дожди второй десятидневки месяца способствовали формированию урожая. В августе преобладала прохладная погода, с недобором осадков.
Обилие осадков - 65-105 мм (это 2-А нормы)- третьей декады мая и жаркая погода июня и июля способствовали формированию высококачественного зерна на фоне средней урожайности в 2000 г. Для южной лесостепи характерно выпадение июльского максимума осадков, этот год был исключением. Умеренный температурный фон первой декады июня и оптимальное увлажнение почвы благоприятствовали листообразованию и укоренению зерновых. Июньско-июльская засуха (за два месяца выпало только 33 мм осадков — 30% от нормы) перешла в августовскую, что привело к снижению урожая раннеспелых сортов. Обильные дожди конца первой декады августа способст вовали наливу зерна позднеспелых сортов. Лимитирующим фактором в условиях 2001 г. для роста и развития яровой пшеницы было тепло. Июнь и июль характеризовались прохладной дождливой погодой (в июне выпало осадков 26 мм - 186% от нормы, а в июле - 119% от средних многолетних данных). В июне отклонение температуры воздуха от средних многолетних значений составило - 0,6 С. Среднемесячная температура воздуха в июле была на 2,0-2,5 С ниже обычных значений, такая холодная погода в июле отмечается один раз в восемь лет. Напротив, в мае стояла жаркая и сухая погода, наблюдалось иссушение почвы, ее поверхность нагревалась до 50-60 С. Такой аномальный май зарегистрирован впервые с 1887 г. Август был теплым, среднемесячная температура воздуха на 1,0-1,5 С выше обычных значений, с недобором осадков, что благоприятствовало нали ву и созреванию зерна. Условия этого года позволили получить высокие уро жаи зерновых. Таким образом, погодные условия 1999—2001 гг. были различны по тепло- и влагообеспеченности, что способствовало проявлению особенностей исследуемых образцов пшеницы и позволило более полно оценить влияние генотипа и метеорологических факторов на урожайность и качество зерна. 2.3 Объект и методика исследований Объектом исследований для получения, экспериментальных данных и решения поставленных задач по теме были образцы мягкой яровой пшеницы: а) новые реестровые и селекционные сорта селекции ОмГАУ и СибНИИСХа; б) коллекционный материал ВИР; в) селекционные номера из следующих поле вых опытов: 1. Из мелкоделяночного опыта, условно обозначаемого далее (МО), закладываемого в течение 3 лет (1999-2001 гг.) на малом опытном поле ОмГАУ. Посев семян 13 сортов пшеницы местной селекции, 3 перспективных селекционных номеров и 7 номеров коллекции ВИР, при норме высева - 80 зерен на погонный метр, проводили вручную по пару 17-20 мая. Общая площадь делянки - 1 м , число рядков — 7, расстояние между рядками — 15 см, между делянками — 30 см. Повторность 4- кратная, расположение делянок рендомезированное.
Морфологические особенности зерна и их связь с урожайностью
Морфологические особенности зерновки пшеницы, по мнению Ко-зинец Т.Е. (1956), подобно морфологическим особенностям растений в селекции на урожайность, могут служить ориентирами для селекционеров при создании новых сортов пшеницы с улучшенными технологическими качествами зерна. Исследование различий в морфологическом строении зерна сортов пшеницы может выяснить причины затрудненной или легкой вымалывае-мости эндосперма, большего или меньшего выхода муки и отрубей.
Австралийские ученые из Центра изучения пшениц в Сиднее Marshall D.R. и др. (1986) выделили две группы факторов, играющих роль в определении различий зерна по выходу муки:
1) определяющие пропорцию (долю) эндосперма в зерне: размер и форма зерновки, величина зародыша, толщина и плотность оболочек;
2) определяющие трудность или легкость отделения эндосперма от оболочек: показатели твердозерности зерна, глубина и ширина бороздки зерновки и толщина стенок клеток субалейронового слоя.
Из показателей, входящих в первую группу, нами изучались линейные размеры зерна и эндосперма (приложение А, рисунок АЛ), результаты исследований показали, что изучаемый материал в трех выборках незначительно дифференцирован по этим показателям. Так, по средним за три года данным, среди образцов КСИ (приложение Ж, таблица Ж.1) достоверное отличие по длине зерновки отмечалось лишь у сорта Омская 29 (6,47 мм), у остальных этот показатель был на уровне среднего значения (6,10 мм). Сорт Голубковская выделялся достоверно меньшей шириной зерновки (3,07 мм), а сорт Росинка 2 - наибольшей толщиной зерновки (3,06 мм) при среднем значении показателей по выборке 3,29 мм и 2,90 мм соответственно.
Ширина и толщина зерна у изучаемых образцов СП были в пределах среднего значения по выборке (3,48 и 2,98 мм соответственно), лишь селекционный номер 159/97-4 выделялся по длине зерновки (6,48 мм) при среднем значении показателя 6,23 мм (приложение Ж, таблица Ж.2). Разнообразие изучаемых образцов МО (коллекционный материал ВИР и перспективный материал селекции СибНИИСХа) обусловили наибольшую их дифференциацию по линейным размерам зерна. Как видно из таблицы 6, удлиненной зерновкой выделялись: номер из Мексики К-62055 (6,62 мм), сорт Ом-ская 29!(6;53 мм), номер из Казахстана-К-62208 (6,51 мм), сорт Диас 2 (6,50 мм) и номер из Саратовской области К-62228 (6,48 мм); укороченной зерновкой (существенно ниже среднего значения показателя по выборке 6,24 мм) - номер из Югославии К-60991 (6,04 мм), номер из Швеции К-61517 (6,03 мм), сорт Терция (5,94 мм) и номер- из Саратовской области К-62218 (5,83 мм). Значения длин зерновок номеров: К- 62055 — 6,62 мм и К-62218 — 5,83 мм, входящих в группу среднеспелых образцов,- представляли крайние формы в ряду варьирования-этого- признака по выборке. Наименьшее его варьирование отмечено в группе средне-ранних образцов (6;11-6,20 мм), в группе среднепоздних длина зерна изменялась от 6,04 мм (К-60991) до 6,36 мм (Омская 24).
В годы исследований длина зерна изучаемых образцов МО, изменялась от 6,33 мм в 1999 г. (в среднем по выборке) до 6,12 мм в 2001 г., у образцов КСИ - от 6,15 мм в 2001 г. до 6,04 в 1999 г. (приложение Ж, таблицы Ж.З, Ж.4). Наибольшей стабильностью показателя в обеих выборках отличался сорт Омская 29. Варьирование признака в пределах 0,1-0,3 мм, по годам отмечено у сортов МО: Памяти Азиева, Росинка 2, Омская 24, Омская 28, Эритрос-пермум 59, Голубковская, у перспективных селекционных номеров: Лютес-ценс 2050-2, Лютесценс 2093-36, Лготесценс 2165-6 и коллекционных номеров: К-61517, К-62208, К-62055. Меняющимся более чем на 0,3-0,4 мм значением длины зерновки по годам характеризовались: Нива 2, К-62546, К-62218, К-62228, К-60991. Как показал расчет коэффициента детерминации, изменчивость длины зерна на 56,5% обусловлена сортовыми отличиями, на 10,2% — условиями года и на 17,8% - взаимодействием двух факторов (сорт и условия года).
В миллиметрах
Сорт, номер Длина(L) Ширина (CD) Толщина (АВ) Величина эндосперма (ВЬ)
За годы исследований достоверное отклонение показателя ширины зерна (таблица 6) от среднего значения по выборке (3,37 мм) в сторону максимального выражения признака установлено у номеров: Лютесценс 2093-36 (3,53 мм), К-62208 (3,52 мм), К-62546 и Лютесценс 2165-6 (3,51 мм), Лютее 61 цене 2050-2 (3,50 мм) и К-62218 (3,49 мм). Ниже среднего значения ширина зерна отмечалась у номера из Швеции К-61517 (3,25 мм), номера из Югославии К-60991 (3,24 мм) и у сортов Эритроспермум 59 и Голубковская (3,22 мм). В условиях 2001 г. в среднем по выборке отмечено существенное увеличение ширины зерна в сравнении с 2000 г. на 0,14 мм, с 1999 г. - на 0,16 мм. У образцов пшеницы КСИ и СП наиболее широкое зерно также формировалось в условиях достаточного увлажнения 2001 г. (приложение Ж, таблицы Ж.З, Ж.4, Ж.5). Разница между показателями ширины зерна в 1999 и 2001 гг. у образцов КСИ составила 0,34 мм (по средним данным). Коэффициент детерминации, для фактора «год», равный 24,0%, подтверждает значительное влияние условий формирования зерновки на ее ширину; для- фактора «сорт» он составил 44,0%, для взаимного влияния факторов- 13,0%. Образцы пшеницы МО по толщине зерна также отличались большим разнообразием. Так, за годы исследований максимальное ее значение отмечалось у коллекционного номера из Китая К-62546 (3,27 мм в среднем). Наиболее выполненное зерно было получено у данного номера в 2000 г. - 3,35 мм, в условиях 1999 г. он сформировал зерно по толщине равное 3,20 мм, что достоверно выше среднего значения показателя по выборке (2,92 мм), но ниже, чем в 2000 и 2001 гг. (приложение Ж, таблица Ж.З). Зерно еще одного номера из коллекции ВИР - К-62228 - характеризовалось высоким значением толщины зерновки в 1999 г. - 3,07 и в 2000 г. - 3,10 мм. Хорошо выполненным зерном в среднем за годы исследований и по годам характеризовались: Лютесценс 2165-6, Лютесценс 2050-2, Росинка 2 и Эритроспермум 59 (таблица 6); сорт Нива 2 в 1999 г. (3,01 мм), сорт Росинка 2 в условиях 1999 г. и 2000 г. (3,01 и 3,14 мм), Лютесценс 2050-2 и сорт Омская 24 в 2000 г. (ЗД5 мм и 3,10 мм соответственно), номер К-62546 -3,29 мм и представители среднедоздией группы: Лютесценс 2165-6 и Эритроспермум 59 - 3,14 мм в условиях 2001 г. (приложение Ж, таблица Ж.З). Зерно с меньшей толщиной (существенно ниже среднего значения показателя по выборке в отдельные годы и в среднем за три года исследований) было получено: у но 62 мера из Мексики К-62055 - 2,89 мм, сорта Голубковская и номера К-60991 2,86 мм, номера из Швеции К-61517 — 2,84 мм и сорта Терция - 2,83 мм.
Толщина зерна в среднем по годам в пределах выборки изменялась не ф значительно от 2,92 до 3,00 мм, но в 1999 г. значение показателя была досто верно ниже, чем в 2000 и 2001 гг. Незначительное варьирование признака по годам отмечалось и у образцов КСИ и СП. Коэффициент детерминации показал, что 61% изменчивости данного признака обусловлен сортовыми особенностями, 11% - условиями года и 17%- взаимным влиянием факторов. Величина эндосперма в зерновках образцов МО в среднем за годы иссле дований варьировала от 1,07 до 1,34 мм (таблица 6), пределы такой изменчиво сти показателя отмечались и у образцов пшеницы КСИ (1,05-1,34 мм), меньшей (от 1,09 до 1,28 мм) величина эндосперма была в.зерне образцов СП! (прило ф жение Ж, таблицы Ж. 1, Ж.2). Наибольшая дифференциация по данному показателю вновь отмеча лась у образцов МО. Достоверное отклонение величины эндосперма от сред него значения по выборке (1,20 мм) в сторону увеличения наблюдалось: у сорта Соната и номера К-62228 (1,34 мм), у сорта Эритроспермум 59 и пер спективного селекционного номера Лютесценс 2050-2 (1,30 мм), у коллекци Ф онных номеров К-62218 (1,28 мм) и К-62546 (1,26 мм), а также у номеров Лютесценс 12-96 и Лютесценс 2165-6 (1,25 мм). В отдельные годы превышение по данному признаку показывали номера: К-62055 (1,33 мм) в 1999т., К-62208 (1,31 мм) и К-60991 (1,30 мм) в 2000 г. (приложение Ж, таблица Ж.8). Досто верно ниже среднего значения величина эндосперма была отмечена у сортов: Нива 2 и Диас 2 (1,14 мм), Чернява 13 (1,13 мм), Памяти Азиева и Омская 29 (1,12 мм), Терция (1,11 мм), Омская 24 (1,10 мм) и Голубковская (1,07 мм). По следние два сорта во все годы исследований формировали зерно с низким значе нием данного показателя (приложение Ж, таблица Ж.8).
Седиментация, качество клейковины в кислоте (ККК)
Из большинства признаков качества, определяемых микроанализами, наибольшей точностью характеризуются седиментационныш анализ:и анализ определения качества клейковины в кислоте, позволяющие на ранних этапах селекции с большой достоверностью судить о силе муки и выявлять формы с высокими физическими свойствами теста (Л.А. Зелова, 1981; Ю.В. Колмаков, 1984,2004).
По оценке ВИР мягкие пшеницы с величиной набухания клейковинных белков в слабых растворах кислот (показатель седиментаци) 31—50 мл (Н.С. Беркутова, И.А. Швецова, 1984), как большинство изучаемых нами образцов пшеницы в среднем за годы исследований, формируют клейковину среднего качества. По более дифференцированной шкале ВНИИЗ невысоким качеством клейковины (показатель седиментации 21-39 мл), при среднем или высоком содержании белка в наших исследованиях характеризовались в МО (таблица 14): образцы из Мексики К-6205 5 (29 мл), из Югославии К-60991 (30 мл), сорт Соната (32 мл); в КСИ (таблица 15): сорт Чернява 13 (33 мл); в СП (таблица 16): номера 242/97-6 (34 мл), 281/97-1 (34 мл). Эта оценка по образцам МО и КСИ тесно соотносится с оценкой качества клейковины на приборе ИДК-1. Согласно рекомендации ВНИИЗ, данные образцы можно использовать на различные цели, в т.ч. и как компонент в смеси с сильными пшеницами. Клейковиной хорошего качества (седиментация 40-59 мл) и возможностью использования в хлебопечении отличались: К-61517 из Швеции (50), Лготесценс 12-96 (44), Омская 28 (43), К-62218 из Саратовской области (43). Омская 24 (42), Росинка 2 (42) - из МО; Росинка 2 (47), Лютесценс 12-96 (47), Эритроспермум 59 (43) - из КСИ; селекционный номер 264/97-8 (41) - СП.
Показатель седиментации тесно коррелирует с оценкой муки на фари-нографе и альвеографе и объемом хлеба, в наших исследованиях связь этих показателей была максимальной в условиях 1999 и 2000 гг. в выборке КСИ, Однако в исследованиях Зеловой Л. А. (1981) на зерне яровой пшеницы и Шатилова Л.Г. (2001) на зерне озимой пшеницы было установлено, что метод седиментации ненадежен для выявления высококачественных форм пшениц из числа хороших и средних по качеству. Применение только этого метода может привести к потере самых сильных линий и гибридов.
Параллельно с седиментационным анализом, Зелова Л.А. (1981) рекомендует силу муки на ранних этапах селекции определять по качеству клейковины в кислоте (ККК). Необходимость параллельного проведения двух анализов автор объясняет тем, что в условиях пониженных температур и повышенного количества осадков анализ ККК недостаточно чувствителен для четкой дифференциации материала на несколько групп качества, эффективность же метода седиментации в данных условиях возрастает. Напротив, Бе-бякин В.М.и Мартынов СП. (1983) отмечает, что седиментационный анализ наиболее информативен в засушливые годы.
В наших исследованиях максимальная дифференциация образцов по показателю седиментации была отмечена во влажный 2001 г. У образцов МО при среднем значении показателя 42 мл, размах колебания признака составил 31 мл при его изменчивости от 25 мл (К-62055) до 56 мл (К-61517). У образцов пшеницы КСИ и СП показатель седиментации незначительно изменялся по годам, однако наибольший размах колебания признака 20 и 13 мл соответственно был также отмечен в 2001 г. (приложение И, таблицы И.6, И.7, И.8).
По показателю ККК наибольшая дифференциация образцов пшеницы КСИ и СП проявлялась в условиях 2000 г. В МО размах колебания признака в 1,6 балла был отмечен в 2000 и 2001 гг. В среднем за три года (таблица 14) наивысшим баллом по данному показателю отличался номер Лютесценс 2050-2 (4,6), имевший в условиях 2001 г. оценку в 5 баллов, что характеризует его как наиболее высококачественный по силе муки и хлебопекарным свойствам. Другой перспективный селекционный номер Лютесценс 2096-36 также в 2001 г. отличался высоким значением ККК (4,7 балла).
Другие образцы МО; а также КСИ (таблица 15) по показателю ККК были оценены в 3,5-4,0 балла, что характеризует их как имеющие среднюю силу муки и удовлетворительную оценку по хлебу. Посредственными хлебопекарными свойствами, что соответствует оценке в 3 балла, характеризовались уже отмеченные ранее номера К-60991, К-62055 и сорт Соната. Большинство образцов СИ по качеству клейковины в кислоте были оценены выше 4,0 баллов (таблица 16)t
Подводя итог изучению1 микрометодами ряда технологических свойств образцов яровой мягкой пшеницы МО; можно отметить, что в среднем за три года исследований они формировали, как правило, средненатурное (более 750 г/л), крупное зерно по показателю массы 1000 зерен, отвечающее требованиям сильных пшениц (35-38 г), кроме сортов Терция, Омская 28 и Голуб-ковская, атаюке номеров К-61517 из Швеции и К-60991 из Югославии.
В сложившихся условиях лет исследования только три сорта по стек л о-видности зерна отвечали требованиям классификационных норм и стандарта на сильную пшеницу (более 60%): Терция, Омская 24 и Омская 28. Высокий генетический потенциал стекловидное можно отметить у перспективных селекционных номеров: Лютесценс 2050-2, Лютесценс 2093-36, сортов Росинка 2, Соната, Эритроспермум 59 и Голубковская.
Все образцы характеризовались высоким содержанием белка и клейковины, особо следует отметить коллекционные номера: К-62055 из Мексики, К-62218 из Саратовской области и К-61517 из Швеции. Однако в соответствии с классификационными нормами и стандартом на сильную пшеницу клейковина хорошего качества отмечалась лишь у перспективных селекционных номеров: Лютесценс 2050-2, Лютесценс 2093-36 и сортов Росинка 2, Нива 2, Омская 24. Эти образцы, по результатам комплексной оценки, можно выделить как формы с более высоким потенциалом формирования показателей качества по ГОСТ 9353-90.
Анализ структурно-механических свойств показал, что изучаемые образцы пшеницы относятся к группе твердозерных и среднетвердозерньтх форм. Номер из Мексики К-62055, выделяющийся на фоне всех образцов низкой стекловидностью, высоким содержанием белка, клейковины второй группы качества и мягкозерностью может быть использован в селекции сортов кондитерского назначения.
Как правило, более твердозерные образцы характеризовались повышенным общим выходом муки (75% и более), что позволило за годы исследований выделить ряд форм с лучшими мукомольными свойствами зерна: Терция, Памяти Азиева, Нива 2, Соната, Омская 24, Омская 28, Эритрослер-мум 59 и селекционные номера 159/97-4, 49/97-9.
Биоэнергетическая и экономическая оценки возделывания новых сортов мягкой пшеницы
Оценка возделывания с.-х. культур на протяжении многих лет базировалась в основном только на экономических показателях (себестоимость продукции, чистый доход, рентабельность производства и др.). В последние годы (наряду с традиционной экономической У распространение получила энергетическая оценка возделывания, которая-заключается в соотношении количества накопленной энергии всей продукции растения с затратами на ее выращивание (Л.Г. Шатилов,. 2001). Энергетический подход позволяет определить степень окупаемости энергетических затрат (энергопотребление) энергией, накопленной В:урожае (энергопроизводство),, что особенно актуально вследствие интенсификации с.-х. производства, сопровождающейся увеличением затрат невозобнов-ляемой энергии и необходимостьюj внедрения ресурсосберегающих технологий возделывания с-х. культур (А. А. Созинов, Г985; Биоэнергетическая ..., 1993).
Оценка эффективности использования зерна пшеницы как сырья для производства муки определяется выходом продукции с учетом рассчитанных скидок, дифференцированных по-фактическому качеству зерна.
Руководствуясь рекомендациями РАСХН (Биоэнергетическая ..., 1993) и методическими указаниями Ермохина Ю.И. и Неклюдов А.Ф. (1994), с помощью расчета выхода валовой энергии с одного гектара и перевода в нее всех технологических затрат, мы оценили биоэнергетическую эффективность возделывания новых сортов яровой мягкой пшеницы. Затраты совокупной энергии включали: постоянные затраты на агротехнические мероприятия по возделыванию культуры и дополнительные - на семена, уборку и доработку урожая.
В наших исследованиях (в среднем за три года) у сортов с урожайностью 2,85 —4,05 т/га максимальный выход валовой энергии с гектара соста 148 вил 46,5-66,1 ГДж. Энергетические затраты, связанные с уборкой дополнительного урожая, возрастали с 15,1 до 17,1 ГДж. Окупаемость затрат сбором энергии в зерне в этом случае составляла 3,1—3,8 на каждую затраченную энергетическую единицу (таблица 25). Снижение эффективности возделывания пшеницы отмечалось у менее урожайных сортов (Диас 2, Росинка 2, Лютесценс 12-96, Терция). Затраты совокупной энергии у них составляли 16,0 ГДж/га и ниже, приращение энергии —31,4439$ ГДж / га, а энергетический коэффициент равнялся З Д—3,5.
Результаты энергетической оценки эффективности возделывания-новых сортов пшеницы были подтверждены экономической оценкой, однако на расчеты последней заметное влияние оказывала не только урожайность, но и качество зерна, оцениваемое по действующему в России ГОСТу 9353-90; и правила реализации зерна сортов, внесенных или не внесенных в список сильных ищенных пшениц.
По качеству зернаь изучаемые намихорта были отнесены ко 2 классу (Омская 24), 3 классу (Памяти Азиева, Омская 29, Росинка 2, Терция, Нива 2,Омская 28 и Эритроспермум 59)І и 4 классу (Чернява 13, Лютесценс 12-96, Диас 2, Соната, Го-лубковская). Средняя за 1999-2001 гг. цена 1 т зерна 2 класса составляла 3043 руб., 3 класса - 2833 руб. и 4 класса - 2400 руб. Чистый доход при этом варьировал от 3859 до 7349 рубУга, а рентабельность - от 115 до 197% (приложение М).
Полученные данные по энергетической и экономической оценке возделывания новых сортов мягкой пшеницы, отличающихся: по урожайности и качеству зерна, позволяют дифференцировать и выделить как наиболее эффективные для возделывания в условиях южной лесостепи Западной Сибири следующие: средне-ранний сорт Памяти Азиева; среднеспелые сорта: Омская 29, Росинка 2 и Нива 2; среднепоздние: Омская 24, Омская 28 и Эритроспермум 59.
Основное назначение товарного зерна мягкой яровой пшеницы - использование для производства муки на мукомольных предприятиях. Из целого ряда мукомольных свойств зерна, результаты изучения которых приведены в разделе 5.1, комплексным показателем является выход муки. Оценку эффективности использования для переработки зерна изучаемых сортов проводили, рас-считывая выхода основной продукции размола, с учетом средних показателей качества зерна (таблицы 9; 12). В основу расчетов положена технологическая, схема односортного помола с 75%-ным базисным выходом муки.
По каждому показателю качества, при наличии отклонений от базисных кондиций, на основании «Правила ..., 1991» производятся скидки: по натуре (775 г/л) и стекловидности (50%) в размере 0,05% за каждый 1 г/л или 1%; по зольности зерна за каждые 0,01 % превышения базиса1 (1,85%) применяется коэффициент 0,18% снижения-выхода. В качестве наглядного примера приведем расчет величины скидок от базисного выхода муки по средним характеристикам качества зерна:
Натура 775 - 755 = 20 х 0,05 = -1,00 %
текловидность 50-40 = 10 х 0,05 =- 0,50%
Зольность 2,10- 1,85 = 25 х ОД 8 = - 4,50%
Суммарная скидка с выхода муки - 6,00%
В наших исследованиях (1999-2001 гг.) отклонения показателей качества зерна от базисных мукомольных кондиций отмечены только по натуре. Скорректированный с учетом этого выход муки изучаемых сортов положен в основу определения итоговой эффективности их использования для производства муки (таблица 26).
При средней цене за 1 кг муки первого сорта в 1999-2001 гг. равной 5,1 рубУкг, сложившейся себестоимости переработки зерна на АО «Мельница» и себестоимости производства зерна новых сортов (таблица 24), рентабельность производства муки составляла от 105,7 до 120,6% (таблица 26).
Повышенной рентабельностью, при переработке зерна в хлебопекарную муку отличались сорта пшеницы с урожайностью не ниже 4,0 т/га и фактическим общим выходом муки на уровне и выше 74,0%.
Данный-расчет по совокупной оценке урожайности зерна ж выхода из него муки 1-го сорта позволяет сделать вывод о том, что для переработки наиболее эффективно использовать сорта: Омская 28, Эритроспермум 59, Омская 24, Терция, Памяти Азиева.
Сопоставляя данные эффективности традиционной экономической оценки возделывания (приложение М) и оценки использования для переработки в муку (таблица 25) зерна образцов яровой мягкой пшеницы КСИ, видно, что рентабельность возрастает от ранних сортов к средиепоздним - 132,7-170,0 и 109,3-118,6% соответственно, что согласуется с установленной ранее данной закономерностью в условиях Западной Сибири (Б.С. Кошелев, 2004). Биоэнергетическая оценка (таблица 24), также показывает увеличение энергетического коэффициента от среднеранних и среднеспелых сортов к среднепоздним (3,6-3,8). Данные закономерности обусловлены главным образом большей урожайностью среднепоздних сортов.
