Качественные показатели зерна тритикале яровой в

УДК [633.112.9 (321): 581.4]: 631.531.04
А. А. РОЖКОВ, В. К. ПУЗИК
КАЧЕСТВЕННЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ ЗЕРНА ТРИТИКАЛЕ ЯРОВОЙ В
ЗАВИСИМОСТИ ОТ ПРОВЕДЕНИЯ ПОДКОРМОК ПОСЕВОВ МОЧЕВИНОЙ И
МИКРОУДОБРЕНИЯМИ
(Поступила в редакцию 17.12.13)
Представлены результаты шестилетних исследований
We have presented results of six-year research into the
влияния различных вариантов подкормок посевов тритикале
influence of different variants of additional feeding of spring
яровой на вариабельность качественных показателей зерна.
triticale crops on variability of qualitative indicators of grain.
Общей закономерностью было увеличение содержания белка и
General regularity was increased content of protein and its
его выхода с единицы площади при проведении внекорневых
output per unit of area with non-root additional feeding of
подкормок растений. Установлена высокая эффективность
plants. We have established high efficiency of complex
комплексного применения мочевины дозой 30 кг/га
application of urea in the amount of 30 kg/ha simultaneously
одновременно с комплексным микроудобрением кристалон
with complex micro-fertilizer ‘Kristalon special’, which leads to
специальный на увеличение содержания белка в зерне и его
increased content of protein in grain and its output per unit of
выход с единицы площади посева. В данном варианте также
crop area. In this variant we have also established significant
отмечено существенное увеличение выхода клейковины
increase in the output of gluten due to increased content of
вследствие увеличения содержания белка в зерне и увеличения
protein in grain and increased share of fractions of spare
доли фракций запасных белков проламинов и глютенинов в
proteins prolamins and glutenins in their general mass.
общей их массе.
Введение
Увеличение производства высококачественного зерна было и остается ключевым заданием
для агропромышленного комплекса Украины, в решении которого важная роль принадлежит
зерновым культурам, в частности тритикале яровой, которая в Восточной Лесостепи
способна в короткий срок формировать высокопродуктивный посев, по уровню
продуктивности он способен конкурировать с пшеницей озимой.
Анализ источников
Качество зерна характеризуется сложным комплексом физико-биологических и химикотехнологических свойств, сведенных в систему определенных показателей. Это понятие
можно определить как взаимосвязь унаследованных свойств организма растения с
комплексом эндогенных факторов в процессе формирования, дозревания, уборки, хранения и
переработки зерна [1].
Качество зерна в первую очередь зависит от почвенно-климатических условий и
биологических особенностей сорта [2, 3, 4]. В то же время, как отмечают многие
исследователи, на качество зерна можно влиять целым рядом агротехнических мероприятий,
в первую очередь режимом питания, уровнем ценотического напряжения в посевах, сроками
посева и т. д., которые в определенной мере дают возможность регулировать в посевах
условия освещенности посевов, температурный режим, процессы их роста и развития [5, 6,
7]. Следует отметить, что эндогенные факторы находятся в сложном комплексном
взаимодействии и довольно сложно определить, где начинается влияние одного и
заканчивается последействие другого.
После создания новой зерновой культуры – тритикале, начались исследования
технологических, физических и биохимических особенностей свойств зерна этой культуры.
Несмотря на возможность изготовления хлебобулочных изделий из муки тритикале, ее в
основном предлагали применять для фуражных целей. После выведения сортов тритикале
яровой ситуация кардинально изменилась: были получены формы, которые по физическим
показателям и качественным характеристикам зерна приближались к сильным пшеницам, что
дает возможность эффективно использовать ее как основную зерновую культуру [8, 9, 10, 11].
Содержание белка в зерне − один из наиболее качественных показателей, который
является генетически обусловленным и может существенно изменяться от влияния
экологических факторов. По мнению ученых, амплитуда колебания содержания белка в зерне
в зависимости от влияния факторов, которые не поддаются регулированию (солнечная
энергия, осадки, влажность воздуха, температура), достигает 11%, а тех, которые
регулируются (агротехника), − 8 % [12, 13]. Содержание белка в зерне − довольно
полиморфный показатель, который в рамках установленных границ определяется комплексом
эндогенных и экзогенных факторов. По мнению ряда авторов [14, 15, 16, 17], в зерне
тритикале белка содержится больше, чем в остальных хлебных злаках и может варьировать
от 10 до 28 %. Кроме того, следует также отметить, что в зерне тритикале содержится больше
белка, чем в зерне пшеницы и она характеризуется более высоким содержанием
незаменимых аминокислот и является более ценной в продовольственном отношении [18].
Среди специальных агромероприятий, направленных на улучшение качества зерна, одно из
лучших – проведение азотных подкормок [19]. Существенным резервом повышения
урожайности и улучшения качества зерна яровых зерновых является применение
микроэлементов [20]. Микроэлементы – составные важнейших физиологически активных
веществ. Они увеличивают ферментативную активность растений, улучшают поглощение ими
питательных веществ, благоприятствуют усилению интенсивности фотосинтеза и
ассимиляционной деятельности всего растения. При применении микроэлементов растения
становятся более стойкими к неблагоприятным условиям окружающей среды, поражению
вредителями и болезнями. Все это позитивно влияет на уровень урожайности и
благоприятствует улучшению качества продукции.
Методы исследования
Цель проведенных исследований заключалась в определении влияния ценотического
напряжения в посевах и проведения внекорневых подкормок на формирование качественных
показателей зерна растений тритикале яровой сорта Коровай харьковский, который среди
сортов харьковской селекции характеризуется наиболее высоким потенциалом
продуктивности.
Опыты проводились на протяжении 2007–2012 гг. на опытном поле ХНАУ им. В. В.
Докучаева. Данный опыт проводился по общепринятой методике [21]. В опыте изучали 7
вариантов подкормок посевов в сравнении с контрольным вариантом: 1− контроль
(обработка посевов водой); 2 – кристалон; 3 – Nм20; 4 − Nм30; 5 − Nм40; 6 − Nм20 + кристалон; 7 −
Nм30 + кристалон;
8 − Nм40 + кристалон. Комплексное микроудобрение кристалон
специальный применяли в соответствии с рекомендованной дозой: 1,5 л/га. Район
проведения исследований характеризуется нестабильными условиями увлажнения.
Температурный режим периода вегетации по годам проведения исследований существенно
отличался от среднемноголетних показателей. Установленные превышения температурного
режима вносили значительные коррективы в ход роста и развития растений, формирование
их зерновой продуктивности. В то же время значительное расхождение по основным
метеорологическим показателям в течение вегетационных периодов исследований позволило
в большей степени определить влияние исследуемого фактора на формирование качества
зерна растений тритикале яровой.
Основная часть
В проведенном опыте все исследуемые варианты подкормок обеспечивали существенное
увеличение содержания белка в зерне растений тритикале яровой. Среди исследуемых
вариантов подкормок наименьшую прибавку содержания белка обеспечивал вариант с
внесением мочевины дозой 20 кг/га (табл. 1).
Та бл и ц а 1. Содержание белка в зерне, урожайность и выход белка с единицы площади растений тритикале
яровой в зависимости от проведения подкормок мочевиной и микроудобрениями (среднее за 2007–2012 гг.)
Вариант
контроль
кристалон
Nм20
Nм30
Nм40
Nм20 +
кристалон
Nм30 +
Содержание белка, %
показ прибавк ранговы
атель
а, %
е группы
13,57
−
•
13,86
2,1
••
13,82
1,8
••
13,97
2,9
•••
14,06
3,6
•••
Урожайность, т/га
показ прибавк ранговы
атель
а, %
е группы
2,79
−
•
2,85
2,2
••
2,86
2,5
••
2,91
4,3
•••
2,93
5,0
•••
показ
атель
0,378
0,395
0,395
0,407
0,412
13,98
3,0
•••
2,89
3,6
••
0,404
14,20
4,6
••••
2,96
6,1
••••
0,420
Выход белка, т/га
прибавк ранговы
а, %
е группы
−
•
4,5
••
4,5
••
7,7
•••
9,0
••••
6,9
•••
11,1
•••••
кристалон
Nм40 +
кристалон
Среднее
НІР05
14,26
5,1
••••
2,98
6,8
••••
0,425
13,96
0,09
2,9
−
−
−
2,90
0,03
3,9
−
−
−
0,405
0,008
12,4
•••••
7,1
−
−
−
Наибольшее содержание белка в зерне тритикале яровой отмечено в варианте
комплексного применения мочевины дозой 40 кг/га совместно с кристалоном. По сравнению
с контролем оно увеличивалось на 5,1%. Вместе с тем следует отметить, что содержание
белка в этом варианте на основании проведенного статистического анализа было на одном
уровне с вариантом, где доза мочевины составила 30 кг/га. Аналогичная закономерность
установлена также по показателям выхода белка с единицы площади.
В проведенном опыте постепенное увеличение дозы внесения мочевины приводило к
уменьшению прибавки содержания белка в зерне растений. Так если с увеличением дозы
мочевины с 20 до 30 кг/га, содержание белка в среднем за шесть лет исследований
возрастало на 1,1 %, то с увеличением дозы мочевины с 30 до 40 кг/га (на те же самые 10
кг/га) увеличение содержания белка составило лишь 0,7 %. Аналогичная закономерность
отмечена и при комплексном применении удобрений. Так если с увеличением дозы мочевины
с 20 до 30 кг/га в комплексе с кристалоном, белковость зерна увеличивалась на 1,6 %, то при
дальнейшем увеличении дозы удобрений (до 40 кг/га) белковость увеличивалась уже
несущественно – на 0,5 %. Содержание клейковины в зерне тритикале яровой в большей
мере зависело от влияния погодного фактора, нежели от проведения подкормок. Так,
содержание клейковины при проведении подкормок варьировало от 22,8 до 23,9 %, тогда как
в зависимости от погодных условий − от 21,9 до 24,4 % (табл. 2). По аналогии с белковостью
зерна при условии оптимизации погодных условий выход сырой клейковины из зерна
уменьшался.
Та бл и ц а 2 . Содержание белка и клейковины в зерне растений тритикале яровой в зависимости от проведения
внекорневых подкормок посевов мочевиной и микроудобрениями, %
Качественны
е показатели
содержание
белка, %
содержание
клейковины,
%
Варианты
подкормок*
контроль
кристалон
Nм20
Nм30
Nм40
Nм20+ кристалон
Nм30+ кристалон
Nм40+ кристалон
Среднее
НІР05
контроль
кристалон
Nм20
Nм30
Nм40
Nм20+ кристалон
Nм30+ кристалон
Nм40+ кристалон
Среднее
НІР05
2007
13,67
13,92
13,80
14,00
14,21
14,15
14,46
14,60
14,10
0,21
22,4
23,3
23,4
23,8
24,0
23,4
23,7
24,0
23,5
0,5
2008
12,77
13,15
13,02
13,14
13,18
13,11
13,28
13,39
13,13
0,23
21,3
21,8
21,9
21,9
22,0
21,9
22,1
22,1
21,9
0,4
Годы исследований
2009
2010
14,03
13,51
14,33
13,89
14,35
13,74
14,50
13,96
14,57
14,04
14,54
13,93
14,71
14,20
14,70
14,23
14,47
13,94
0,33
0,15
23,8
23,1
24,2
23,6
24,2
23,3
24,5
23,6
24,7
23,7
24,5
23,9
24,9
23,9
24,8
24,1
24,4
23,6
0,7
0,6
2011
13,80
13,97
14,03
14,12
14,24
14,08
14,29
14,36
14,11
0,14
23,3
23,7
23,7
23,9
24,3
24,1
24,6
24,6
24,0
0,5
2012
13,63
13,91
13,98
14,09
14,12
14,07
14,25
14,28
14,04
0,14
22,9
23,3
23,4
23,7
23,7
23,5
24,0
24,0
23,6
0,4
Среднее
13,57
13,86
13,82
13,97
14,06
13,98
14,20
14,26
13,96
0,09
22,8
23,3
23,3
23,6
23,7
23,6
23,9
23,9
23,5
0,2
По аналогии с показателями содержания белка содержание клейковины было наибольшим
в вариантах комплексных подкормок посевов микроудобрениями и мочевиной в расчете Nм30
и
Nм40 кг/га и составляло 23,9 % (рисунок). Наименьшая достоверная прибавка
содержания клейковины в сравнении с контролем была на вариантах
комплексного применения кристалона и мочевины (Nм20 кг/га) – 0,5 %. В
проведенном опыте комплексное применение мочевины (Nм20 кг/га) совместно с
кристалоном обеспечивало такой же выход сырой клейковины, что и в варианте,
где доза мочевины составляла 30 кг/га. В составе белков пшеницы преобладает
нерастворимая фракция, представленная проламинами и глютелинами, тогда
как зерно тритикале содержит больше растворимых биологически ценных
белков [1, 22]. Именно поэтому зерновки пшеницы имеют более высокое содержание
клейковины, которая представлена преимущественно запасными водонерастворимыми
белками. В соответствии с литературными данными [18], белок тритикале содержит больше
лейцина и фенилаланина в сравнении с белком пшеницы. Содержание лизина в зерне
тритикале также выше, поэтому белок этой культуры является более полноценным в
биологическом отношении, чем белок пшеницы, вследствие чего использование зерна
тритикале при производстве продуктов питания может в значительной степени повышать их
биологическую ценность.
Р и с . Содержание клейковины в зерне растений тритикале яровой в зависимости
от проведения внекорневых подкормок посевов мочевиной
и микроудобрениями (среднее за 2007–2012 гг.), %
В проведенных исследованиях фракционный состав белков зерна тритикале претерпевал
существенные изменения при проведении внекорневых подкормок. Общей закономерностью
было увеличение доли запасных белков – проламинов и глютенинов при проведении
внекорневых подкормок мочевиной и кристалоном (табл. 3).
Та бл и ц а 3. Фракционный состав белков зерна тритикале яровой, %
Годы
исследова
ний
2011
2012
Среднее
по
подкормк
ам
Середнее
по годам
Варианты
подкормок*
контроль
кристалон
Nм20
Nм30 + кристалон
контроль
кристалон
Nм20
Nм30 + кристалон
контроль
кристалон
Nм20
Nм30 + кристалон
2011
2012
Среднее
Фракции белков, %
альбумины,
глобулины
пролами
ны
глютени
ны
53,81
53,08
51,71
50,00
54,92
53,03
51,86
50,98
54,37
53,06
51,79
50,49
52,15
52,70
52,43
25,77
27,37
28,05
28,96
26,42
28,64
28,75
26,62
26,10
28,01
28,40
27,79
27,54
27,61
27,58
20,42
19,55
20,25
21,04
18,66
17,34
19,38
22,40
19,54
18,45
19,82
21,72
20,32
19,45
19,88
Соотношение
растворимых
белков к
нерастворимым
1,17
1,13
1,07
1,00
1,22
1,17
1,15
1,04
1,20
1,15
1,11
1,02
1,09
1,15
1,12
Соотношение
проламинов к
глютенинам
1,26
1,40
1,39
1,38
1,42
1,65
1,48
1,19
1,34
1,53
1,44
1,29
1,36
1,44
1,40
Эффект от внесения мочевины дозой 20 кг/га на изменение фракционного состава белков
тритикале был большим по сравнению с эффектом от внесения кристалона. Суммарное
содержание альбуминов и глобулинов в сравнении с контрольным вариантом на варианте с
применением кристалона уменьшилось на 1,31 %, тогда как на вариантах с проведением
подкормок мочевиной (Nм20 кг/га) – на 2,58 %. Доля проламинов при проведении
подкормок увеличивалась на всех вариантах, в то же время применение кристалона
уменьшало долю глютенинов в общей массе белка зерна растений тритикале яровой.
Наибольшим соотношение между проламинами и глютелинами было на вариантах, где
подкормку проводили кристалоном, вместе с тем увеличение соотношения между этими
фракциями белков объяснялось не увеличением доли проламинов в сравнении с вариантами,
где вносили мочевину (Nм20 кг/га) и кристалон совместно с мочевиной (Nм30 кг/га), а
уменьшением доли глютенинов в общей массе белков.
В целом комплексное внесение мочевины (Nм30 кг/га) совместно с кристалоном по
сравнению с контролем вызывало наибольшие изменения фракционного
состава белков тритикале яровой, особенно по фракции глютенинов. Доля
запасных белков в этом варианте была наибольшей, что в целом обеспечивало
формирование большего содержания сырой клейковины.
Заключение
Наиболее высокую эффективность на улучшение качественных показателей зерна
тритикале яровой обеспечивала комплексная подкормка посевов мочевиной дозой (Nм30
кг/га) совместно с микроудобрением кристалон специальный. Эффективность
проведения подкормок увеличивалась при условии оптимизации погодных
условий. Увеличение дозы мочевины до 40 кг/га не обеспечивало
существенного увеличения анализируемых показателей качества зерна.
Проведение комплексных подкормок обеспечивает существенное увеличение
клейковины, во-первых, за счет увеличения содержания белка в зерне, вовторых, за счет увеличения доли запасных фракций белков – проламинов и
глютенинов.
Л И Т Е РАТ У РА
1. Ка л е н с ь к а , С . М. Агроекологічні та біологічні основи інтенсифікації виробництва озимого жита та тритікале в
Лісостепу України: дис… доктора с.-г. наук: 06.01.09 / С. М. Каленська – Киев, 2001. – 398 с.
2. М и н е е в , В . Г. Агрохимические основы повышения качества зерна пшеницы / В. Г. Минеев, А. Н. Павлов. – М.,
1981. – 288 с.
3. Справочник по качеству зерна / Под ред. Г. Р. Жемелы. – Киев: Урожай, 1988. – 216 с.
4. То р и ко в , В . Е. Нормы и сроки посева зерновых / В. Е. Ториков // Зерновые культуры.− 1993. − №1. − С. 26 – 28.
5. Же м е л а Г. П . Добрива, урожай і якість зерна / Г. П. Жемела. – К.: Урожай, 1991. – 135 с.
6. Модели продукционного процесса сельскохозяйственных культур / Р. А. Полуэктов [и др.]. – Л., 2006. − С. 25–31.
7. С л уха й , С . И . Формирование белкового комплекса озимой пшеницы при недостаточной постоянной и переменной
влажности почвы / С. И. Слухай, О. П. Латашенко // Физиол. и биохим. культ. растений. – 1981. – Т. 13. − №5. – С. 463 – 470.
8. Борошно з зерна ярого тритикале / В. А. Лісничий [и др.] // Пропозиція. – 2001. − №4. – С. 28 – 32.
9. Л і с н и ч и й , В . А . Господарсько цінні та поживні властивості зернового ярого тритикале / В. А. Лісничий,
В. К. Рябчун, В. І. Шатохін // Наук. вісн. нац. аграр. ун-ту. – 2002.− С. 34 – 38.− Вип. 40.
1 0. Рябч ун , В . К . Хлебопекарное качество зерна новых линий ярових гексаплоидных тритикале / В. К. Рябчун,
В. И. Шатохин, И. А. Панченко // Тези міжнар. конф. «Наукові основи стабілізації виробництва продукції рослинництва» /
Інститут рослинництва ім. В. Я. Юр'єва. − Харьков, 1999. − С. 199–200.
11 . Щ и п а к Г. Нові сорти тритикале: морфологічні і технологічні особливості / Г. Щипак, І. Панченко, І. Доскоч //
Пропозиція. – 2003. – №1. – С. 50–52.
12. Оптимізація вирощування ярої пшениці в Лівобережному Лісостепу України: наук. видання Мін. АПК УААН, Голов.
упр. с.–г. і прод. Харківської ОДА, Центр наук. забезп. АПВ Харківської обл., ІР ім. В.Я. Юр’єва. – Х., 2003. – 24 с.
13. Технологія вирощування високоякісного зерна ярої пшениці в Лісостепу України: метод. рек. [за ред. канд. біол. наук.
В. Т. Колючого]. – Киев, 2006. – С. 32–33.
1 4. В а с и л ь е в , М . Тритикале − перспективная культура по фуражным и хлебопекарным качествам / М. Васильев //
Сельское хозяйство Молдовы. − 1991. − № 5. − С. 14–16.
1 5. П а н ч е н ко , В . В . Изучение и создание исходного материала яровой тритикале в Краснодарском крае: автореф.
дис. на соиск. учен. степени канд. с.-х. наук: спец. 06.01.05 / В. В. Панченко. – Краснодар, 2010. – 24 с.
16. Технология возделывания яровой тритикале: рекомендации / сост. С.И. Гриб [и др.]. − Жодино: науч.-практ. центр
НАН Беларуси по земледелию.− 2010. – 15 с.
1 7. Ф ед о р о в , А. К. Тритикале − ценная зернокормовая культура / А. К. Федоров // Кормопроизводство. − 1997. − №6. − С. 41.
1 8. С еч н я к , Л . К . Тритикале / Л. К. Сечняк, Ю. Г. Сулима. – М.: Колос, 1984. – 317 с.
1 9. Л а в р е н о в и ч , Д . И . Удобрение и качество растениеводческой продукции / Д. И. Лавренович. – Киев, 1985. – 134 с.
2 0. Ко н о ва л о в , Н. Н. Урожай и качество зерна яровой мягкой пшеницы в зависимости от обработки семян и
растений стимуляторами роста и микроудобрениями в условиях лесостепи ЦЧР: дис... канд. с.-х. наук: 06.01.09 / Н. Н.
Коновалов – Воронеж, 2009. – 155 с.
2 1. Д о с п е хо в , Б . А . Методика полевого опыта / Б. А. Доспехов – М.: Агропромиздат, 1985. – 351 с.
2 2. С о кол , Н. В . Теоретическое обоснование и разработка технологий хлеба функционального назначения: автореф.
дис. … доктора технологических наук: спец. 05.18.01 / Н. В. Сокол. – Краснодар, 2010. – 41 с.