- Сельское хозяйство, лесное хозяйство, рыбное хозяйство
Аннотация
АГРОНОМИЯ
УДК 633.111.1
БЕЛОК И КЛЕЙКОВИНА В ЗЕРНЕ МЯГКОЙ ПШЕНИЦЫ СОРТОВ СИБИРСКОЙ СЕЛЕКЦИИ В УСЛОВИЯХ СЕВЕРНОГО ЗАУРАЛЬЯ
М. К. Ахтариева, соискатель,
Р. И. Белкина, д-р с.-х. наук, профессор,
ФГБОУ ВО ГАУ Северного Зауралья,
ул. Республики, д. 7, г. Тюмень, Россия, 625003
Аннотация. В статье приведены результаты полученных данных за 2011-2013 годы исследований по показателям массовой доли сырой клейковины, качества клейковины и массовой доли белка в зерне мягкой яровой пшеницы сортов сибирской селекции в условиях Северного Зауралья. Исследования выполнены в лаборатории качества продукции растениеводства Агро-биотехнологического центра ФГБОУ ВО ГАУ Северного Зауралья. Проведены анализ и сравнение сортов мягкой яровой пшеницы по разным группам спелости и по годам исследования, установлены соответствия с требованиями государственных стандартов. Всего изучено 42 сорта яровой мягкой пшеницы, из которых 9 сортов относятся к группе раннеспелых и среднеранних сортов, 26 среднеспелых сортов и 7 среднепоздних сортов сибирской селекции. Приведены расчёты данных по варьированию показателей массовая доля сырой клейковины и массовая доля белка в зерне яровой пшеницы. Показаны графически средние значения показателей: массовой доли сырой клейковины и качества клейковины по группам спелости и по годам исследования. Выявлены сорта, обладающие высоким количеством клейковины и содержанием белка, сорта, наиболее устойчивые к погодным условиям Северного Зауралья. Проведена корреляционная зависимость между массовой долей сырой клейковины и массовой долей белка, а также соотношение этих признаков в зерне пшеницы у изучаемых сортов разных групп спелости. В группе раннеспелых и среднеранних сортов высокой массовой долей сырой клейковины и массовой долей белка за 2011-2013 гг. выделились: Ирень, Новосибирская 29 и Тюменская 30; в среднеспелой группе — Икар, Лютесценс 70, Кампанин; в группе среднепоздних сортов — Баганская 51.
Ключевые слова: яровая пшеница, сорт, содержание белка, качество клейковины, количество клейковины.
Введение. Качество зерна яровой мягкой пшеницы определяет его потребительскую ценность и считается важнейшим направлением исследований [1]. Получение зерна высокого качества в специфических условиях Северного Зауралья обусловлено необходимостью подбора и создания сортов, которые в меньшей степени реагируют на условия окружающей среды [2]. Поэтому необходим поиск сортов, устойчиво сочетающих высокую урожайность и повышенное содержание белка [3].
Важную роль в качестве зерна пшеницы играет химический состав [4]. Питательную
ценность пшеницы определяют в основном белки и крахмал. Белки — сложные высокомолекулярные азотосодержащие органические вещества, состоящие из аминокислот, связанных между собой пептидными связями [5].
Качество белкового комплекса эндосперма пшеницы — это его способность образовывать клейковину с повышенной эластичностью [6, 7]. Массовая доля белка генетически заложена в сорт и наследственно закреплена, массовая доля сырой клейковины определяется, главным образом, условиями выращивания, а качество клейковины является преиму-
щественно сортовым признаком [8, 9]. Высокое содержание белка увеличивает продуктивность зерна пшеницы [10].
Основными классообразующими показателями зерна и муки пшеницы в России являются массовая доля сырой клейковины и качество клейковины пшеницы. Наилучшей считается клейковина, которая обладает хорошей упругостью и растяжимостью [11, 12].
Цель исследований: изучить содержание белка и клейковины в зерне сортов сибирской селекции, выявить соответствие их требованиям действующего ГОСТа.
Методика. Исследовательская работа выполнена в 2011-2013 гг. в лаборатории качества продукции растениеводства Агробиотехнологи-ческого центра ФГБОУ ВО «Государственный аграрный университет Северного Зауралья».
Исследования проводили на сортах яровой мягкой пшеницы сибирской селекции разных групп спелости. Образцы выращены на опытном поле ФГБОУ ВО ГАУ Северного Зауралья в севообороте кафедры технологии производства, хранения и переработки продукции растениеводства. Исполнитель полевого опыта — Л.А. Сердюкова Почва — чернозем выщелоченный, предшественник — чистый пар, повторность — четырехкратная. Агротехника в опыте — общепринятая для культуры в зоне. Всего изучено 42 сорта яровой мягкой пшеницы, происходящих из СибНИИРС, Ом-ГАУ, НИИСХ Северного Зауралья, ГАУ Северного Зауралья, УралНИИСхоз, ГНУ Челябинский НИИСХ, Казахского НИИ земледелия, ФГБНУ Курганский НИИСХ, Германии и др. Статистическая обработка результатов выполнена по методике Б.А. Доспехова [13].
Массовая доля сырой клейковины в зерне определяли ручным методом (ГОСТ 316992012), качество клейковины — на приборе ИДК.
Метеорологические условия в изучаемые годы были различны. Температура воздуха в вегетационный период в 2011 г. соответствовала многолетнему уровню, количество осадков было выше нормы в июне, а в июле и августе — ниже нормы. В целом условия года были благоприятными для роста, развития растений и формирования продуктивности яровой пшеницы.
Вегетационный период 2012 г. отличался жаркой и сухой погодой, недостаточным количеством осадков в летний период, что сократило продолжительность вегетации сортов пшеницы. В результате таких погодных условий зерно сформировалось недостаточно выполненным и характеризовалось пониженной натурой.
Условия 2013 г. отличались умеренно теплой погодой с достаточным количеством осадков. Июнь выдался сухим и жарким, а июль -дождливым. В целом погодные условия 2013 г. были благоприятными для формирования урожайности и качества зерна яровой пшеницы.
Результаты. Требования ГОСТ Р 525542006 «Пшеница. Технические условия» предусматривают уровень клейковины для первого класса не менее 32%, для второго класса — не менее 28%; третьего класса — не менее 23%; четвёртого — не менее 18%; для пятого класса величина этого показателя не ограничивается.
Средние значения показателя массовой доли сырой клейковины изучаемых сортов за 2011-2013 гг. исследований (рис. 1) варьировали в пределах — от 23% до 32,5%.
40 30 20 10 0
Раннеспелые и среднеранние сорта
Среднеспелые сорта Среднепоздние сорта
2011 г. 2012 г. 2013 г.
Рис. 1. Средние значения массовой доли сырой клейковины, %
В 2012 г. массовая доля сырой клейкови- ская 15 (36,8%); у среднеспелых сортов: у
ны была высокой у раннеспелых и среднеран- стандарта Тюменская 29, Диоблон, ШТРУ-
них сортов: у стандарта Новосибирская 31 0521911 (все 36,8%); у среднепоздних: у сорта
(38,4%), Новосибирская 29 (38%), Новосибир- Баганская 51 (37,2%).
В 2011 и 2013 гг. сформировались средние значения массовой доли сырой клейковины у сортов среднепоздней группы примерно на одном уровне. В 2011 г. этот показатель составил 24,2%, в 2013 г. — 25,9%. В 2011 г. с наибольшими значениями показателя выделились среднепоздние сорта: Баганская 51 (31,1%), сорт-стандарт Мелодия (26,6%) и Серебристая (26,3%); в 2013 г. — Рикс (31,2%) и Свирель (28,8%). Среднее значение содержания клейковины у среднеспелых сортов в 2011 г. было выше (27,9%), чем в 2013 г. (24,5%).
У раннеспелых и среднеранних сортов среднее значение массовой доли сырой клейковины в 2011 г. составило 27,6%, это на 1,3%
превысило значение этого показателя в 2013 г. У сорта-стандарта Новосибирская 31 в 2011 г. отмечено максимальное значение содержания клейковины — 32,0%.
Данные таблицы 1 показывают, что в 2012 г. наибольший процент образцов пшеницы, соответствующий первому классу ГОСТ по массовой доле сырой клейковины, был в среднеспелой группе (85%) с наименьшим коэффициентом варьирования (6,5%). В группе раннеспелых и среднеранних сортов 67% образцов соответствовали первому классу ГОСТ с коэффициентом варьирования 9,9 %.
Таблица 1
Варьирование массовой доли сырой клейковины в зерне сортов яровой мягкой пшеницы разных групп спелости, 2011-2013 гг.
2011 год
Раннеспелые и среднеранние сорта 9 27,6 20,8 — 32,0 13,8 11
Среднеспелые сорта 26 27,9 22,1 — 34,2 9,3 8
Среднепоздние сорта 7 25,9 23,6 — 31,1 10 0
2012 год
Раннеспелые и среднеранние сорта 9 34,4 29,2 — 38,4 9,9 67
Среднеспелые сорта 26 33,8 28,4 — 36,8 6,5 85
Среднепоздние сорта 7 30,6 23,6 — 37,2 15,7 43
2013 год
Раннеспелые и среднеранние сорта 9 28,4 20,8 — 32 14,3 11
Среднеспелые сорта 26 26,5 19,6 — 37,6 15,8 12
Среднепоздние сорта 7 25,9 22,3 — 31,2 14,5 0
В 2011 и 2013 гг. минимальное и максимальное значения массовой доли сырой клейковины в группе раннеспелых и среднеранних сортов колеблются от 20,8 до 32%; количество образцов, относящихся к первому классу по требованиям ГОСТ, составило 11%. Средне-поздние сорта в 2011 и 2013 гг. максимальное значение клейковины имели 31,2%, что соот-
ветствует требованиям второго класса государственного стандарта.
Анализируя полученные данные по качеству клейковины (рис. 2), можно прийти к выводу, что в период налива и созревания зерна в 2013 г. были благоприятными температура воздуха и увлажнение для образования упругой и эластичной клейковины в зерне яровой пшеницы.
Рис. 2. Средние значения показателя качества клейковины, ед. ИДК
Средние значения качества клейковины в 2013 г. у всех групп спелости соответствовали требованиям первого класса ГОСТ Р 525542006 «Пшеница. Технические условия».
В 2011 и 2012 гг. средние значения качества клейковины сортов всех групп спелости превышали предел значений для первой группы качества (75 ед. ИДК). В 2011 г. исключение составили сорта группы раннеспелых и среднеранних — сорт-стандарт Новосибирская 15, Чернява 13 и Челяба степная; в группе среднепоздних к первому классу требований ГОСТ относились Тюменская 28, Новосибирская 18, Омская 38, Сударушка, Маргарита, Черноземноуральская, Памяти Леонтьева, Сертори, ШТРУ-0521911 и ШТРУ-0622072; в группе среднепоздних сортов — Рикс и Радуга.
Помимо массовой доли сырой клейковины и качества клейковины основным показателем мукомольных и хлебопекарных свойств пшеницы является массовая доля белка в зерне. По данным таблицы 2 видно, что в 2012 и 2013 гг. 100% образцов всех групп спелости соответствовали требованиям к первому классу ГОСТ Р 52554-2006 «Пшеница. Технические условия». Варьирование от минимального значения до максимального составило от 15,3 до 19,3% соответственно.
Варьирование массовой доли белка в зерне сортов яровой мягкой пшеницы разных групп спелости, 2011-2013 гг.
Таблица 2
2011 год
Раннеспелые и среднеранние сорта 9 13,4 11,7 -15,3 9,1 11,1
Среднеспелые сорта 26 13,1 11,7 -14,5 6,6 11,5
Среднепоздние сорта 7 13,0 12,0-15,0 8,1 14,3
2012 год
Раннеспелые и среднеранние сорта 9 17,9 15,6-19,3 7,3 100
Среднеспелые сорта 26 16,5 15,3-19,3 5,9 100
Среднепоздние сорта 7 16,1 15,3-18,1 6,2 100
2013 год
Раннеспелые и среднеранние сорта 9 17,1 15,7-18,7 7,0 100
Среднеспелые сорта 26 16,3 15,3-18,0 4,3 100
Среднепоздние сорта 7 16,5 15,3-17,1 3,4 100
Массовая доля белка в зерне пшеницы разных групп спелости в условиях 2011 г. была ниже, чем в условиях последующих двух лет. В группе раннеспелых и среднеранних этот показатель у сорта Ирень (15,3) соответствовал требованиям для первого класса государственного стандарта. В группе среднеспелых сортов 11,5% образцов отвечали требованиям для первого класса — сорта Лютесценс 70 (14,5), Диоблон (14,5) и ЛП-588-1-06 (14,5). Коэффициент варьирования составил 6,6%. В группе среднепоздних сортов максимальная массовая доля белка наблюдалась у сорта Мелодия (15).
Показатели массовой доли сырой клейковины и массовой доли белка в зерне имеют корреляционную зависимость, так как клейковина представляет в своей основе белковое вещество. В таблице 3 приведены количественные выражения, показывающие соотношение между этими показателями, а также их
корреляционная зависимость.
В 2011 г. соотношение между массовой долей сырой клейковины и массовой долей белка у всех групп спелости высокое. Коэффициент корреляции в 2011 г. между этими показателями в группе раннеспелых и средне-ранних сортов был самым высоким за все года исследования и составил 0,843. В 2012 г. соотношение 2,05 наблюдалось у группы среднеспелых сортов. В группе раннеспелых и среднеранних сортов и в группе среднепозд-них сортов соотношение массовой доли сырой клейковины и белка было ниже — 1,92 и 1,88 соответственно. Корреляционная зависимость раннеспелых и среднеранних сортов была выше, чем у среднеспелых и среднепоздних сортов в этот год. В 2013 г. соотношение признаков было самым низким у всех групп спелости. У раннеспелых и среднеранних сортов оно составило 1,66, у среднеспелых сортов -1,61, у среднепоздних — 1,57.
Таблица 3
Соотношение массовой доли сырой клейковины и массовой доли белка в зерне пшеницы и взаимосвязь этих признаков, 2011-2013 гг._
Соотношение между массовой Коэффициент корреляции между мас-
Группа спелости долей сырой клейковины и массо- совой долей сырой клейковины и мас-
вой доли белка совой доли белка
2011 год
Раннеспелые и среднеранние сорта 2,06 0,843
Среднеспелые сорта 2,13 0,393
Среднепоздние сорта 2,00 0,225
2012 год
Раннеспелые и среднеранние сорта 1,92 0,768
Среднеспелые сорта 2,05 0,339
Среднепоздние сорта 1,88 0,325
2013 год
Раннеспелые и среднеранние сорта 1,66 0,641
Среднеспелые сорта 1,61 0,421
Среднепоздние сорта 1,57 0,457
Корреляционная зависимость за все исследуемые годы была высокой у раннеспелых и среднеранних сортов. В 2011 г. коэффициент корреляции составил 0,843, в 2012 году 0,768 и в 2013 — 0,641. Среднеспелые и среднепоздние сорта имели корреляционную зависимость между количеством клейковины и белка в пределах 0,225-0,457 за 2011-2013 гг.
Выводы.
1. В условиях 2011 г. и 2013 г., когда температура воздуха и количество осадков были близкими к средним показателям, количество образцов, соответствующих по массовой доле сырой клейковины нормативам первого класса ГОСТ, в раннеспелой и средне-ранней группе сортов и в группе среднеспелых сортов было практически равной (в 2011 г. — 11 и 8%; в 2013 г. — 11 и 12%). В засушливых условиях 2012 г. количество таких сортов было значительно выше в среднеспелой группе (85%) в сравнении с группой раннеспелых и среднеранних сортов (67%) и среднепоздней группой (43%).
3. По массовой доле белка в условиях 2012 г. и 2013 г. сорта всех групп спелости соответствовали требованиям первого класса ГОСТ. В 2011 г. выделились среднепоздние сорта — 14,3%, из них соответствовали первому классу ГОСТ. Этот показатель у группы раннеспелых и среднеранних сортов составил 11,1%, у среднеспелой — 11,5%.
4. Соотношение между массовой долей сырой клейковины и массовой долей белка в зерне изучаемых сортов зависело от условий года. Взаимосвязь между этими показателями более высокая была у раннеспелых и средне-ранних сортов.
За 2011-2013 гг. исследований по показателям массовой доли сырой клейковины, качеству клейковины и массовой доле белка ни один сорт не соответствовал требованиям ГОСТ для первого или второго классов. По большинству показателей качество клейковины явилось ограничивающим параметром в получении зерна пшеницы первого и второго классов ГОСТ.
Литература
2. Тоболова Г.В., Летяго Ю.А., Белкина Р.И. Оценка сортов мягкой яровой пшеницы потехнологическим свойствам и биохимическим признакам // Агропродовольственная политика России. 2015. 5 (41). С. 64-67.
4. Сигачева М.С., Пинчук Л.Г., Гридина С.Б. Химический состав зерна пшеницы при посевном озонировании семян // Достижения науки и техники АПК. 2012. 10. С. 38-40.
6. Роль наследственности и среды в формировании агрегирующей способности белкового комплекса зерна яровой мягкой пшеницы / М.К. Ахтариева [и др.] // Научные ведомости Белгородского государственного университета. 2013. Т. 25. 24 (167). С. 72-76. Серия: Естественные науки.
7. Летяго Ю.А. Взаимосвязь содержания и качества клейковины с хлебопекарной силой муки пшеницы // Современная наука-агропромышленному производству. Междунар. науч..-практ. конф., посвящ. 135-летию первого ср. уч. завед. Зауралья, Александровского реального училища и 55-летию ГАУ Северного Зауралья. Тюмень: ФГБОУ ВО «Государственный аграрный университет Северного Зауралья», 2014. С. 39-41.
9. Власенко Н.Г., Слободчиков А.А. Влияние фитосанитарных средств на содержание белка и клейковины в зерне среднеранних и среднеспелых сортов яровой пшеницы // Сибирский вестник сельскохозяйственной науки. 2010. 4. С. 37-44.
10. Гусейнов С.И. Белки зерна различных сортов пшеницы и их значение в селекции на качество // Актуальные проблемы гуманитарных и естественных наук. 2015. 11-2. С. 57-61.
11. Мелешкина Е.П. О совершенствовании метода определения количества и качества клейковины в зерне и муке из пшеницы // Междунар. науч.-практ. конф., посвящ. памяти В.М. Горбатова. М.: ФГБ НУ «Федеральный научный центр пищевых систем им. В.М. Горбатова» РАН, 2016. 1. С. 216-218.
12. Ахтариева Т.С. Формирование урожайности и показателей качества зерна раннеспелыми сортами яровой пшеницы в условиях Северного Зауралья. Изд-во ТГСХА, 2008. 138 с.
13. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта (с основами статистической обработки результатов исследований). М.: Книга по требованию, 2012. 352 с.
УДК 633.853.494″321″:611.8
РЕАКЦИЯ ЯРОВОГО РАПСА АККОРД НА УДОБРЕНИЯ УРОЖАЙНОСТЬЮ И КАЧЕСТВОМ СЕМЯН
Э. Ф. Вафина, канд. с.-х. наук, доцент; Е. И. Хакимов, аспирант, ФГБОУ ВО Ижевская ГСХА,
