Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Роль сорта в получении зерна ячменя разного целевого назначения в агроклиматических зонах Тюменской области

ВАК РФ 06.01.01, Общее земледелие

Автореферат диссертации по теме "Роль сорта в получении зерна ячменя разного целевого назначения в агроклиматических зонах Тюменской области"

ОПЛНАСКЖ Ирина Владимировна

РОЛЬ СОРТА В ПОЛУЧЕНИИ ЗЕРНА ЯЧМЕНЯ РАЗНОГО ЦЕЛЕВОГО НАЗНАЧЕНИЯ В АГРОКЛИМАТИЧЕСКИХ ЗОНАХ ТЮМЕНСКОЙ ОБЛАСТИ

06.01.01 - общее земледелие

Автореферат

диссертации на соискание учёной степени кандидата сельскохозяйственных наук

1 7 МАЙ 2012

Тюмень-2012

005042852

005042852

Работа выполнена на кафедре технологии производства, хранения и переработки продукции растениеводства ФГБОУ ВПО Тюменская ГСХА.

Научный руководитель: Доктор сельскохозяйственных наук, профессор

кафедры технологии производства, хранения и переработки продукции растениеводства Тюменской ГСХА Белкина Раиса Ивановна

Официальные оппоненты: Грязнов Анатолий Александрович

доктор сельскохозяйственных наук, профессор кафедры семеноводства, технологии производства и переработки продукции растениеводства Челябинской ГАА

Митриковский Александр Яковлевич

кандидат сельскохозяйственных наук, доцент кафедры безопасности жизнедеятельности и охраны окружающей среды Тюменского ГАСУ

Ведущая организация: ФГБОУ ВПО ОмГАУ им. П.А. Столыпина

Защита состоится «30» мая 2012 г. в 1400 часов на заседании диссертационного совета Д 220.064.01 при Тюменской государственной сельскохозяйственной академии.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Тюменской государственной сельскохозяйственной академии

Адрес академии: 625003, г. Тюмень, ул. Республики,7

Тел./факс: (3452) 46-87-77; E-mail: dissTGSHA@mail.ru

Автореферат разослан «27» апреля 2012 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Рзаева Валентина Васильевна

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Ячмень - важная кормовая и продовольственная культура. В Сибири ячмень - одна из наиболее надежных культур, обладающая способностью использовать биоклиматические ресурсы для формирования высокой продуктивности (Сурин H.A., Ляхова Н.Е. 1993).

Зерно ячменя используется на зернофураж и как сырье для крупяной и пивоваренной промышленности. В современных условиях при целевом использовании зерна ячменя особая роль принадлежит сорту, в частности потенциалу его качества.

По мнению A.A. Грязнова и A.B. Лойковой (2010), в повышение качества зернофуража большой вклад могут внести голозерные сорта ячменя при условии адаптации их к конкретной почвенно-климатической зоне и более широком внедрении этих сортов в производство.

Ценным сырьем в пивоваренном производстве считаются двурядные сорта ячменя, обладающие крупным, выровненным зерном с низким содержанием белка (9-12,5%), с пониженной пленчатостью (8-10%) и высокой энергией прорастания (не менее 95%) (Гулидова В.А., 2001; Кунгурцева Н.М., 2004).

Для того, чтобы получать необходимое качество зерна ячменя как сырья, важно совершенствовать сортовую структуру этой культуры, рационально использовать биологический потенциал сортов в конкретных зональных условиях с целью получения высококачественного зерна определенного назначения.

Цель исследований - выявление возможностей сортов ячменя в формировании показателей качества, соответствующих требованиям государственных стандартов на продовольственное, семенное и кормовое зерно в агроклиматических зонах Тюменской области.

Задачи исследований:

- изучить технологические свойства зерна сортов ячменя;

- определить посевные качества сортов ячменя;

- изучить изменение качества зерна ячменя при созревании и перестое растений на корню;

- дать оценку сортам ячменя на соответствие зерна требованиям высших классов действующих государственных стандартов;

- определить экономическую эффективность производства зерна ячменя различного целевого назначения.

Научная новизна исследований.

Впервые дана комплексная оценка технологических и посевных качеств зерна ячменя, выявлена частота формирования показателей относительно Требований высших классов национальных стандартов в различных агроклиматических зонах Тюменской области. Рассчитан коэффициент соответствия показателей нормативам ГОСТ. Исследовано изменение качества семян ячменя в процессе созревания и перестоя на корню. Установлена доля влияния фактора «сорт» и «пункт выращивания» в

изменчивости показателей технологических и посевных качеств зерна ячменя.

Положения, выносимые на защиту:

1. Степень соответствия сортов ячменя по показателям качества требованиям высших классов государственных стандартов и возможность получения высококачественного зерна разного целевого назначения в агроклиматических зонах Тюменской области.

2. Выявленные изменения показателей качества семян в процессе созревания и перестоя растений на корню, обусловлены генотипом и способствуют оптимизации сроков уборки сортов ячменя.

Практическая значимость.

Выявленные возможности сортов ячменя формировать показатели качества зерна, отвечающие требованиям национальных стандартов, будут способствовать рациональному их использованию в технологиях производства зерна разного целевого назначения. Установленные особенности изменения показателей качества семян в процессе созревания и перестоя на корню, могут применяться в технологиях производства семян сортов пленчатого и голозерного ячменя для оптимизации сроков уборки.

Апробация работы. Основные положения диссертации были доложены в виде ежегодных отчётов о научной деятельности; на заседаниях кафедры «Технологии производства, хранения и переработки продукции растениеводства» Тюменской ГСХА (2008-2010 гг.); Международной научно-практической конференции «Научные исследования - основа модернизации сельскохозяйственного производства» (Тюмень, 2011); III научно-практической конференции молодых учёных «Развитие научной, творческой и инновационной деятельности молодежи» (Курган, 2011 г.)

Личный вклад соискателя. Полевые и лабораторные опыты, анализ полученных экспериментальных данных, математическая обработка результатов и написание текста диссертации выполнены лично автором.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 6 печатных работ, из них 2 - в журналах, рекомендованных ВАК.

Структура н объем диссертации. Диссертация изложена на 132 страницах. Состоит из введения, 7 глав, выводов и рекомендаций производству. Содержит 28 таблиц, 8 рисунков, 15 приложений. Список литературы включает 203 источника, в том числе 6 иностранных авторов.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

1 Биологические особенности и качество зерна ячменя в связи с влиянием сорта и условий среды

В главе представлен обзор литературы по биологическим особенностям ячменя, требованиям к качеству, роли сорта в повышении продуктивности и качества зерна, влиянию условий выращивания, изменению качества зерна ячменя в процессе созревания.

2 Материал, условия и методика проведения исследований

Материал и условия проведения исследований. Исследования проведены в 2008-2010 гг. на образцах зерна ячменя, выращенных па сортоучастках Тюменской области и на опытном поле Агротехнологического института Тюменской ГСХА.

Для изучения в различных агроклиматических зонах взяты сорта ячменя: Ача, Челябинский 99, Одесский 100 - внесены в список пивоваренных сортов, Бархатный (многорядный ячмень) и Омский голозерный 1 - сорта зернофуражного направления.

Сорта ячменя высевали в трех агроклиматических зонах Тюменской области в 5-ти экологических пунктах: 1) подтаежная - Нижнетавдинский ГСУ; 2) северная лесостепь (северо-восточная часть) - г. Тюмень, опытное поле Тюменской ГСХА; 3) центральная часть - Ялуторовский ГСУ; 4) юго-восточная часть - Ишимский ГСУ; 5) южная лесостепь - Бердюжский ГСУ.

Агроклиматические ресурсы сельскохозяйственной зоны Тюменской области. В лесостепной зоне Тюменской области преобладают черноземные почвы. Сумма активных температур выше 10 °С в северной лесостепи составляет 1800-1900 °С, в южной достигает 1900-2100 °С. Продолжительность безморозного периода составляет 100-125 и 120-125 суток. Величина гидротермического коэффициента колеблется от 1,3 на севере зоны до 1,1 и менее в самых южных районах. Почвы в зоне южной лесостепи в основном черноземные.

В подтаежной зоне сумма активных температур выше 10 С составляет 1700-1900 °С, гидротермический коэффициент 1,3-1,4%. Продолжительность безморозного периода 100-120 суток. В структуре почв пашни подтаежной зоны преимущественно серые лесные почвы. (Зональная система..., 1989).

Метеорологические исследования в годы проведения исследований. В диссертации представлена характеристика метеорологических условий в годы исследований по агроклиматическим зонам. В автореферате приводим сведения о погодных условиях в годы проведения исследований на опытном поле Тюменской ГСХА.

В 2008 г. условия сложились относительно благоприятно для роста и развития растений ячменя. Весна была ранняя умеренно теплая с осадками в третьей декаде мая. Лето было жарким с умеренными осадками.

В 2009 г. наблюдался недостаток влаги в первой половине вегетационного периода.

Метеорологические условия вегетационного периода 2010 г. отличались повышенной температурой воздуха. В первой половине периода осадков выпало больше нормы, что благоприятно сказалось на развитии растений. Вторая половина периода характеризовалась умеренным увлажнением.

Условия и методика проведения полевых опытов. Опыты для изучения динамики созревания и изменения качества зерна ячменя при

перестое на корню закладывали на опытном поле Агротехнологического института Тюменской ГСХА, расположенном в близи д. Утёшево. Изучаемые в опытах сорта: Ача (стандарт), Аннабель, Бархатный, Челябинский 99, Сонет, Одесский 100, Омский голозерный 1, Омский голозерный 2.

Опыт 1. Динамика созревания зерна сортов ячменя.

Варианты: 1) отбор проб в тестообразном состоянии зерна; 2) отбор проб в фазе восковой спелости зерна; 3) отбор проб в фазе полной" спелости зерна.

Опыт 2. Изменение качества зерна сортов ячменя при перестое растений на корню.

Варианты: 1) отбор проб в фазе полной спелости зерна; 2) отбор проб через 5 суток после созревания зерна; 3) отбор проб через 10 суток после созревания зерна; 4) отбор проб через 15 чуток после созревания зерна.

Методы исследований.

Образцы зерна ячменя оценивали по показателям: масса 1000 зерен (ГОСТ 10842-89); натура зерна (ГОСТ 10840-64); пленчатость, крупность и выравненность (ГОСТ 10843-76); энергия прорастания и всхожесть (ГОСТ 12038-84); содержание белка (ГОСТ 10846-91); способность прорастания (ГОСТ 9060-86). Качество солода определено во Всероссийском центре по оценке качества сортов сельскохозяйственных культур (г. Москва) по следующим показателям: стекловидность, %; твердость по фаринографу, см2; экстрактивность в тонком и грубом помоле, %; конечная степень сбраживания, %; число Кольбаха; количество азота аминного, мг на 100 г солода; амилолитическая активность, г/ч; продолжительность осахаривания, мин; цветность, кислотность, прозрачность сусла; общая оценка солода, баллов.

Экстрактивность зерна ячменя пивоваренных сортов определена расчетным методом по формуле Е=К-0,85В+0,15А, где К=83 для двурядного ячменя; В - содержание белковых веществ в зерне (в % от сухого вещества); А - масса 1000 зерен (Алексеев Ю.В., 1978). Коэффициент соответствия нормативу ГОСТ (Ксн) рассчитывали как отношение фактической величины показателя к установленному нормативному значению. За основу взята формула расчета коэффициента качества продукции в квалиметрии (Магомедов М.Д., Рыбин A.B., 2006).

Результаты исследований обработаны методом дисперсионного анализа по Б.А. Доспехову (1985). Экономическая оценка сортов ячменя выполнена по нормативам и расценкам на основании расчета технологических карт на кафедре экономики ТГСХА.

3 Технологические свойства зерна сортов ячменя, выращенных в различных агроклиматических зонах Тюменской области

Масса 1000 зерен. Масса 1000 зерен в сравнении с другими элементами структуры урожая является довольно устойчивым сортовым

признаком (Сурин H.A., Ляхова Н.Е., 1993). По мнению ученых Сибири, хороший пивоваренный ячмень должен иметь массу 1000 зерен не ниже 42 г (Власенко А.Н. и др., 2000).

В среднем за годы исследований сорта ячменя характеризовались высокой массой 1000 зерен (табл. 1). Сорта, выращенные в северной лесостепи (опытное поле Тюменской ГСХА), отличались наиболее высокими показателями (выше 45 г), исключение составляет сорт шестирядного ячменя Бархатный, сформировавший массу 1000 зерен ниже 45 г во всех пунктах выращивания.

Таблица 1 - Масса 1000 зерен сортов ячменя, г, 2008-2010 гг.

Сорт Подтаежная зона (Нижне-тавдинский ГСУ) Северная лесостепь Южная лесостепь (Бердюж-ский ГСУ)

Опытное поле ТГСХА Ялуторовский ГСУ Ишимский ГСУ

Ача 46,7 48,1 45,3 45,5 45,7

Челябинский 99 45,8 48,9 44,3 46,9 43,6

Одесский 100 51,7 52,0 45,5 46,1 48,7

Бархатный 42,5 42,4 43,1 41,4 44,0

Омский голозерный 1 44,4 46,5 44,2 44,6 42,6

НСРо5 для фактора А (сорт) 0,8 НСР05 для фактора В (пункт) 0,8

Факторный анализ изменчивости массы 1000 зерен выявил, что в зависимости от условий года доля влияния факторов сорт и пуша выращивания была различной. В 2008 г. влияние сорта достигало 59%, в 2009 г. составило лишь 15%, в 2010 г. - 41%. Роль пункта выращивания выразилось соответственно: 5%, 29%, 21%.

Выравненность зерна ячменя. Чем однороднее зерно по размеру, или чем более оно выравненное, тем меньше бывает потерь при переработке и тем лучше качество вырабатываемых продуктов. Это относится к переработке зерна в муку и особенно - в крупу (Личко Н.М. и др., 2006). Требования на крупяной ячмень предусматривают величину выравненное™ зерна не менее 85%.

Оценивая показатели сортов относительно этого норматива, можно отметить, что в большинстве случаев они достигали этого уровня (табл. 2).

В среднем за годы исследований наиболее высокая выравненность зерна у сорта Ача наблюдалась при выращивании на Ишимском ГСУ -95,7%, здесь же - у сортов Челябинский 99 (93,0%), Бархатный (91,5%) и Омский голозерный 1 (95,3%). У сорта Одесский 100 повышенной выравненностью отличалось зерно, выращенное в большинстве пунктов — 90,8-91,6% (исключение - Ялуторовский ГСУ - 87,3%).

Таблица 2 - Выравненность зерна сортов ячменя, %, 2008-2010 гг.

Сорт Подтаежная зона (Нижне-тавдинский ГСУ) Северная лесостепь Южная лесостепь (Бердюж-ский ГСУ)

Опытное поле ТГСХА Ялуторовский ГСУ Ишимский ГСУ

Ача 87,9 94,1 90 95,7 90

Челябинский 99 90 88,7 85,4 93 89,8

Одесский 100 91,1 90,8 87,3 91,6 91,1

Бархатный 85,2 82,1 80,6 91,5 86,1

Омский голозерный 1 91,9 86 90 95,3 90,1

Доля влияния сорта на изменчивость выравненное™ зерна ячменя наибольшей была в 2008 г. (47%), в 2009 г. - 36%, в 2010 г. - 21%. Влияние пункта выращивания самое высокое отмечено в 2010 г. - 39%, в 2009 г. этот показатель составил - 27%, в 2008 г. - 20%.

Крупность зерна ячменя. Одним из основных признаков качества пивоваренного ячменя является крупность зерна, так как от массы зерновки зависят биохимические качества выращенного урожая (Нетгевич Э.Д., 1981; Коданев И.М., 1976). Требования ГОСТ 5060-86 предусматривают величину крупности зерна для первого класса не менее 85%, для второго класса не менее 60%. Сорта ячменя формировали зерно в основном первого и второго классов. Варьирование составило от 31,5% до 97,6%.

В среднем за годы исследований крупностью зерна отличался сорт Ача: наибольший показатель у этого сорта был на Ишимском ГСУ - 95,7%. В этом же пункте выделился и Челябинский 99 - 91,5%. Лучшие показатели в подтаежной зоне были у сорта Одесский 100 - 91,1% и сорта Бархатный -85,2%. Максимальный показатель крупности зерна - 67,3% у сорта Омский голозерный 1 при выращивании на опытном поле ТГСХА.

Результаты факторного анализа изменчивости крупности зерна выявили высокую долю влияния сорта в 2010 г. (52%).

Высокая доля влияния пункта выращивания отмечена в 2009 г. (66%). Влияние взаимодействия факторов наибольшим было в 2008 г. (40%).

Натура зерна ячменя. Национальный стандарт ГОСТ 28682-90 для продовольственного ячменя первого класса предусматривает величину натуры не ниже 630 г/л.

Частота формирования натуры зерна в пределах требований первого класса ГОСТ составила по сортам: Ача - 80%, Челябинский 99 - 93%, Одесский 100 - 63%, Бархатный - 67%, Омский голозерный 1 - 93%.

В среднем за годы исследований наибольшая натура зерна у сорта стандарта Ача отмечена при выращивании на опытном поле ТГСХА (693 г/л), у сорта Челябинский 99 - на Ишимском ГСУ (698 г/л), у сорта Одесский 100 - на опытном поле ТГСХА (692 г/л), у сорта Бархатный на Ишимском ГСУ (654 г/л), и в этом же пункте у сорта Омский голозерный 1 (724 г/л). Учитывая эти сведения, можно заключить, что условия лесостепной

зоны, а именно северо-восточной и юго-западной ее части наиболее благоприятны для формирования высоконатурного зерна ячменя.

По результатам дисперсионного анализа установлено, что влияние сорта на изменчивость натуры зерна составляло 23-75%, достигнув максимума в 2010 г. Доля влияния пункта выращивания в этом году снизилась до 17%, а в предыдущие годы была практически на одном уровне (30-32%). В условиях 2009 г. значительным было совместное влияние двух факторов - сорта и пункта выращивания (44%).

Пленчатость зерна ячменя. Пленчатость, с одной стороны, сортовой признак с другой - результат определенных условий выращивания: почва, условия возделывания и климат (Степанов В.Н., 1977; Коданев И.М, 1981).

У большинства сортов урожая 2008-2010 гг. пленчатость не превышала 10%, что характеризует их как низкопленчатые.

По результатам факторного анализа установлено, что доля влияния сорта в изменчивости пленчатости зерна ячменя составляет от 6 до 40%.

Содержание белка. Зерно ячменя, предназначенное на пивоваренные цели, должно содержать сырого белка не выше 12% (ГОСТ 5060-86). Требования национального стандарта ГОСТ 5390-2010 на ячмень кормовой первого класса предусматривают содержание белка не менее 13%.

У сорта-стандарта Ача, формировалось зерно, наиболее соответствующее требованиям ГОСТ на ячмень пивоваренный, во всех пунктах выращивания (табл. 3). Частота формирования такого зерна за годы исследований составила у этого сорта 60%. У сорта Челябинский 99 отмечен такой же уровень формирования низкобелкового зерна (частота 60%).

Таблица 3 - Содержание белка в зерне сортов ячменя, %, 2008-2010 гг.

Сорт Подтаежная зона (Нижне-тавдинский ГСУ) Северная лесостепь Южная лесостепь (Бердюж-ский ГСУ)

Опытное поле ТГСХА Ялуторовский ГСУ Ишимский ГСУ

Ача 11,7 11,6 11,7 11,2 12,3

Челябинский 99 12,1 11,7 12,5 12,6 13,2

Одесский 100 9,9 11,3 10,8 10,5 10,1

Бархатный 11,1 13,1 9,6 13,2 12,9

Омский голозерный 1 12,7 13,8 11,1 11,6 14,0

Требованиям первого класса ГОСТ на ячмень кормовой соответствовало 53% образцов сорта Омский голозерный 1, 47% образцов сорта Ача и 40% образцов сорта Челябинский 99.

Способность прорастания зерна ячменя. Способность прорастания учитывается через 45 суток после уборки. Для первого класса ГОСТ она должна быть не менее 95%, для второго класса - не менее 90%.

Способность прорастания определялась у сортов пивоваренного направления, выращенных на опытном поле Тюменской ГСХА (северная лесостепь).

В условиях 2008 г. высокой способностью прорастания характеризовался сорт Ача - 99% (рис. 1). Способность прорастания сортов Челябинский 99 и Одесский 100 была ниже 90%.

Зерно сортов Ача и Одесский 100 урожая 2009 г. характеризовалось высокой способностью прорастания — не ниже первого класса. Сорт Челябинский 99 не соответствовал требованиям ГОСТ (способность прорастания - 89%).

Показатель сорта Ача в 2010 г. также соответствовал требованиям первого класса (98%). Одесский 100 характеризовался невысокой способностью прорастания (84%).

Рис. 1 - Способность прорастания зерна сортов ячменя, %, 2008-2010 гг.

Наиболее устойчивыми показателями способности прорастания относительно требований первого класса ГОСТ отличалось зерно сорта Ача. Челябинский 99 и Одесский 100 только в один год из трех были способны формировать такое зерно.

Экстрактивность зерна ячменя. Экстрактивность характеризуется количеством органического вещества измельченного ячменя, способного переходить в водный раствор под воздействием ферментов ячменного солода.

Лучшие пивоваренные сорта ячменя способны обеспечить выход 8081% экстрактивных веществ. Рентабельность переработки производственной партии пивоваренного ячменя обеспечивается, если его экстрактивность не ниже 78% (Личко Н.М. и др., 2000).

Как показывают данные таблицы 4, экстрактивность зерна у сортов ячменя списка пивоваренных высокая, в основном более 75%. Частота формирования зерна с показателем 81% и более, что характерно для лучших пивоваренных сортов, составила: у сорта Ача 40%, Челябинский 99 - 7%, Одесский 100- 100%.

Таблица 4 - Экстрактивность сортов ячменя, %, 2008-2010 гг.

Сорт Подтаежная зона (Нижне-тавдинский ГСУ) Северная лесостепь Южная лесостепь (Бердюж-ский ГСУ)

Опытное поле ТГСХА Ялуторовский ГСУ Ишимский ГСУ

Ача 80 80 80 80 79

Челябинский 99 79 80 79 79 78

Одесский 100 82 81 81 81 82

В целом, характеризуя сорта по экстрактивности зерна, можно отметить, что лучшие показатели были у образцов, выращенных на опытном поле Тюменской ГСХА (северная лесостепь). Стабильностью формирования высокого показателя экстрактивности зерна отличался сорт Одесский 100.

Качество солода зерна ячменя.

Солод из зерна сорта Ача, выращенного в подтаежной зоне, по содержанию экстракта в тонком помоле соответствовал второму классу ГОСТ 29224-92, по продолжительности осахаривания только в 2009 г. находился в пределах требований ГОСТ, по цвету сусла - все три года был на уровне второго класса, по кислотности - на уровне первого (2008 и 2010 гг.), и высшего (2009 г.) (табл. 5). Общая оценка солода у сорта Ача была на уровне 3-3,5 баллов.

Таблица 5 - Качество солода из зерна пивоваренных сортов ячменя _выращенных в подтаежной зоне_

Показатели Ача Челябинский 99

2008 г. 2009 г. 2010 г. 2008 г. 2009 г. 2010 г.

Экстрактивность, в помоле, %

тонком 73,6 76,9 77,6 74,7 76,9 77,6

грубом 73,0 75,0 74,6 73,9 76,3 75,8

разница 1,5 2,9 4,1 1,8 2,9 2,6

Продолжительность осахаривания, мин 30 25 30 25 20 20-25

Цветность, мл 0,1 N1 на 100 мл сусла 0,22 0,23 0,23 0,23 0,23 0,24

Кислотность, мл р-ра гидроокиси Ыа, 1 моль/дм3 на 100 мл сусла 1,2 1,1 1,2 1,3 1,0 1,2

Общая оценка, баллов 3 3 3,5 3,5 3,5 4

Солод из зерна сорта Челябинский 99, выращенного в подтаежной зоне, по экстрактивности соответствовал требованиям в основном 1 и 2 классов ГОСТ, по продолжительности осахаривания - второму классу, по цвету сусла - второму классу, по кислотности - второму (2008 г.), высокому качеству (2009 г.) и первому классу (2010 г.). Общая оценка по годам составила 3,5; 3,5; 4 балла.

В условиях северной лесостепи солод из зерна сорта Ача получил более высокие показатели по экстрактивное™, продолжительности осахаривания и кислотности (табл. 6). Общая оценка — на уровне 3,5 баллов.

Таблица 6 — Качество солода из зерна пивоваренных сортов ячменя _выращенных в северной лесостепи_

Показатели Ача Челябинский 99

2008 г. 2009 г. 2010 г. 2008 г. 2009 г. 2010 г.

Экстрактивность, в помоле, %

тонком 77,2 77,2 77,6 78,5 78,2 75,2

грубом 75,1 75,6 74,0 76,7 76,2 74,9

разница 3,7 2,6 1,9 2,8 3,0 1,1

Продолжительность осахаривания, ми» 25 25 30 20 20 20-25

Цветность, мл 0,1 N1 на 100 мл сусла 0,22 0,23 0,23 0,22 0,22 0,23

Кислотность, мл р-ра гидроокиси Ыа, 1 моль/дм3 на 100 мл сусла 1,2 1,0 1,1 1,2 1,1 1,1

Общая оценка, баллов 3,5 3,5 3,5 4 4 4

Можно отметить, что качество солода у ячменя, выращенного в северной лесостепи, несколько выше, чем у ячменя, выращенного в подтаежной зоне.

Общая оценка солода у сорта Ача составила - 3,5 баллов у сорта Челябинский 99 оценка выше — 4 балла.

4 Посевные качества семян сортов ячменя

A.B. Заушинценой (2004) установлена корреляция между всхожестью семян в лабораторных условиях и некоторыми биологическими особенностями и элементами продуктивности. Считается, что у сортов с высокими посевными качествами семян выше полнота всходов, густота стояния растений (особенно в начале вегетации растений), урожай зерна с делянки, высота стеблестоя.

По энергии прорастания выделился сорт Омский голозерный 1, который характеризовался высокими показателями энергии прорастания (табл. 7). В подтаежной зоне разница по отношению к стандарту была максимальной и составила 71%, в остальных пунктах разница в пользу Омского голозерного 1 была 30-35%.

Из пленчатых сортов выделился сорт Бархатный, среднее отклонение от стандарта составило 20%, минимальная разница была в подтаежной зоне -3%.

Факторный анализ изменчивости энергии прорастания выявил, что максимальным во все годы было влияние фактора «сорт» (30-72%).

Таблица 7 - Энергия прорастания семян сортов ячменя, %, 2008-2010 гг.

Сорт Подтаежная зона (Нижне-тавдинский ГСУ) Северная лесостепь Южная лесостепь (Бердюж-ский ГСУ)

Опытное поле ТГСХА Ялуторовский ГСУ Ишимский ГСУ

Ача 9 44 22 35 23

Челябинский 99 19 21 25 9 21

Одесский 100 15 40 35 25 20

Бархатный 28 47 42 47 42

Омский голозерный 1 80 76 52 63 58

Всхожесть семян регламентируется стандартом. В соответствии с ГОСТ Р 52325-2005 установлены следующие нормы по всхожести: для семян элиты (ЭС) и репродукционных (РС) - не ниже 92%, для семян, используемых в товарных посевах (РСт) - не менее 87%.

В 2008 г. все семена ячменя из подтаежной зоны отвечали требованиям ГОСТ для семян элиты и репродукционных семян (табл. 8). На опытном поле ТГСХА у сорта Челябинский 99 в этот год отмечена минимальная всхожесть за годы исследований.

Всхожесть семян урожая 2009 г. у большинства образцов значительно отличается и уступает показателям, полученным в 2008 г., особенно это характерно для образцов, выращенных в северо-западной и центральной части северной лесостепи. Семена большинства образцов из этих пунктов пригодны лишь для товарных посевов.

Таблица 8 - Всхожесть зерна ячменя, %, 2008-2010 гг.

Сорт Подтаежная зона (Нижне-тавдинский ГСУ) Северная лесостепь Южная лесостепь (Бердюж-ский ГСУ)

Опытное поле ТГСХА Ялуторовский ГСУ Ишимский ГСУ

Ача 95 91 92 93 89

Челябинский 99 92 85 92 92 90

Одесский 100 93 91 1 89 92 90

Бархатный 94 83 90 94 90

Омский голозерный 1 98 95 90 92 92

По частоте формирования семян с высокой всхожестью сорта распределились следующим образом: Омский голозерный 1-12 образцов из 15 имели всхожесть 92% и выше, частота составляет 80%, у сорта Ача частота формирования высококачественных семян - 67%, Бархатный - 53%, Челябинский 99 - 40%, Одесский 100 - 40%.

Средние показатели за годы исследований свидетельствуют, что наиболее высокая всхожесть семян была у сортов ячменя выращенных в

подтаежной зоне, и в юго-восточной части северной лесостепи (Ишимский ГСУ).

Доля влияния сорта в изменчивости всхожести семян ячменя составила 4-34%, пункта выращивания - 13-22%, взаимодействия данных факторов - 22-49% .

5 Изменение качества семян ячменя в процессе созревания и перестоя на корню

В зоне северной лесостепи на опытном поле Тюменской ГСХА нами проведен опыт по изучению влияния сроков уборки на качество семян сортов ячменя. Сортам дана оценка по урожайности, элементам структуры и другим признакам. По урожайности преимущество было за пленчатыми сортами ячменя (5,56-6,00 т/га). Среди них можно выделить Сонет (6,00 т/га). Голозерные сорта уступали стандарту: Омский голозерный 1 на 1,29 т/га, Омский голозерный 2 - на 1,06 т/га. Величина урожайности у сортов ячменя обусловлена влиянием таких элементов структуры, как количество продуктивных стеблей (г=0,592) и масса 1000 зерен (г=398).

Качество семян сортов ячменя в процессе созревания. Энергия прорастания у большинства сортов была выше в фазу восковой спелости (табл. 9). Особенно большие различия с вариантом «полная спелость» отмечены у сортов Аннабель (23%), Челябинский 99 (20%), Бархатный (11%). Высокой энергией прорастания, начиная с фазы тестообразной спелости отличались семена сорта Омский голозерный 2.

Таблица 9 — Энергия прорастания семян сортов ячменя в процессе созревания, опытное поле Тюменской ГСХА, %, 2008-2010 гг.

Тестообразное Восковая Полная

Сорт состояние зерна спелость спелость

Ача — стандарт 44 41 40

Аннабель 24 53 30

Челябинский 99 20 35 15

Одесский 100 35 36 35

Бархатный 28 53 42

Сонет 11 46 45

Омский голозерный 1 70 62 66

Омский голозерный 2 79 80 78

Всхожесть семян ячменя была высокой уже в тестообразной спелости зерна (92-98%). К полной спелости зерна значительно снизили показатели сорта Ача, Челябинский 99, Бархатный и Одесский 100 (на 10-12%).

Качество семян сортов ячменя при перестое растений на корню. Опыт по изучению качества семян в процессе перестоя на корню выполняли в 2009 и 2010 гг.

Энергия прорастания у стандарта Лча через 10 суток перестоя на корню снизилась на 9%, а через 15 суток на 14%. Значительное снижение энергии уже через 5 суток перестоя отмечено у сорта Аннабель (на 13%), а через 10 суток показатель снизился на 3%.

После 10 суток перестоя на 9-14% по сравнению с вариантом «полная спелость» снизили показатель Омский голозерный 1, Одесский 100, Сонет, Ача и Омский голозерный 2. После перестоя 15 суток наибольшее снижение энергии прорастания отмечено у сортов Омский голозерный 1 и Одесский 100.

Всхожесть семян заметно снижалась только после 15 суток перестоя растений ячменя на корню. У сортов Ача, Аннабель и Омский голозерный 2 показатель снизился на 8%, у сорта Сонет на 19%, у сорта Одесский 100 на 5%, у сорта Челябинский 99 на 4%. У сорта Бархатный показатель увеличился после 10 суток перестоя на 11%, а после 15 суток снизился до уровня показателя в варианте «полная спелость».

В среднем по сортам снижение всхожести через 15 суток перестоя растений ячменя на корню составило 7% относительно варианта «полная спелость». Наибольшее снижение всхожести через 15 суток перестоя отмечено у сорта Сонет - 19%.

Выявленные изменения показателей качества семян в процессе созревания и перестоя растений на корню, можно использовать при выборе оптимальных сроков уборки сортов ячменя.

6 Характеристика сортов ячменя по коэффициенту соответствия нормативам ГОСТ

Для характеристики сортов по способности формировать зерно в пределах требований высоких классов действующих стандартов мы применили коэффициент соответствия нормативам ГОСТ (Кс„). Величину коэффициента рассчитывали как отношение фактической величины показателя к установленному нормативному значению.

По натуре зерна, наиболее высокий коэффициент - 1,15 у сорта Омский голозерный 1. По крупности зерна Кс„ значительно выше у сортов пленчатого ячменя и наиболее высокий - у сортов Ача и Бархатный.

По содержанию белка относительно норматива ГОСТ на кормовое зерно Кс„ практически у всех сортов ниже единицы, наиболее низкие значения у сорта Бархатный (0,71-0,81), что свидетельствует о неблагополучном состоянии зерна по кормовым достоинствам.

По способности прорастания Кс„ выше единицы только у сорта Ача, что характеризует его как наиболее обеспечивающего требуемый показатель.

Применение коэффициента Ксн позволило дать дополнительную характеристику сортам в плане их возможностей обеспечения уровня качества показателей требованиям высших классов государственных стандартов.

7 Экономическая эффективность возделывания сортов ячменя

Расчет экономических показателей сортов ячменя произведен в соответствии с целевым назначением зерна. Цены на зернофуражный ячмень согласуются с ценами 2012 г. на рынке зерна Тюменской области (3200 руб./т). Цены на крупяной ячмень увеличены относительно цен на зернофуражный ячмень в 1,2 раза, на пивоваренный в 1,5 раза (индексы выведены при сопоставлении с ценами на ячмень, действующими в центральной части России).

Прибыль по сортам ячменя при зернофуражном использовании зерна у пленчатых сортов составляла 8080-9200 руб./га, у голозерных - 4000-5000 руб./га. Уровень рентабельности по этим сортам - 84-96% и 46-54% соответственно (рис. 2).

При использовании зерна на крупяные цели расчетная прибыль увеличилась и наибольшей была у сорта Сонет - 13040 руб./га. Снижена прибыль у голозерных сортов.

Рис. 2 - Уровень рентабельности сортов ячменя при использовании на зернофуражные цели, %, 2008-2010 гг.

У пивоваренных сортов за счет повышенной цены за зерно, прибыль достигала 17-18 тыс. руб./га.

Сорта пивоваренного ячменя отличались высокой рентабельностью: 179,2-189,0% .

Таким образом, использование ячменя по целевому назначению при соответствии показателей качества установленным нормативам обусловливает различия в экономической оценке сортов.

ВЫВОДЫ

1. Установлен высокий потенциал сортов ячменя Ача и Челябинский 99 в формировании зерна, соответствующего требованиям стандарта на крупяной ячмень: зерно этих сортов отличалось высокими показателями -натуры - более 630 г/л, выравненное™ и крупности — более 85%.

2. При оценке сортов пивоваренного ячменя Лча и Челябинский 99 на соответствие требованиям ГОСТ 5060-86 установлены наиболее лимитирующие показатели - способность прорастания и содержание белка. Качество солода, полученного из зерна пивоваренных сортов ячменя, соответствовало второму классу ГОСТ Р 29294-92. Лучшие показатели были у образцов зерна, выращенных в северной лесостепи, в сравнении с зерном из подтаежной зоны.

3. Из сортов, включенных в списки пивоваренных, наиболее высокий коэффициент соответствия показателей качества нормативам ГОСТ (Ксн) был у сорта Ача.

4. По содержанию белка требованиям первого класса национального стандарта ГОСТ Р 53900-2010 на ячмень кормовой соответствовало 53% образцов сорта Омский голозерный 1; 47% образцов сорта Ача; 40% образцов сорта Челябинский 99. Наибольший процент белка в зерне (в среднем 12,3-14,0) формировали сорта, выращенные в южной лесостепи.

5. Энергия прорастания семян пленчатого ячменя была недостаточно высокой: в среднем за годы исследований от 9 до 47%. Выгодно отличался сорт Омский голозерный 1 (52-80%). Лучшие показатели энергии прорастания у сортов, выращенных на опытном поле ТГСХА (северная лесостепь).

6. Доля образцов с высоким показателем всхожести, соответствующим требованиям ГОСТ на семена элиты, составила у сортов Ача - 67%, Челябинский 99 - 40%, Одесский 100 - 40%, Бархатный - 53%, Омский голозерный 1 — 80%. Наиболее высокая всхожесть была у сортов ячменя, выращенных в подтаежной зоне и юго-восточной части северной лесостепи (Ишимский ГСУ).

7. По результатам факторного анализа установлено, что доля влияния фактора «сорт» в изменчивости массы 1000 зерен составляла 21-52%, натуры зерна - 31-75%, пленчатости - 6-40%, энергии прорастания - 30-72%, всхожести - 4-34%.

8. В процессе созревания семян ячменя энергия прорастания у сортов Челябинский 99, Аннабель, Бархатный снижалась при переходе от восковой спелости к полной. У остальных сортов (Ача, Сонет, Одесский 100, Омский голозерный 1, Омский голозерный 2) таких изменений не отмечено.

9. Всхожесть была высокой при тестообразном состоянии зерна (9298%). К полной спелости зерна сорта Ача, Челябинский 99, Бархатный и Одесский 100 снизили показатели на 10-12%. Голозерные сорта сохранили высокую всхожесть к фазе полной спелости — на уровне 92-94%.

10. При перестое на корню растений ячменя 10 суток, наибольшее снижение энергии прорастания наблюдалось у сортов Аннабель (16%), Омский голозерный 1 (14%), Одесский 100 (13%).

11. Всхожесть сортов ячменя через 15 суток после полной спелости снижалась до уровня 72-89%. Наибольшее снижение показателя относительно варианта «полная спелость» отмечено у сорта Сонет.

12. Расчетная прибыль при зернофуражном использовании ячменя составила у сортов пленчатого ячменя 8-9 тыс. руб./га, у сортов голозерного ячменя - 4-5 тыс. руб./га. Уровень рентабельности по этим сортам составил 84-96% и 46-54% соответственно. При условии использования ячменя на крупяные цели уровень рентабельности повышался до 121-135% и 75-84% соответственно. У пивоваренных сортов рентабельность достигала 179-189%.

РЕКОМЕНДАЦИИ ПРОИЗВОДСТВУ

1. Для получения зерна крупяные цели рекомендуется возделывать сорта Ача и Челябинский 99, которые формируют наиболее

высококачественное зерно.

2. Для получения зерна, соответствующего требованиям ГОСТ на пивоваренные цели, ячмень рекомендуется возделывать в подтаежной зоне и северной лесостепи.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Опанасюк И.В. Качество зерна пивоваренных сортов ячменя в условиях Северного Зауралья // И.В. Опанасюк / Аграрный вестник

Урала. 2012. № 2. С. 13-15.

2. Опанасюк И.В. Качество зерна сортов ячменя и факторы, определяющие его в условиях Северного Зауралья / И.В. Опанасюк, Р.И. Белкина // Вестник КрасГАУ. 2012. № 3. С. 63-66.

3. Опанасюк И.В. Качество зерна ячменя, выращенного в различных агроклиматических зонах Тюменской области // И.В. Опанасюк, М.В. Попова / Повышение эффективности сельскохозяйственного производства в Северном Зауралье: Сб. мат. всеросс. науч.-практ. конф. молодых ученых -Тюмень: ТГСХА, 2008. С. 52-56.

4. Опанасюк И.В. Качество семян сортов ячменя в процессе созревания и перестое на корню в северной лесостепи Тюменской области / И.В. Опанасюк // Развитие научной, творческой и инновационной деятельности молодежи: Сб. мат. III науч.-практ. конф. молодых ученых. Курган: КГСХА, 2011. С. 126-129.

5. Опанасюк И.В. Качество семян пленчатых и голозерных сортов ячменя в процессе созревания в северной лесостепи Тюменской области // И.В. Опанасюк / Научные исследования - основа модернизации сельскохозяйственного производства: Сб. мат. междунар. науч.-практ. конф. Тюмень, 2011.С. 103-106.

6. Опанасюк И.В. Показатели продуктивности сортов пленчатого и голозерного ярового ячменя в условиях лесостепи Тюменской области // И.В. Опанасюк / Вюник Житомирського нацюнального агроеколопчного ушверситету. 2011. Випуск №2. Т. 1 (29). С. 55-57.

Подписано в печать 24. 04. 2012. Тираж 120 экз. Печать трафаретная. Заказ 101. Отпечатано в печатном цехе «Ризограф» Тюменского Аграрного Академического Союза 625003, г. Тюмень, ул. Республики, 7

Текст научной работыДиссертация по сельскому хозяйству, кандидата сельскохозяйственных наук, Опанасюк, Ирина Владимировна, Тюмень

61 12-6/431

Министерство сельского хозяйства Российской Федерации

Опанасюк Ирина Владимировна

РОЛЬ СОРТА В ПОЛУЧЕНИИ ЗЕРНА ЯЧМЕНЯ РАЗНОГО ЦЕЛЕВОГО НАЗНАЧЕНИЯ В АГРОКЛИМАТИЧЕСКИХ ЗОНАХ ТЮМЕНСКОЙ ОБЛАСТИ

06.01.01 - общее земледелие

Диссертация на соискание учёной степени кандидата сельскохозяйственных наук

Научный руководитель: доктор с.-х. наук Белкина Р.И.

Тюмень 2012

Оглавление

Введение 4

1 Биологические особенности и качество зерна ячменя в связи с 8

влиянием сорта и условий среды

1.1. Биологические особенности ячменя 8

1.2. Требования к качеству зерна ячменя 11

1.3. Роль сорта в повышении продуктивности и качества 18 зерна ячменя

1.4. Влияние условий выращивания на качество зерна 24 ячменя

1.5. Качество зерна ячменя в процессе созревания и уборки 33

2 Материал, условия и методика проведения исследований, 37

2.1 Материал и условия проведения исследований 3 7

2.2 Агроклиматические ресурсы сельскохозяйственной зоны 44 Тюменской области

2.3 Метеорологические условия в годы проведения 47 исследований

2.4. Условия и методика проведения полевых опытов 54

2.5 Методы исследований 55

3 Технологические свойства зерна сортов ячменя, выращенных 58 в различных агроклиматических зонах Тюменской области

3.1 Масса 1000 зерен 58

3.2 Выравненность зерна ячменя 63

3.3 Крупность зерна ячменя 65

3.4 Натура зерна ячменя 67

3.5. Пленчатость зерна ячменя 70

3.6 Содержание белка 73

3.7 Способность прорастания зерна ячменя 76

3.8 Экстрактивность зерна ячменя 78

3.9 Качество солода из зерна сортов ячменя 80

4 Посевные качества семян сортов ячменя 85

5 Изменение качества зерна ячменя в процессе созревания и 92 перестоя на корню

5.1 Характеристика изучаемых сортов по продуктивности 92

5.2 Качество семян сортов ячменя в процессе созревания 95

5.3 Качество семян сортов ячменя при перестое растений на 99 корню

6 Характеристика сортов ячменя по коэффициенту соответствия 102 нормативам ГОСТ

7 Экономическая эффективность возделывания зерна сортов 106 ячменя

Выводы НО

Список литературы ИЗ

Приложения 132

Введение

Ячмень - традиционная зерновая культура, которую на протяжении многих лет возделывают в Сибири. В силу своих биологических особенностей (короткий вегетационный период, засухоустойчивость), ячмень дает более высокие урожаи, чем другие зерновые культуры, несмотря на недостаток тепла и влаги в отдельные годы.

В начале XX века в некоторых северных регионах ячмень занимал в крестьянских хозяйствах до 90% всех посевов зерновых. Ученые Германии считали, что русские ячмени (начала 1900 годов), богатые белком, дают хорошее пиво (Глуховцев В.В., 1996).

В Сибири ячмень одна из наиболее надежных культур, обладающая способностью использовать биоклиматические ресурсы для формирования высокой продуктивности (Сурин H.A., Ляхова Н.Е. 1993).

Зерно ячменя используется на зернофураж и как сырье для крупяной и пивоваренной промышленности. В современных условиях при целевом использовании зерна ячменя особая роль принадлежит сорту, в частности потенциалу его качества.

По мнению A.A. Грязнова и A.B. Лойковой (2010), в повышение качества зернофуража большой вклад могут внести голозерные сорта ячменя при условии адаптации их к конкретной почвенно-климатической зоне и более широком внедрении в производство.

Ценным сырьем в пивоваренном производстве являются двурядные сорта ячменя, обладающие крупным, выровненным зерном с низким содержанием белка (9-12,5%), с пониженной пленчатостью (8-10%) и высокой энергией прорастания (не менее 95%) (Гулидова В.А., 2001; Кунгурцева Н.М., 2004).

В Тюменской области ячмень возделывается на площади немногим

более 140 тыс. га, что составляет 19% посева зерновых и зернобобовых и

12% общей площади пашни. Наибольшие площади ячмень занимает в

4

Заводоуковском и Казанском районах - около 30% посева зерновых и зернобобовых культур. Зерно ячменя, выращиваемое в области, используется в основном на кормовые цели. Потенциал районированных сортов, ценных по качеству и пивоваренных, недостаточно изучен в плане получения зерна крупяного и пивоваренного назначения.

Для того, чтобы получать необходимое качество зерна ячменя как сырья, важно совершенствовать сортовую структуру этой культуры, рационально использовать биологический потенциал сортов в конкретных зональных условиях с целью получения высококачественного зерна определенного назначения.

Цель исследований:

Выявление возможностей сортов ячменя в формировании показателей качества, соответствующих требованиям государственных стандартов на продовольственное, семенное и кормовое зерно в агроклиматических зонах Тюменской области.

Задачи:

изучить технологические свойства зерна сортов ячменя; - определить посевные качества семян сортов ячменя;

изучить изменение качества зерна ячменя при созревании и перестое растений на корню;

дать оценку сортам ячменя на соответствие зерна требованиям высших классов действующих государственных стандартов;

определить экономическую эффективность производства зерна ячменя различного целевого назначения.

Научная новизна

Впервые дана комплексная оценка технологических и посевных качеств зерна ячменя, выявлена частота формирования показателей

5

относительно требований высших классов национальных стандартов в различных агроклиматических зонах Тюменской области. Рассчитан коэффициент соответствия показателей нормативам ГОСТ. Исследовано изменение качества семян ячменя в процессе созревания и перестоя на корню. Установлена доля влияния фактора «сорт» и «пункт выращивания» в изменчивости показателей технологических и посевных качеств зерна ячменя.

Практическая значимость

Выявленные возможности сортов ячменя формировать показатели качества зерна, отвечающие требованиям национальных стандартов, будут способствовать рациональному их использованию в технологиях производства зерна разного целевого назначения. Установленные особенности изменения показателей качества семян в процессе созревания и перестоя на корню, могут применяться в технологиях производства семян сортов пленчатого и голозерного ячменя для оптимизации сроков уборки.

Положения, выносимые на защиту:

1. Степень соответствия сортов ячменя по показателям качества требованиям высших классов государственных стандартов и возможность получения высококачественного зерна разного целевого назначения в агроклиматических зонах Тюменской области.

2. Выявленные изменения показателей качества семян в процессе созревания и перестоя растений на корню, обусловлены генотипом и способствуют оптимизации сроков уборки сортов ячменя.

Апробация работы. Основные положения диссертации были доложены в виде ежегодных отчётов о научной деятельности на заседаниях кафедры «Технологии производства, хранения и переработки продукции растениеводства» ТюмГСХА в 2008-2010 гг., на Международной научно-практической конференции «Научные исследования - основа модернизации

сельскохозяйственного производства» (Тюмень, 2011), III научно-практической конференции молодых учёных «Развитие научной, творческой и инновационной деятельности молодежи», Курган, КГСХА, 2011 г.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 6 печатных работ, из них 2 - в журналах, рекомендованных ВАК.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 6 глав, выводов и рекомендаций производству. Содержит 132 страницы машинописного текста, включает 31 таблицу, 11 рисунков, 15 приложений. В список использованной литературы внесено 203 источника, в том числе 6 иностранных авторов.

1 Биологические особенности и качество зерна ячменя в связи с влиянием сорта и условий среды

1.1 Биологические особенности ячменя

Яровой ячмень принадлежит к семейству злаковых, или мятликовых (Gramineae, или Роасеае), роду Hordeum, включающему обширную группу дикорастущих видов и только один культурный.

Ботаническое разнообразие ячменя очень велико. Среди дикорастущих видов имеются однолетние и многолетние, используемые в большинстве как кормовые растения. Культурный ячмень насчитывает более 200 ботанических разновидностей (наиболее распространены около 20). Это деление основано на особенностях зерна (пленчатое, голое), плотности колоса, остистости, окраске колоса и остей и ряде других признаков (Культурная флора ..., 1990).

Большинство сортов ячменя, районированных в Западной Сибири, принадлежат к разновидности нутанс (Логинов Ю.П. и др., 2006; Грязнов A.A., 2009).

Культурный ячмень - это однолетнее растение с озимым или яровым типом развития. Яровой ячмень среди других колосовых наиболее скороспелая культура. Как растение длинного дня, он для своего развития требует сравнительно длительного освещения. Яровой ячмень - культура умеренного климата, а поэтому у него незначительная потребность в тепле, как в течение всей вегетации, так и в отдельных её периодах (Богатир Т.К., 1964; Алабушев A.B. и др., 2003).

Различают следующие фазы развития растений ячменя: появление всходов, кущение, выход в трубку, колошение и спелость. Каждый этап развития зерновых культур характеризуется соответствующими требованиями к комплексу внешних условий (Калинин Ф.Л., 1959).

Зерно ячменя начинает прорастать при температуре 1-2 °С, однако наиболее благоприятная температура 20-23 °С (Трофимовская А.Я., 1972;

Сокол A.A., 1985; Беленкевич O.A. 1999; Фатыхов И.Ш., 2001). По данным С.М. Иванова (1935), критическая температура для всходов ячменя - минус 7-8 °С, при этом повреждаются листья, но сохраняется узел кущения.

П.А. Перцев (1933) считал, что растения ячменя наиболее чувствительны к весенним заморозкам в фазе первого листа.

Сумма активных температур, необходимых для появления всходов, составляет около 100 °С (Берёзин А.М., 1972; Неттевич Э.Д. и др., 1981; Беленкевич O.A. 2003; Посыпанов Г.С. и др., 2006).

В начальный период развития для ячменя оптимальна температура 10-15 °С, что значительно ниже оптимума для прорастания семян (20-23 °С). Высокая температура ускоряет развитие и сокращает фазы кущения и формирования элементов продуктивности колоса.

Опасны для ячменя заморозки во время цветения и созревания зерна. Завязь и пыльники повреждаются при минус 1-2 °С. При температуре ниже 13-14 °С задерживаются налив и созревание зерна. Заморозки в фазе молочной и восковой спелости отрицательно влияют на зародыш зерновки и ухудшают её семенные качества. Морозобойное зерно ячменя, как и других зерновых культур, имеет низкую всхожесть и бывает совершенно непригодно на семенные цели. Зерно в полной спелости при влажности менее 16% выдерживает очень низкие температуры и может сохраняться без потери всхожести в течение нескольких лет (Ручкина В.Н., 1939; Вавилов П.П., 1986; Климов С.В, 2001).

В оптимальных условиях фаза прорастания длится 2-5 суток. Ячмень требует для своего прорастания меньше воды, чем другие хлебные злаки: 4865% от массы сухого вещества (Трофимовская А.Я., 1972). Для прорастания ячменному зерну требуется не менее 50% влаги от своей массы, а при влажности почвы менее 30% полной влагоемкости прорастание зерна полностью прекращается.

Максимальный расход влаги приходится на фазы выхода в трубку-

колошение, так как в это время идет интенсивное накопление сухого

9

вещества. Недостаток воды в этот период отрицательно сказывается на урожайности. С наступлением фазы молочной спелости среднесуточное потребление влаги несколько снижается. Однако дефицит влаги в этой фазе сопровождается усыханием стеблей и листьев, прекращением образования крахмала в зерне, повышением доли белковых веществ, снижением выравненное™ и крупности зерна. Таким образом, зерно с высоким качеством можно получить только при бесперебойном обеспечении растений ячменя водой в этот период. Оптимальная влажность почвы для формирования высокого урожая ячменя составляет 60-70% от полной полевой влагоемкости.

К началу колошения ячмень имеет полностью сформированные генеративные органы (Рикш Б., НеШешг^опБ Б., 1998).

В период от колошения до полной спелости происходит перераспределение органических и минеральных веществ в надземных органах. В результате усиленного оттока в зерно содержание их в листьях и стеблях уменьшается при незначительном изменении общей массы растения. Процесс налива зерна связан с быстрой мобилизацией и передвижением в колос из вегетативных органов питательных веществ, для чего необходимо достаточное водоснабжение. Коэффициент водопотребления ярового ячменя около 400 (Гатаулина Г.Г. и др., 2007).

До молочного состояния зерна в растении протекают процессы синтеза, при которых усваивается значительная часть минеральных веществ, необходимых для процессов обмена. После этой фазы преобладают процессы гидролиза. Соединения азота поступают в зерновку из запасов, накопленных в растении до цветения.

Для формирования высокой урожайности и ценных свойств зерна большое значение имеет равномерный оптимальный процесс его налива. Высокая температура и засуха ускоряют все химические процессы, что вызывает вынужденное быстрое созревание, усыхание зерна, приводящее к низкому

накоплению крахмала и к нежелательной группировке азотистых соединений.

Зернообразование - период, от которого во многом зависят технологические свойства сортов пивоваренного ячменя. С его продолжительностью тесно связаны такие показатели, как масса 1000 зерен, содержание белка и крахмала (Случевская Л.Ф., 1969; Неттевич Э.Д. и др., 1981; Шевелуха B.C., 1986; Егорова Н.В., 1998). Чем длительнее период от колошения до полной спелости, тем выше пивоваренные качества ячменя. С наступлением полной спелости в зерне продолжаются физиологические и биохимические процессы, связанные с послеуборочным дозреванием (Борисоник З.Б., 1974).

Данные, полученные В.Ф. Мальцевым и А.И. Васильевым (1978), говорят о том, что урожайность и качество ячменя тесно связаны с сортовыми особенностями.

В течение трех недель после всходов ячмень поглощает 2/3 общей потребности калия и почти до 1/2 фосфора, органической массы за этот период накапливает меньше 1/5 части (Карманенко Н.М., 1967; Державин JI.M., 1992). Благодаря этому он относится к культурам с коротким и интенсивным периодом поглощения питательных веществ и с самого начала своего развития требует обеспечения оптимальных условий питания (Беляков И.И., 1990; Левштанов С., 2006).

1.2 Требования к качеству зерна ячменя

Качество зерна - совокупность его биологических признаков и свойств, обусловливающих пригодность зерна к использованию на посевные, продовольственные, фуражные, пивоваренные и другие цели.

По данным А.Я. Трофимовской (1972), оценку зерна ячменя проводят по тридцати и более признакам.

Для производства пива необходимо зерно ячменя, соответствующее

особым требованиям (Колганов К.Г., 1970; Неттевич Э.Д., 1971; Панников

В.Д., 1980; Чешинский J1.C., 1999). Более широкий набор показателей

11

предусмотрен Правилами технохимического контроля за ведением пивоваренного производства на предприятиях (Горпинченко Т.В., 2008). И.В. Храмцов и др. (2001) отмечали важность требований ГОСТа 9060 - 86 «Ячмень пивоваренный. Технические требования» по целому ряду параметров.

Наиболее важными признаками пивоваренного ячменя считаются показатели химического состава. Вследствие сложности проведения анализов при заготовке, эти показатели не регламентируются ГОСТом. Однако без их определения невозможны ни оценка сырья на пивоваренных заводах, ни исследование новых сортов ячменя.

Лучшим для пивоварения считается двурядный ячмень, дающий крупное, выровненное, равномерно прорастающее зерно (Горпинченко Т.В., 2008; Глуховцев В.В. 1996; Евтушкова Е.П., 2005).

В связи с этим, к основным показателям качества зерна ячменя пивоваренного назначения относятся: натура, пленчатость, крупность, способность к прорастанию, содержание белка, содержание крахмала, экстрактивность (Глуховцев, В.В. 1996; Гораш О.С. , 2007; Шубенко Н.П., 2008; Doll Н., 1970).

Из внешних признаков, легко и быстро определяемых без специальных приборов, следует отметить цвет, форму, запах (Антонюк П.П., Ефимова Н.С., 1999; Смолин В.П., 2001). По свежести окраски оболочек, отсутствию или, наоборот, наличию изменений в их естественном цвете судят о сырьевых качествах ячменя. Потемневшие или обесцвеченные пленки свидетельствуют о неблагоприятных условиях во время уборки урожая, заболевании или повреждении зерна заморозком (Горпинченко Т.В., 2008).

Форма зерна - стойкий зерновой признак. Лучшие пивоваренные сорта имеют эллиптическую или овальную форму, что свидетельствует о равномерном распределении запасных питательных веществ по всей длине зерновки и способствует более быстрому и полному их растворению в период солодоращения.

О свежести ячменя судят и по запаху, который должен быть слабым, напоминающим запах хорошей соломы, без затхлого, солодоватого или постороннего запаха.

По ГОСТу 5060-86 содержание сорной примеси в пивоваренном ячмене допускается не более 1% для перво�