Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Технологические и биохимические показатели качества зерна озимых культур в Северном Зауралье

ВАК РФ 06.01.05, Селекция и семеноводство

Автореферат диссертации по теме "Технологические и биохимические показатели качества зерна озимых культур в Северном Зауралье"

На правах рукописи

Волкова Наталья Алексеевна

Технологические и биохимические показатели качества зерна озимых культур в Северном Зауралье

Специальность 06.01.05 - селекция и семеноводство сельскохозяйственных растений

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

11 ПАР 2015

005560448

Тюмень-2015

005560448

Работа выполнена в ФГБОУ ВПО «Государственный аграрный университет Северного Зауралья» на кафедре технологии производства, хранения и переработки сельскохозяйственной продукции

Научный доктор сельскохозяйственных наук, с.н.с.,

руководитель: Белкина Раиса Ивановна

Официальные Стёпочкин Петр Иванович,

оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук, ведущий научный

сотрудник лаборатории генофонда растений, Сибирский научно-исследовательский институт растениеводства и селекции

Мальцева Лидия Терентьевна,

кандидат сельскохозяйственных наук, ведущий научный сотрудник лаборатории селекции пшеницы, Курганский научно-исследовательский институт сельского хозяйства

Ведущая организация:

Уральский научно-исследовательский институт сельского хозяйства

Защита состоится «24» апреля 2015 г. в 10 часов на заседании диссертационного совета Д 220.064.02 при Государственном аграрном университете Северного Зауралья по адресу:

625003, г. Тюмень, ул. Республики, 7.

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

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Государственного аграрного университета Северного Зауралья и сайте университета http://www.tsaa.ru

Автореферат разослан «20» февраля 2015 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Литвиненко Наталья Владимировна

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Одна из важнейших мировых проблем -продовольственная. В ее решении большая роль принадлежит зерновому хозяйству, которое является основой для развития остальных направлений агропромышленного комплекса (Гордеев A.B., Бутковский В.А., 2003).

Стабильность производства зерна во многом зависит от потенциала продуктивности и качества возделываемых сортов. По мнению В.В. Новохатина (2012), требования, предъявляемые к новым сортам зерновых культур в Северном Зауралье, наряду с продуктивностью, определяются их устойчивостью к прорастанию в колосе, способностью формировать высококачественное зерно в прохладных и увлажненных условиях, которые часто наблюдаются в период созревания зерна.

Существенная роль в увеличении производства высококачественного зерна разного целевого назначения в регионе принадлежит озимым культурам в связи с возможностью уборки их в ранние сроки, а также получения зерна стандартной влажности и хорошего качества.

Внедряемые в производство сорта озимых культур должны быть более адаптированы, чем стандарты, к природно-климатическим условиям конкретного региона, обладать морозо- и зимостойкостью, повышенной урожайностью и качеством (Владимиров Н.С., 1971; Савченко И.В., 2010).

Потенциал качества зерна сортов озимой пшеницы, тритикале и ржи, выращиваемых в последние десятилетия в сельскохозяйственных предприятиях и на сортоучастках Тюменской области, практически не изучен. В связи с этим целесообразно было исследовать комплекс технологических и биохимических свойств зерна этих культур.

Цель исследований: изучение технологических и биохимических свойств зерна сортов озимых культур, выращенных в агроклиматических зонах области, выявление их потенциала в формировании зерна на уровне требований национальных стандартов.

Задачи исследований:

- изучить физические свойства зерна озимых культур;

- определить содержание и качество клейковины в зерне пшеницы и тритикале;

- оценить физические свойства теста и хлебопекарные качества пшеницы и тритикале;

- определить активность фермента альфа-амилазы в зерне озимых культур по числу падения;

- исследовать химический состав зерна озимых культур;

- выявить взаимосвязи между признаками качества зерна озимой пшеницы.

Научная новизна исследований. Впервые в условиях Северного Зауралья дана комплексная оценка сортам озимых культур государственного испытания на соответствие зерна требованиям национальных стандартов. Получены новые научные сведения о сырьевых достоинствах зерна сортов пшеницы, ржи и тритикале, выращенных в агроклиматических зонах Тюменской области. Установлена доля вклада факторов «сорт» и «пункт выращивания» в изменчивость признаков качества зерна. Выявлены взаимосвязи количества белка и клейковины в зерне озимой пшеницы с физическими свойствами теста и хлебопекарными качествами. Определено содержание химических элементов (селена, серы, углерода и водорода) в зерне озимой пшеницы и тритикале.

Положения, выносимые на защиту:

1. Показатели качества зерна озимых культур соответствовали требованиям национальных стандартов; физические свойства теста и хлебопекарные качества сортов озимой пшеницы были в пределах требований к ценной пшенице и пшенице-филлеру, сортов озимой тритикале - на уровне слабой пшеницы.

2. Ведущий фактор в изменчивости признаков качества зерна озимой пшеницы - «сорт», влияние фактора «пункт выращивания» было нестабильным.

3. Содержание серы и селена в зерне озимой пшеницы и озимой тритикале связано с влиянием сорта, условий года и пункта выращивания.

Практическая значимость. К использованию в селекции озимых культур для условий Северного Зауралья предложены сорта, выделившиеся по показателям качества зерна. Для оценки селекционного материала озимой пшеницы на ранних этапах селекции показана возможность прогноза физических свойств теста и хлебопекарных качеств по содержанию белка и клейковины. Обоснована необходимость подбора для региона сортов озимой пшеницы с качеством зерна не ниже требований к ценной пшенице по хлебопекарной силе.

Апробация работы. Результаты исследований докладывались на заседаниях кафедры технологии производства, хранения и переработки продукции растениеводства ГАУ Северного Зауралья в 2009, 2010, 2011 гг.; на научно-практических конференциях: «Перспективы инновационного развития АПК» (Тюмень, 2010); «Инновационное развитие АПК Северного Зауралья» (Тюмень, 2013); «Развитие научной, творческой и инновационной деятельности молодежи» (Курган, 2014).

Личный вклад соискателя. Лабораторные опыты, анализ полученных экспериментальных данных, статистическая обработка результатов и написание текста диссертации выполнены лично автором.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 6 научных статей, в т.ч. 3 работы в ведущих рецензируемых научных журналах, определенных ВАК РФ.

Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 161 страницах компьютерного текста, включает 72 таблицы, 11 рисунков и 23 приложения, состоит из введения, 7 глав, выводов и практических рекомендаций. Список литературы содержит 229 источников, в том числе 17 иностранных.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ 1 Обзор литературы

В главе представлен обзор литературы в плане требований к сортам озимых культур для региона, дана характеристика показателям качества зерна и факторам, их определяющим. Представлены достижения селекции в создании сортов озимой ржи с высоким качеством зерна, изложена роль сорта в получении высококачественного зерна озимой пшеницы и приведены сведения по качеству зерна сортов озимой тритикале.

2 Материал, условия и методика проведения исследований

Исследования выполнены на базе Агротехнологического института ГАУ Северного Зауралья в лабораторных условиях. В исследования были включены 14 сортов озимой пшеницы, 8 сортов озимой ржи и 5 сортов озимой тритикале, выращенных в 2009-2011 гг. в трех агроклиматических зонах Тюменской области: подтаежной (Нижнетавдинский ГСУ), северной лесостепи (Ялуторовский ГСУ), южной лесостепи (Бердюжский ГСУ).

Изучение сортов озимых культур в полевых опытах выполнялось службой государственного испытания в соответствии с принятой в сортоиспытании методикой. Предшественник для всех культур - чистый пар.

Оценка технологических свойств зерна проводилась по следующим показателям: масса 1000 зерен - ГОСТ 10842-89; натура - ГОСТ 10840-64; стекловидность - ГОСТ 10987-76; содержание и качество клейковины - ГОСТ 13586.1-68. Оценка физических свойств теста на альвеографе и фаринографе, а также оценка хлебопекарных свойств образцов пшеницы и тритикале выполнена Западно-Сибирским межрегиональным центром по комплексной оценке качества испытываемых сортов (г. Барнаул).

Определены биохимические показатели: содержание белка - ГОСТ 10846-91; активность фермента а-амилазы по числу падения - ГОСТ 27676-88;

3

содержание крахмала - ГОСТ 10845-98; содержание селена - в соответствии с методическими указаниями МУК 4.1.033-95 с использованием прибора «Флюорат 02-2М»; содержание углерода, водорода, серы - на приборе Vario micro cube.

Математическая обработка результатов исследований выполнена методом дисперсионного, корреляционного и регрессионного анализов по Б. А. Доспехову (1985). Расчет НСР для средних за годы исследований проведен по методике В.И. Короневского (1985).

Характеристика агрометеорологических условий в годы проведения исследований. В условиях подтаежной зоны (Нижнетавдинский ГСУ) среднесуточная температура воздуха в период созревания зерна озимых культур в 2009 г. и 2010 г. находилась в пределах средней многолетней, в 2011 г. - ниже на 1,8 "С. Количество осадков в 2009 г. было на уровне среднего многолетнего значения (90 мм), в 2010 г. - ниже 49 мм, в 2011 г. -незначительно превышало многолетний уровень.

В северной лесостепи (Ялуторовский ГСУ; в 2009 г. и 2011 г. температура воздуха в основной период созревания зерна озимых культур была 18,6 °С, что на 1°С ниже, а в 2010 г. - на 5,6 °С выше средней многолетней. Количество осадков в 2009 г. - на уровне среднего многолетнего значения (72 мм), в 2010 г. - значительно ниже (30 мм), в 2011 г. превышало многолетний уровень на 47 мм.

В южной лесостепи (Бердюжский ГСУ) температура воздуха периода созревания зерна была в 2009 г. и 2010 г. незначительно ниже средней многолетней (на 0,5-0,6 "С), в 2011 г. - ниже на 1,5 "С. Осадки варьировали по годам: в 2009 г. - 20 мм, в 2010 г. - 14 мм, в 2011 г. - 101 мм (при среднем многолетнем уровне 78 мм).

Погодные условия пунктов выращивания оказывали влияние на технологические свойства зерна озимых культур.

3 Качество зерна сортов озимой пшеницы 3.1 Технологические и биохимические показатели качества зерна сортов озимой пшеницы, выращенных в различных агроклиматических зонах Тюменской области

По массе 1000 зерен среди сортов озимой пшеницы выделились: Рубежная (среднее значение за годы исследований 45,1 г, максимальное - 50,4 г), Эльгина (43,2 г; 50,5 г), Умка (39,6 г; 45,2 г), Юбилейная 180(38,9 г; 44,4 г), Башкирская 10 (38,3 г; 45,6 г), Новосибирская 40 (36,8 г; 40,3 г), Новосибирская 51 (36,1 г; 40,2 г). У стандарта Новосибирская 32 среднее значение показателя достигло 33,0 г, максимальное - 36,9 г.

Доля влияния фактора «сорт» в изменчивости массы 1 ООО зерен составила в годы исследований (2009, 2010, 201 1) 55%, 37%, 78%; влияние фактора «пункт выращивания» находилось в пределах 30%, 61%, 4%.

Выявлен высокий потенциал сортов озимой пшеницы в формировании натуры зерна. Средние значения показателя в пределах требований первого класса действующего ГОСТ 52554-2006 (не менее 750 г/л), у большинства сортов выше 770 г/л (рис. 1). Максимальная величина натуры зерна зафиксирована у сортов Зауральская озимая (828 г/л), Альбина 45 (812 г/л), Эльгина (806 г/л), Омская 6 (800 г/л). По средним значениям показателя во всех пунктах выращивания выделились сорта Бийская озимая. Новосибирская 40, Новосибирская 51.

700

Подтаежная зона Северная лесостепь Южная лесостепь

(Нижнетавдинский ГСУ) (Ялуторовский ГСУ) (Бердюжский ГСУ)

П Новосибирская 32, эг Башкирская 10 Бийская озимая

ш Новосибирская 40 я Новосибирская 51

Рисунок 1 - Натура зерна у сортов озимой пшеницы, г/л (2009-201 1 гг.) НСР для фактора А (сорт): 3: НСР для фактора В (пункт): 2.

Доля влияния фактора «сорт» в изменчивости натуры зерна озимой пшеницы составила по голам исследований 64%, 67%, 20%; доля влияния пункта выращивания 15%, 26%, 77%.

Сорта озимой пшеницы характеризовались достаточно высокой стекловидностью — средние значения 66-89%. Показатели были относительно стабильными во всех зонах выращивания.

Влияние сорта на данный признак максимальным было в 2009 г. — 62%, 52% - в 2010 г. и 21% - в 2011 г. Доля влияния пункта выращивания составила соответственно 5%, 23% и 58%.

Рассматривая средние значения количества клейковины в зерне (табл. 1), можно выделить сорт Альбина, у которого содержание клейковины выше, чем

у других изучаемых сортов, а также низкий коэффициент вариации этого признака. 67% исследуемых образцов сорта Альбина по количеству клейковины соответствовали требованиям второго класса ГОСТ (не менее 28%). Процент соответствия нормативам второго класса у других сортов 1 ] -33, за исключением Юбилейной 180, Зауральской озимой, Омской 6, Филатовки и Умки, образцы которых соответствовали только нормативам третьего и четвертого классов. Как показывают данные таблицы, большая часть сортов способна формировать клейковину в пределах нормативов третьего класса ГОСТ, т.е. на уровне требований на продовольственное зерно.

Таблица 1 - Количество клейковины в зерне сортов озимой пшеницы,

2009-2011 гг.

Сорт Количество образцов* Среднее значение, % min - max, % CV, % Количество образцов, соответств. треб.3 кл. ГОСТ,%

Новосибирская 32, st 9 26,4 22,4 - 29,6 8,5 89

Бийская озимая 9 24,1 19.3-29,0 11.7 78

Новосибирская 40 9 25,5 19,6 - 30,6 12,7 89

Новосибирская 51 9 26,1 22,6 - 32,2 11,3 89

Башкирская 10 8 24,6 21,4-29.7 10,7 75

Юбилейная 180 5 23,8 21.1 - 26,3 9.6 60

Альбина 45 4 26,5 24,0- 30,1 10,1 100

Зауральская озимая 4 24,2 23,0 - 25,6 5.6 100

Альбина 3 27.9 26,6 - 28,7 4.2 100

Омская 6 3 22,6 21.0-23.7 6,4 67

Рубежная 3 27,2 23.6-31,3 14,2 100

Филатовка 3 24,9 23,0 - 27.2 8,6 100

Умка 3 22.5 18,6-25,0 15,2 67

Эльгина 3 25,5 21,2 - 29,4 16.1 67

'Количество проанализированных образцов.

У сортов пшеницы, выращенных в трех агроклиматических зонах в 2009201 1 гг. количество клейковины не ниже нормативов третьего класса. Во всех агроклиматических зонах выделяются сорта Новосибирская 32, Новосибирская 40 и Новосибирская 5!, показатели которых наиболее стабильны (рис. 2).

Анализ доли влияния факторов в изменчивости количества клейковины показал, что в 2009 и 2011 гг. в большей степени влияло взаимодействие факторов (53%; 58%). В 2010 г. преобладало влияние «пункта выращивания» (76%). Доля влияния «сорта» составила в годы исследований от 1 5 до 33%.

30 25 20 15 10 5 0

27 3 27,9 27,9

24,6 25,2j

Подтаежная зона (Нижнетавдинский ГСУ)

25Д 23 4 24,6 Sd

Северная лесостепь (Ялуторовский ГСУ)

U Новосибирская 32, st Башкирская 10 Новосибирская 40 & Новосибирская 51

26,7 27,4

23,5 23,2 «?

Южная лесостепь (Бердюжский ГСУ)

Бийская озимая

Рисунок 2 - Влияние зоны выращивания на содержание клейковины в зерне сортов озимой пшеницы, % (2009-2011 гт.)

НСР для фактора А (сорт): 1,2; НСР для фактора В (пункт): 1,0.

У изучаемых сортов за годы исследований качество клейковины соответствовало первой и второй группам. У большинства образцов в эти годы показания прибора ИДК составили 45-75 ед. (первая группа).

Величина числа падения у сортов озимой пшеницы в среднем за годы исследований была не ниже нормативов третьего класса ГОСТ (не менее 150 с) во всех зонах выращивания.

По физическим свойствам теста и хлебопекариьш качествам дана характеристика двум сортам озимой пшеницы Новосибирской 32 и Новосибирской 51. Сила муки по альвеорафу изучаемых сортов находилась в пределах 128-211 е.а., это ниже нормативов на ценную пшеницу (табл. 2). Наибольшая величина силы муки (265 е.а.) зафиксирована у сорта Новосибирская 51 в 2009 г. при выращивании в условиях подтаежной зоны, что соответствует нормативу на ценную пшеницу. Упругость теста у сортов варьировала в зависимости от зоны возделывания от 39 до 60 мм. Эти величины характерны для слабой пшеницы и пшеницы-филлера. Показатели альвеографа были выше у сорта Новосибирская 51 в сравнении со стандартом Новосибирская 32. Разжижение теста по фаринографу у изучаемых сортов озимой пшеницы было значительным. Из 18 проанализированных образцов только два соответствовали нормативам на ценную пшеницу (оба сорта в 2010 г. в зоне южной лесостепи), остальные были на уровне пшеницы-филлера и слабой пшеницы. Валориметрическая оценка только у сорта Новосибирская 51

в условиях подтаежной зоны соответствовала требованиям к ценной пшенице, остальные показатели сортов были в пределах нормативов на пшеницу-филлер.

Таблица 2 - Физические свойства теста и хлебопекарные качества сортов озимой пшеницы, 2009-2011 гг.

Сорт Оценка на альвеографе Оценка на фаринографе Хлебопекарная оценка

упругость теста, мм сила муки, е.а. разжижение теста, е.ф. валориме-трнческая оценка, % объем хлеба, мл общая оценка, баллов

Подтаежная зона (Нижнетаадинский ГСУ)

Новосибирская 32 46 167 193 49 770 3,3

Новосибирская 51 60 211 147 55 843 3,6

Северная лесостепь (Ялуторовский ГСУ)

Новосибирская 32 42 128 183 46 800 1 3,3

Новосибирская 51 52 159 133 40 923 3,9

Южная лесостепь (Бердюжский ГСУ)

Новосибирская 32 44 153 123 46 ^ 883 3,7

Новосибирская 51 39 154 167 42 797 3,3

Хпебопекарные качества у сортов озимой пшеницы различались незначительно. По объему хлеба и общей его оценке некоторое превосходство у сорта Новосибирская 51 в условиях подтаежной зоны и северной лесостепи. Наибольший объем хлеба (1040 мл) отмечен у сорта Новосибирская 32 при выращивании его в 2010 г. в подтаежной зоне. Максимальная величина общей оценки хлеба (4,2 балла) была у сорта Новосибирская 32 в условиях подтаежной зоны и южной лесостепи в 2010 г.

Содержание белка и крахмала - признаки технологической и пищевой ценности зерна.

Количество белка и крахмала определено в зерне двух сортов озимой пшеницы Новосибирская 32 и Новосибирская 51 урожая 2009-2011 гг., выращенных в трех агроклиматических зонах.

По литературным сведениям (Горпинченко Т.В., 2008), количество белка в зерне сильных и ценных сортов озимой пшеницы, выращенных в европейской части страны составляет 14-15%.

Среднее количество белка в зерне изученных нами сортов составило 12,415,1%. Условия пунктов выращивания оказали преобладающее действие, сорта по этому признаку практически не различались.

Количество крахмала варьировало в зерне сортов озимой пшеницы от 44,3 до 57,7%. В среднем за годы исследований в зерне сорта Новосибирская 32

содержание крахмала составило в подтаежной зоне 52,9%, в северной лесостепи - 54,1%, в южной лесостепи - 52,0%; у сорта Новосибирская 51 -52,6%, 52,8%), 52,5% соответственно.

3.2 Качество зерна озимой пшеницы в Западно-Сибирском регионе

Нами совместно с заведующей Западно-Сибирским региональным центром по комплексной оценке испытываемых сортов Г.С. Левиной обобщены результаты оценки технологических свойств зерна сортов озимой пшеницы, выращенных в 2009-2011 гг. на сортоучастках Новосибирской, Кемеровской областей и Алтайского края. Анализировались образцы сортов Новосибирская 32, Новосибирская 51, Новосибирская 40, Башкирская 10, Юбилейная 180, Зауральская озимая, Бийская озимая.

Установлено, что у сортов озимой пшеницы показатели натуры зерна, стекловидности, содержания белка и качества клейковины соответствовали требованиям к сильной и ценной пшенице. Количество клейковины, сила муки, показатели фаринографа, объем хлеба и общая оценка хлеба - находились, как правило, в пределах требований на ценную пшеницу и пшеницу-филлер. По комплексу физических свойств теста и хлебопекарных качеств выделились сорта Башкирская 10 и Зауральская озимая.

3.3 Корреляция между признаками качества зерна озимой

пшеницы

Выявление взаимосвязей между признаками качества зерна пшеницы необходимо для получения возможности прогноза хлебопекарной силы сортов по таким показателям, как количество клейковины и ее качество, содержание белка и др. Исследованиями установлено (Войтович Н.В., 2002) положительное влияние повышения содержания белка и клейковины на реологические свойства теста сортов озимой пшеницы.

Нами рассчитана взаимосвязь между признаками качества зерна на сортах озимой пшеницы, выращенных в 2009-2011 гг. на сортоучастках Западной Сибири (взаимосвязи рассчитаны по 34 образцам).

Высокая положительная взаимосвязь установлена между содержанием белка и клейковины (г=0,971), содержанием белка и временем образования теста по фаринографу (г=0,749), содержанием белка и валориметрической оценкой (г=0,765), содержанием клейковины и временем образования теста по фаринографу (г=0,798), содержанием клейковины и валориметрической оценкой (1^0,816) (табл. 3).

Уравнения регрессии рассчитаны для признаков, корреляция между которыми высокая и средняя и связь существенна.

9

Таблица 3 - Корреляция и регрессия между признаками качества зерна озимой

пшеницы

Коррелирующие признаки

Белок-, % - В ПС. %

Белок, % - валориметрическая оценка. %

Клейковина, % - ВПС, %

Клейковина, % - время образования теста, мин

Клейковина, % -оценка, %

валориметрическая

Клейковина. % - сила муки, е.а.

Клейковина, % - объем хлеба. 1

Коэффициент корреляции

0,641*

0,765*

0,639*

0,79íf

0.816*

0,487*

0,495*

Уравнение регрессии

У^0,91х + 47,29

У - 5,83х -21,75

У - 0,33х + 50,54

У = 0,46х - 5,95

У = 2,27х -4,79

У = 6,68х - 14,73

У = 11,24х + 634,38

*Связь существенна на 5%-ном уровне значимости.

Высокая степень взаимосвязи дает возможность прогноза физических свойств теста у сортов озимой пшеницы по содержанию белка и клейковины, что может использоваться для оценки материала на ранних этапах селекции.

4 Качество зерна сортов озимой ржи, выращенных в различных агроклиматических зонах Тюменской области

В результате определения массы 1000 зерен у сортов озимой ржи выделились тетраплоидные сорта Тетра короткая (среднее значение 38,2 г, максимальное - 40,2 г), Юбилейная 25 (37,5 г, 39,3 г). У стандарта Петровна среднее значение показателя составило 28,4 г, максимальное - 34,5 г. Наибольшее влияние сорта на изменчивость признака достигло 74%, пункта выращивания - 90%.

Средняя величина натуры у диплоидных сортов ржи была высокой -более 700 г/л, что соответствует нормативам первого класса действующего ГОСТ (табл. 4).

Таблица 4 - Натура зерна у сортов озимой ржи, г/л (2009-2011 гг.)

Сорт Количество образцов Среднее значение, г/л min- шах, г/л CV, % 3,0 Количество образцов, соответст. треб. 1 кл. ГОСТ, % 89

Петровна, 51 9 г 725 694 - 758

Памяти Кунакбаева 10 720 684 - 752 3,1 80

Сибирская 87 9 725 696 - 758 2.8 89

Ирина 7 720 700 - 745 2.1 100

Иртышская 7 720 697 - 745 2,2 86

Петровна 2 Тетра короткая 5 734 714-758 651 -692 2.6 3.1 100

3 671 0

Юбилейная 25 3 663 626 - 690 5,0 0

У тетраплоидных сортов показатель ниже - 663-671 г/л (третий класс). Доля влияния сорта в изменчивости натуры зерна достигала 72%, влияние пункта выращивания находилось в пределах 12-25%.

Средние значения числа падения у сортов озимой ржи изменялись от 150 до 214 с, что характеризует принадлежность зерна к первому и второму классам ГОСТ.

Процент белка варьировал у образцов озимой ржи от 7,70 до 10,15%. Максимальное количество белка сформировалось в зерне сорта-стандарта Петровна (10,15%), выращенном в северной лесостепи в 2009 г. и сорта Памяти Кунакбаева, выращенном в подтаежной зоне в 2010 г. (10,03%). Содержание крахмала в зерне сортов ржи было на уровне 59-60%.

5 Качество зерна сортов озимой тритикале, выращенных в различных агроклиматических зонах Тюменской области

Крупность зерна является особенностью тритикале. Зерно этой культуры более крупное и выравненное, чем у пшеницы и ржи (Анискин В.И. и др., 1992). Среди изученных сортов тритикале по массе 1000 зерен выделились Саргау ( среднее значение 43,3 г, максимальное - 46,7 г), Торнадо (43,3 г; 46,2 г), Зимогор (42,7 г; 47,0 г). Среднее значение массы 1000 зерен сорта-стандарта Цекад 90 составило 36,9 г, максимальное - 42,5 г (табл. 5).

Таблица 5 -Масса 1000 зерен сортов озимой тритикале, 2009-2011 гг.

Сорт Количество образцов* Среднее значение, г ггмп - шах, г СУ, %

Цекад 90, я 10 36,9 30,2 - 42.5 11,8

Сире 57 10 37,7 30,8 - 44.2 11,1

Зимогор 8 42,7 36,0 - 47.0 9,1

Башкирская короткостебель ная 7 38,1 30,5 - 45,9 13,6

Торнадо 7 43,3 39,7 - 46,2 5,0

Саргау 4 43,3 37,1 -46,7 9,7

'Количество проанализированных образцов.

Натура зерна у сортов тритикале варьировала от 563 до 783 г/л. Лучшие условия для формирования высоконатурного зерна были в 201 1 г.: в подтаежной зоне величина натуры в среднем по сортам составила 730 г/л, в северной лесостепи — 726 г/л, в южной лесостепи - 735 г/л. Среди сортов по этому признаку выделился Зимогор (максимальное значение 783 г/л).

По содержанию клейковины в зерне выделились сорта Саргау (среднее значение 23,8%, максимальное - 31,8%) и Аллегро (17,1%; 22,5%). У стандарта

Цекад 90 показатель варьировал в пределах 12,3-17,6%, составляя в среднем 15,4%.

Физические свойства теста, хлебопекарные качества, содержание белка и крахмала определены в зерне двух, районированных в области сортов тритикале - Цекад 90 и Сире 57. Сорта выращивались в 2009-2011 гг. в подтаежной зоне и северной лесостепи. По физическим свойствам теста, объему хлеба и общей его оценке сорта тритикале были на уровне слабой пшеницы. Содержание белка зависело от условий года и пункта выращивания, показатель варьировал в пределах 8,6-14,2%. Среднее его значение составило у сорта Цекад 90 - 11,1%, у сорта Сире 57 - 10,7%. Количество крахмала в зерне сорта Цекад 90 в среднем за годы исследований было несколько ниже в подтаежной зоне (58,3%), чем в северной лесостепи (61,5%). Сорт Сире 57 отличался незначительным преимуществом по этому показателю: 59,5% и 62,3% по зонам соответственно.

6 Биохимические показатели зерна озимых культур

Для определения содержания серы в зерне озимых культур (сортов пшеницы Новосибирская 32 и Новосибирская 51, сортов Тритикале Цекад 90 и Сире 57) был применен прибор Vario micro cube.

Содержание серы в зерне сортов пшеницы было выше при выращивании их в условиях подтаежной зоны (0,04-0,06%), чем в северной лесостепи (0,020,03%>). Сорт Новосибирская 32 по содержанию исследуемого элемента незначительно превысил Новосибирскую 51.

Содержание серы составило у сорта тритикале Цекад 90 в подтаежной зоне 0,03%, в северной лесостепи - 0,02%, у сорта Сире 57 - 0,04% и 0,01% соответственно. Нужно отметить сильное варьирование этого признака по годам.

Для определения содержания селена в зерне озимых культур был применен прибор «Флюорат 02-2М».

Содержание селена в зерне изучаемых сортов озимой пшеницы изменялось в зависимости от сорта и условий выращивания (рис. 3). Повышенным количеством микроэлемента в зерне характеризовался сорт Новосибирская 51: в подтаежной зоне величина показателя составила 42 мкг/кг; в северной лесостепи - 214 мкг/кг; у Новосибирской 32-31 и 144 мкг/кг соответственно. Изучаемые сорта озимой тритикале также дифференцированы по содержанию селена в зерне. Особенно это проявилось в зоне северной лесостепи: у сорта Цекад 90 количество селена достигло 197 мкг/кг, у сорта Сире 57 показатель ниже на 50 мкг/кг.

Подтаежная зона {Нижнетавдинский Северная лесостепь (Ялуторовский ГСУ) ГСУ)

П Новосибирская 32, St Новосибирская 51 V Цекад 90, St й- Сире 57

Рисунок 3 Содержание селена в зерне озимой пшеницы и озимой тритикале в различных зонах выращивания, мкг/кг (2009-2011 гг.)

7 Характеристика сортов озимых культур по качеству зерна

относительно требований действующих национальных стандартов

В главе представлена краткая характеристика сортов озимых культур по технологическим свойствам зерна. Приведена также урожайность сортов по данным сортоучастков области. На примере сортов озимой пшеницы показано, что оптимальное сочетание признаков качества зерна наблюдалось в условиях подтаежной зоны (Нижнетавдинский ГСУ), это, по-видимому, связано с более равномерным распределением осадков в период созревания зерна в годы исследований. Обоснована необходимость подбора для сортоизучения в условиях Северного Зауралья сортов озимой пшеницы с качеством зерна не ниже уровня ценной.

Выводы

1. Высокий потенциал в формировании массы 1000 зерен проявили сорта озимой пшеницы Башкирская 10, Юбилейная 180, Рубежная, Умка, Эльгина (максимальные показатели 44,4-50,5 г); в формировании натуры зерна

Бийская озимая, Новосибирская 40 и Новосибирская 51 (средние показатели > 800 г/л); в формировании содержания клейковины — Новосибирская 51, Новосибирская 40, Альбина 45 и Рубежная (максимальные показатели 30,6-32,2 %)•

2. Сорта озимой пшеницы, выращенные на сортоучасках ЗападноСибирского региона (обобщены результаты по семи сортам) и на сортоучастках Тюменской области (Новосибирская 32 и Новосибирская 51) формировали

натуру зерна, стекло видность, содержание белка и качество клейковины на уровне требований ГОСТ к сильной и ценной пшенице. Сила муки, показатели фаринографа, объем хлеба и общая его оценка находились, как правило, в пределах требований на ценную пшеницу и пшеницу-филлер. По комплексу физических свойств теста и хлебопекарных качеств выделились сорта Башкирская 10 и Зауральская озимая.

3. Среди сортов озимой ржи по массе 1000 зерен лучшими были Тетра короткая, Юбилейная 25, Памяти Кунакбаева (максимальные показатели 37,740,2 г); по числу падения - сорт Памяти Кунакбаева; по содержанию белка преимущество у стандарта Петровна. Натура зерна у диплоидных сортов озимой ржи соответствовала требованиям первого и второго классов ГОСТ.

4. Из сортов озимой тритикале высокой массой 1000 зерен характеризовались Зимогор (среднее значение 42,7 г), Торнадо (43,3 г), Саргау (43,3 г). Показатели натуры зерна у сортов озимой тритикале находились в пределах 682-715 г/л. По количеству клейковины в зерне лучшим был сорт Саргау (максимальное значение - 31,8 %, среднее - 23,8 %), у остальных сортов среднее значение показателя составило 13,1-17,1 %. Содержание белка в зерне районированных в области сортов озимой тритикале Цекад 90 и Сире 57 было на уровне 12% (максимальные показатели 14,2-14,3 %). Физические свойства теста и хлебопекарные качества у этих сортов соответствовали уровню слабой пшеницы.

5. Установлена высокая положительная взаимосвязь между содержанием белка и клейковины в зерне озимой пшеницы (г=0,971), содержанием белка и временем образования теста по фаринографу (г=0,749), содержанием белка и валориметрической оценкой (г=0,765), содержанием клейковины и временем образования теста по фаринографу (г=0,798), содержанием клейковины и валориметрической оценкой (г=0,816).

6. Уравнение регрессии для прогноза валориметрической оценки по фаринографу у сортов озимой пшеницы имеет вид: У = 2,27х - 4,79, где х -содержание клейковины.

7. Доля влияния фактора «сорт» в изменчивости массы 1000 зерен озимой пшеницы составила в годы исследований 37-78%, в изменчивости натуры зерна - 20-67 %, стекловидности - 21-62 %, содержания клейковины -15-33 %, качества клейковины - 11-13 %, числа падения - 17-36 % (относительно пункта выращивания и взаимодействия факторов).

8. Оптимальное сочетание признаков качества зерна у сортов озимой пшеницы наблюдалось в условиях подтаежной зоны (Нижнетавдинский ГСУ), что, по-видимому, связано с более равномерным распределением осадков в период созревания зерна в годы исследований.

14

9. Содержание серы у исследуемых сортов озимой пшеницы и тритикале было выше при выращивании в подтаежной зоне (0,04-0,06 %). Наибольшая величина содержания углерода и водорода в среднем за годы исследований отмечена у озимой пшеницы Новосибирская 32 и у озимой тритикале - Цекад 90.

10. Отмечены существенные различия содержания селена в зависимости от года, сорта и пункта выращивания озимой пшеницы и озимой тритикале. Наибольшим накоплением микроэлемента в зерне отличался сорт озимой пшеницы Новосибирская 51 в сравнении с сортом Новосибирская 32. Из сортов тритикале больше накапливал селена в зерне сорт Цекад 90. Низкий уровень содержания микроэлемента наблюдался в зерне озимой пшеницы (от 19 до 51 мкг/кг) и озимой тритикале (от 28 до 62 мкг/кг), выращенных в подтаежной зоне, и повышенный - в зоне северной лесостепи.

Практические рекомендации

1.В селекции озимой пшеницы для условий Северного Зауралья рекомендуется использовать сорта, выделившиеся по двум и более признакам качества зерна: Башкирская 10 (по массе 1000 зерен, физическим свойствам теста и хлебопекарным качествам), Рубежная (по массе 1000 зерен и содержанию клейковины), Новосибирская 51 (по натуре зерна и содержанию клейковины), Зауральская озимая (по физическим свойствам теста и хлебопекарным качествам).

2. На ранних этапах селекции озимой пшеницы для прогноза водопоглотительной способности муки, физических свойств теста и хлебопекарных качеств предлагается использовать количество белка или количество клейковины на основе соответствующих уравнений регрессии.

3. При подборе сортов озимой пшеницы для сортоизучения в условиях Северного Зауралья рекомендуется учитывать уровень их качества — не ниже требований к ценной пшенице по хлебопекарной силе.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Волкова H.A. Биохимическая характеристика зерна сортов озимой пшеницы и тритикале в условиях Северного Зауралья / H.A. Волкова II Вестник Ульяновской государственной сельскохозяйственной академии. — Ульяновск, 2014. - № 4 (28). - С. 6-9.

2. Волкова H.A. Качество зерна озимой тритикале в условиях Северного Зауралья / H.A. Волкова, Р.И. Белкина // Известия

Оренбургского государственного аграрного университета. - Оренбург, 2014. - № 6 (50). - С. 30-32.

3. Барабанщикова JI.H. Содержание селена в зерне озимой пшеницы в условиях Северного Зауралья / JI.H. Барабанщикова, H.A. Волкова // Агропродовольственная политика России. - Екатеринбург, 2014. - № 5. -С. 38-40.

4. Волкова H.A. Технологические показатели качества зерна озимых культур / H.A. Волкова // Инновации молодых ученых агропромышленному комплексу Сибири и Урала: Сборник материалов Региональной конференции молодых ученых. - Тюмень: ТГСХА, 2010. - С. 70-72.

5. Барабанщикова Л.Н. Содержание селена в зерне озимых зерновых культур Северного Зауралья / Л.Н. Барабанщикова, H.A. Волкова // Материалы международной научно-практической конференции: Перспективы инновационного развития АПК. - Тюмень: ТГСХА, 2010. - С. 171 -174.

6. Волкова H.A. Качество зерна сортов озимой пшеницы в условиях Северного Зауралья / H.A. Волкова // Развитие научной, творческой и инновационной деятельности молодежи: Материалы V Всероссийской научно-практической заочной конференции молодых ученых. - Курган: Изд-во Курганской ГСХА, 2014. - С. 76-79.

Подписано в печать 17.02.2015 г. Тираж 120 экз. Печать трафаретная. Заказ 025. Отпечатано в печатном цехе «Ризограф» Тюменского Аграрного Академического Союза 625003, г. Тюмень, ул. Республики, 7