Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

ВЛИЯНИЕ ПОВЫШЕННОГО УРОВНЯ ПИТАНИЯ НА КАЧЕСТВО ПШЕНИЦЫ

ВАК РФ 06.01.09, Растениеводство

Автореферат диссертации по теме "ВЛИЯНИЕ ПОВЫШЕННОГО УРОВНЯ ПИТАНИЯ НА КАЧЕСТВО ПШЕНИЦЫ"

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА СССР

МОСКОВСКАЯ ОРДЕНА ЛЕНИНА И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ имени К. А. ТИМИРЯЗЕВА

На правах рукописи Галина Владимировна СМИРНОВА

& таі

Влияние повышенного уровня питания на качество пшеницы

(Специальность 06.01.09 — растениеводство)

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

МОСКВА —

1074

л єл^ьтуф)

вМІАЬвА.—

Диссертационная работа выполнена на кафедре растениеводства и Опытной станции полеводства Московской ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени сельскохозяйственной академии имени К. А. Тимирязева.

Научный руководитель — старший научный сотрудник кандидат сельскохозяйственных наук М. М. Эдельштейн.

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук профессор И. В. Мосолов, кандидат сельскохозяйственных наук М. М. Самсонов.

Ведущее предприятие — Московское отделение Всесоюзного научно-исследовательского института растениеводства.

Автореферат разослан « * » . . . .1974 г.

Защита диссертации состоится « © » ~™ЛС"Т>. . 1974 г. ь ./£. час. на заседании Совета агрономического факультета ТСХА.

Просим Вас принять личное участие в работе указанного Совета или прислать письменный отзыв по данному автореферату по адресу: 125008, Москва А-8, Тимирязевская ул., 47, корпус 8, Ученый совет ТСХА.

Отзывы, заверенные печатью, просьба направлять в двух экземплярах.

Ученый секретарь Совета академии доцент

Ф. А. Девочкин

Пшеница является главной зерновой культурой и одним из основных источников растительного белка. Растительные белки играют исключительно важную роль в жизни человека н животных, так как только растения синтезируют «незаменимые» аминокислоты.

Одной из центральных проблем современности в области положения с продуктами питания на земном шаре является открытие путей увеличения производства белка и улучшения его качества.

В настоящее время в связи с увеличением в нашей стране производства удобрений, являющихся основным резервом повышения урожайности пшеницы, появилась необходимость в пересмотре существующей для нее системы удобрений.

С этой целью па Опытной станции полеводства ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени Московской сельскохозяйственной академии имени К. А. Тимирязева с 1960 г. проводятся опыты по изучению эффективности высоких доз удобрений под озимую и яровую пшеницы. За прошедшие 12 лет получены прибавки урожая озимой пшеницы от высоких доз удобрений в среднем по 9 ц с гектара, а в отдельные, благоприятные по влажности годы прибавки урожая достигали 13 ц/га.

Целью настоящей работы являлось изучение влияния высоких доз удобрений на качество урожая. Для этого в онтогенезе пшеницы проводилось определение содержания крахмала, количественное и качественное (хроматографическое) определение Сахаров, жиров, золы, фосфора и калия, общего, белкового и небелкового азота, фракционного состава белка, аминокислотного состава суммарного белка и свободных аминокислот. Физические свойства зерна — вес 1000 зерен, натура, стекловидность; количество и качество сырой клейковины; физические свойства теста, хлебопекарные качества зерна пшеницы проводили по общепринятым методикам и соответствующим ГОСТам в лаборатории технологии зерна НИИ сельского хозяйства центральных районов нечерноземной зоны под руководством П. Н. Шибаева.

В почве определяли по общепринятым методикам гумус, об-

и ПваюжА ч* «сек» Ьиыия. [

тсс содержание NPK, легкогндролизуемый азот, подвижные формы фосфорной кислоты, окиси калия и алюминия, рН солевой вытяжки и др.

Условия и методика исследования

Полевые и лабораторные исследования проводились в течение 1967—1970 гг. на Опытной станции полеводства и кафедре растениеводства ТСХА с сортами озимой пшеницы ППГ 99 и яровой — Краспозсрпая.

Для обозначения разных по уровню плодородия почв введены условные названия — высокий и обычный фон питания.

На высоком фоне питания предшественником озимой пшеницы был ранний картофель, под который вносили 50 т навоза и минеральные удобрения из расчета N — 80, P2Os—120, КгО — 80 кг/га; непосредственно под пшеницу: N — 40, Р2О5 — 80 и КгО — 60 кг/га; на обычном фоне под предшественник— внко-овсяпую смесь на зеленый корм вносили 10 т ня.зоза и минеральные удобрения из расчета': N —30,- РгОз— 40 и КгО — 40 кг/га, непосредственно под озимую пшеницу: N — 30, Р2О5—60 и КгО — 40 кг/га. Для яровой пшеницы на высоком фоне питания предшественником были многолетние травы второго года пользования. Под пшеницу вносили N — 40, Р2О5 — 80 и КгО — 60 кг/га, на обычном — картофель, под который вносили 40 т навоза, N — 20, Р2О5 — 20 и КгО — 20 кг/га. Нормы высева для озимой пшеницы на высоком фоне 6 млн. всхожих семян на 1 га, на обычном — 6 и 7 млн., для яровой на обоих фонах — 7 млн. Способ посева — узкорядный.

На высоком фоне в почве содержалось легкогндролизуемо-го азота 11,65—13,83, подвижного фосфора 67,5—75,0, подвижного калия 11,0—12,6 мг на 100 г почвы. На обычном фоне меньше, чем на высоком, соответственно в 1,3—1,5, в 1,9—3,0 и 1,2—1,5 раза. Кислотность почвы несколько выше на высоком фоне (рН высокого фона — 4,0—4,8; обычного—4,2— 5,2).

Погодные условия в годы исследований резко отличались между собой и от среднемноголетней нормы.

1967—1968 гг. характеризовались умеренной зимой с устойчивым снеговым покровом, теплой весной с обильными осадками в апреле, жарким и сухим периодом второй половины вегетации. Температура воздуха (1967 г.) с мая по август значительно (на 2,8°) превышала среднемноголетнюю, а количество осадков с мая по июль составило 55,2% от нормы.

Июнь (1968 г.) был неблагоприятным для роста и развития пшеницы. Среднесуточная температура превосходила средне-многолетнюю на 3,2°, а осадков выпало в 3,1 раза меньше нормы.

Зима 1968/69 гг. была морозная, с небольшим снеговым

покровом. Вегетационный период 1969 г. характеризовался повышенным количеством осадков (выше нормы на 13.4 мм) с равномерным их выпадением и сравнительно невысокой температурой воздуха.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ > »

Влияние фонов питания на содержание азота, фосфора и калии в пшенице

Содержание форм азота в растениях является одним из факторов, определяющих качество урожая и состояние растении во время вегетации. В наших опытах независимо от уровня питания процентное содержание общего азота в онтогенезе растений постепенно уменьшалось. Самым высоким оно было в фазу выхода в трубку (табл. 1, 2), что указывает на необходимость обеспечения растений азотом с самых ранних фаз развития.

Основную часть общего азота в вегетативных органах и в зерне пшеницы составляет белковый (70—93%). Из таблиц 1, 2 видно, что фоны питания оказывают значительное влияние на содержание в растениях общего азота и его отдельных форм. На высоком фоне пшеница накапливала, как правило, больше азота. Повышенное содержание общего азота в растениях пшеницы на высоком фоне сопровождалось увеличением азота белкового.

Так как основным органом синтеза белка являются листья, очень важно как можно дольше сохранить более узкое отношение их веса к весу стеблей. У озимой пшеницы более выгодным оно сложилось на высоком фоне питания. В 1969 г. в фазу колошения вес листьев на высоком фоне превышал вес на обычном фоне в 4,6, а в цветении в~3,7 раза. Повышенное содержание азота в листьях растений высокого фона и большая их масса способствовали повышению процентного содержания белка в зерне и сбора его с гектара (табл. 3).

Самое высокое процентное содержание фосфора и калия в растениях пшеницы приходится на ранние фазы развития, когда ростовые процессы идут наиболее интенсивно. На содержание фосфора и калия в зерне фоны питания в наших опытах заметно не повлияли.

Свободные аминокислоты пшеницы

Содержание свободных аминокислот в растительном организме пшеницы в отдельные фазы ее роста и развития является объективным показателем обеспеченности растений азотом н материалом для построения белка.

Влияние фонов питания на содержание общего азота и азота белковых фракции в растениях озимой пшеницы ППГ 99 (% на сухой вес)

Органы 1967 г. 1968 г. 1969 г.

азот азот фракций белка азот азот фракций белка азот азот фракции белка

Фазы 1 О СП 3 СО 03 О О 3 И 6 \о а альбуми-иы+гло-булины глиа-дины 2 9;! а . с о> га с; 8 а. ь і \о ей а> О 8 !4 6 альбуми-1Ш + глобулины глиа-дипы 5 а ~ с- е- неэкст-раг. остаток ] ІІ -а о а о о к альбуми-пи-С глобулины 2 5 3 г: <1> неэкст-раг. остаток

листья ..... целое растение . 2,83 0,55 2,28 1,67 0,10 0.20 0,31 3.64 1,04 2.60 1.85 0,07 0,07 0,14 0.54 0.90 4,97 0,74 4.23 3.30 0,08 0.17 0.68

4,41 2,98 0,46 0,49 3,95 2.49 2,86 2,24 0,05 0.05 0,15 0.19 0,89 0,01

трубку 2,;;б 3.81 3,23 0,26 0,60 0,34 2,10 3.21 1,87 2,67 0,06 ООС 0,14 0.18 0,03 0.31

2,34 0,40 1,94 1,43 0,03 0,17 0,26 2,66 0,26 2,40 1,30 0,13 2,89 2,29 0,05 0,14 0,41

стебли .... целое растение . 3,68 0.59 3.09 2,31 0,17 0.20 0.41 4,75 0,73 4.02 3,30 0,10 0.14 0,11 0,08 0.48

3,68 1,70 0,71 0,04 2,97 1.66 2.17 1.18 0,12 0,07 0,18 0,18 0,17 0,18 0.50 0,23 0,15 0.27 4,25 1,19 0,89 0,04 3,36 1,45 2,14 0.91 0,06 0.08 1,03 0.38

ние 1.27 2,18 0,06 0.17 1,21 2,0 Ь 0,82 1.45 0,07 0,09 1,11 2.03 0,03 0,12 1,08 1.91 0,72 1.34 0,05 0,08 0,06 0.08 0,25 0.41

Г,75 0,19 1,57 1,09 0,07 0,17 0,22 1.57 0,16 1,41 0,92 0,05 0.06 0,36

листья .... стебли ..... целое растение . ; — 3.72 0,11 3.61 2.97 0,08 0,18 0,38 4.27 1,11 3,16 1.89 0,15 0.10 1,02

Цветение 3.63 1,16 0,19 0,47 3,44 0,99 2,81 0.08 0,12 0,08 0,12 0.01 0,39 0,22 4,09 1,18 1,01 1,62 0,86 0,13 3,23 1.05 2,30 0,62 0,08 0,01 0,15 0.08 0,70 0,31

0.81 1.84 0,16 0.41 0.65 1,43 0,54 1,06 0,02 0,08 0,01 0.04 0,08 0.24 0,18 0,27 0.86 1,35 0,51 0.81 0,03 0,05 0.08 0.08 0,21 0,41

1,15 0,13 1,27 1,05 0,04 0,04 0,04 1,35 0,25 1,10 0.69 0.04 0.08 0.28

Налив 2.97 0,88 2,09 1.33 0.33 0,13 0.30 2,77 0,15 2,62 2,46 2,13 0.12 0,22 0.23 0.14 2,45 0,40 2.05 1,51 0.04 0,04 0.10 0,40

зерна 2,83 0,59 2,24 1,22 0,25 0,15 0,52 2,89 0,43 1,82 0,05 0,28 2,42 0,50 1,92 1,63 0,09 0,16

Полная 3.37 0,54 2.83 0,99 1.04 0,43 0,37 3.48 0.52 2,96 0.41 0,98 0,59 0.68 3,82 2,92 0,50 0,20 3.32 0.98 0.95 0.67 0.72

спелость 2,97 0,26 2.72 1,05 0,85 0,40 0,42 2,53 0,32 2,21 0.55 0,71 0,46 0,49 2,72 1,09 0,59 0,54 0,50

П р и м е ч а н н е: а числителе на высоком фоне; в знаменателе — на обычном фоне.

Влияние фонов питания на содержание общего азота и азота белковых фракций в растениях яровой пшеницы Краснозерная (% на сухой вес)

Органы 1968 г. 1969 г.

азот азот фракций белка азот азот фракций белка

Фазы V3 о 8І <& О 6 8І ю и щи 8 = « о о т Л и Б Ч С Я С. ь 1 ю ё V О и 5 * - г: 3 >■ е- £2 И а о С п неэкст-раг. остаток

листья . . . стебли . . . целое растение 3.40 0.60 2,80 2.39 0,12 0.16 0,13 5.17 0.70 4.47 3.56 0.10 0.18 0.63

3,65 2,04 0,95 0.45 2,70 1.59 2,24 1.31 0,14 0,01 0,20 0.15 0,12 0.09 4,37 3.16 0,70 0.86 3,67 2.30 3,23 2.00 0,08 0,07 0,15 0.15 0,16 0.08

трубку 2,44 2.51 0,81 0.50 1,63 2,00 1,20 1.68 0,06 0,07 0,16 0.15 0,21 0,10 2,54 3.92 0,29 0.80 2,25 3.12 1,87 2.60 0,07 0.08 0,13 0.16 0,18 0.29

2,75 0,84 1,89 1,46 0,08 0,17 0,19 3,32 0,47 2,85 2,46 0,08 0,13 0,17

листья . . . стебли , . . . целое растение — — — ! — — 5,36 1.01 4.35 3.13 О.ІІ 0,13 0,97

4,23 1.43 0,84 0,16 3,39 1.27 2,32 1.03 0,09 0,06 0,16 0.10 0,82 0.08

ние 1,52 2.03 0,35 0.28 1,17 1.74 1,01 1.35 0,07 0.07 0,06 0.10 0,03 0.22

2,01 0,43 1/>7 1.24 9,06 0,08 0.17

листья . . . стебли . . . целое растение 2,02 0^5 1.37 1.02 0.07 0.20 0,08 4.56 1,04 3.52 2.19 0.09 0.07 0,11 0.08 1.17

Цветение 1,90 0,85 0,55 0.07 1,35 0,78 0.67 0,03 0.05 0.03 4,06 1.36 0,65 0.50 3,41 1.06 2,07 0,78 0,07 0,07 1,16 0.13

0,60 1.11 0,12 0,20 0,48 0,91 0.75 0,04 0.08 0.04 1,29 1.95 0,30 0.56 0,99 1.38 0,71 0,97 0,07 0,07 0,09 0,08 0,12 0.26

0,86 0,20 0,66 і — — 1,65 0,34 1.31 0,89 0,07 0,09 0,25

«>рио . . . 1.24 0.08 1,16 1.01 0,03 0.06 0.06 ' 2 ! 0.44 1.96 1.50 0.06 0.07 0.33

зерна 1,07 0,04 1,03 0,87 0,04 0,06 0,06 0,46 1,76 1,55 0,06 0,08 0,07

Полная ерно . . . 2,84 0,19 2,65 0,89 0,84 0.44 0.48 3.57 0,48. 3,09 0.74 0.72 0.67 0,96

спелость 2,68 0,29 2,39 0,66 0,76 0,44 0,53 2,90 0,12 2,78 1,02 0,59 0,61 0,56

Примечание: в числителе на высоком фоне; в знаменателе— на обычном фоне.

Урожай зерна пшеницы и сбор белка : гектара

Варианты опита 1967 г. 1968 г. 1969 г.

и о« о 3 ю оТ ° й о ю и* о м о и о ю Й л" С* М о и о ю • я її г м яГ й* й о ^

Высокий фон, С мли/га Обычный фон, 6 млн/га Обычный фон, 7 мли/га НСР, Озима 46,4 37,4 36,2 3,1 3,78 я пше 16,13 15,50 14,82 ница 644 498 461 ППГ 27,7 25,2 25.0 3,39 2,98 99 16,87 12,59 12,99 404 273 279 47,3 49,9 1,45 1,96 18,92 15,50 769 665

Яровая пшеница Краснозерная

Высокий фон, 7 млн/га Обычный фон, 7 млн/га 8х % НСРоє

18,1 15,14 236 28,9 17,62

15,1 13,63 177 35,6 15,87

5,26 3,5 5,85 5.3

438 486

Хроматографическим разделением в вегетативных органах н зерне озимой и яровой пшеницы нами идентифицированы в свободном состоянии следующие аминокислоты: цистин, цл-стенн, лнзнн, гистндин, аргшшн, аспарагнновая, глютамино-ная и гамма-амнномасляная кислоты, серии, глицин, треошш, альфа и бета-аланин, нролнн, тирозин, триптофан, валнн, ме-тпошш, фешиалашш, ленцнн, изоленцин н два амида — аспа-рагип и глготамин.

В онтогенезе пшеницы при увеличении процента сухого вещества растений сумма свободных аминокислот в нем постепенно уменьшается. Содержанке отдельных аминокислот в период от фазы выхода в трубку до полной спелости зерна (в зерне) уменьшается неодинаково. В зерне процент лизина,' ала-ннна, глютамниовой кислоты, треонина, глицина в Ю.цисти-на, цистениа, аргинина, аспарагиновой, гамма-аминомаслянои кислот, аспарагина и глютамипа примерно в 7—9, а остальных аминокислот п 3—4 раза меньше, чем в вегетативных.органах в фазу выхода в трубку.

В зерне в фазу налива содержание свободных аминокислот очень высокое н складывается оно за счет аспарагиновой, глю-тамниовой кислот, аланина, аспарагина и глицина на долю которых приходится почти 2/3 содержания всех аминокислот зерна.

Высокий уровень питания оказал положительное влияние

Свободные аминокислоты в растениях и зерне отимой пшеницы ППГ 99, 1969 г. (в мг% на сухой вес) Таблица 4 Фазы _

Колошецие Цветение

Выход в трубку

Налив зерна (зерно)

Полная спелость (зерно)

Аминокислоты

ВФ ОФ ВФ ОФ

ВФ

ОФ

ВФ

ОФ

ВФ

Днстин ...... 28 26 21 17 15 13 15 24 3

Цистсин .•...., 25 25 15 17 12 12 10 13 3

Лизин ....... 24 35 12 16 9 12 8 12 2

Гистидин....., 23 38 17 22 10 13 16 31 5

Аспарапш ..... 140 104 81 68 64 39 94 70 27

Арпшии . . . , 26 27 17 18 14 12 16 17 4

Глютамин..... 28 30 19 15 19 9 16 33 4

Аспарагиновая кислота 33 62 21 36 38 43 48 46 6

Серии....... 15 30 11 15 10 13 42 36 4

Глицин ...... 84 30 50 16 29 9 51 28 4

Глютаминовая кислота 132 111 123 61 85 57 226 76 18

Треонин • . . •. . 30 31 22 21 23 18 • 30 19 3

Алании а . •. . . 56 60 60 45 88 65 + 85 5

Алании р . •. . 19 19 18 10 21 11 184 43 4

Иролин . •. . . 91 65 46 60 33 35 29 37 45

Тирозин . . . . • 11 15 10 8 8 $ 12 9 6

Триптофан . . . 33 52 36 19 • 26 14 33 29 18

•у-Аминомасляная кислота . . . 48 75 65 49 42 26 23 14 9

ІМеТНОНпІМ-......... 22 26 24 19 21 19 43 27 6

Валин........... 15 8

Фенилаланин........ 26 28 18 17 19 13 24 9

Лейцины......... 19 25 21 18 23 21 39 17 6

Сумма аминокислот...... 913 914 707 567 612 459 959 681 193

в т. ч. незаменимых и иолузамени- 167 61

мых ........... 203 262 167 1550 143 122 Д0Э.

Примечание: ВФ —высокий фон, ОФ —обычный фон.

Таблица 5

Саободные аминокислоты в растениях в зерне яровой пшеницы Краснозерная, 1969 г. (в мг% на.сухой вес) Фази

Аминокислоты

Выход и трубку

Колошение

ВФ

ОФ ВФ ОФ

Цветение

ВФ ОФ

Налив зерна (зерно)

ВФ ОФ

Полная спелость (зерно)

Цистип......... 25 27 . 17 12 22 14 30 14 4

Цистеип......... 34' 44 13 11 15 8 23 11 5

Лизин.......... 45 20 22 19 23 14 '44 45 2 2

Гистидин ......... 37

Аспарапш......... 96 128 45 54 50 59 83 94 14

Аргинин........• . . 31 39 15 14 15 12 19 20

Глютамин.......... 52 49 27 23 30 19 36 22 4

Аспарапшовая кислота . . . . 78 92 36 28 39 42 134 118 3

Серии.......... 38 50 21 & 25 18 114 54 2

Глицин .......... 70 33 30 43 22 39 89 143 3

Глюташшовая кислота . . . . 119 175 35 106 55 66 246 277 5

Треонин........• . . 43 52 21 31 27 24 45 29 2

Алании а........, 81 321 47 116 69 70 152 162 5

Алании р.....• . . . • , 12 15 7 20 14 11 201 159

Пролин ........ 77 69 46 58 52 73 47 40 22

Тирозин ......... 30 30 14 16 20 21 22 18 4

Триптофан ........ 77 83 40 27 33 29 61 45 15

у-Амшюмасляная кислота . . 87 86 43 38 35 35 60 56 ел.

Метнонин+валин..... 52 87 27 46 33 29 82 81 6

Фенилалашш....... 62 79 32 33 30 27 53 50 10

Лейцины........ 44 75 23 38 31 22 69 67 4

Сумма аминокислот. .... 1153 1391 561 759 640 632 1610 1505 112

в т. ч. незаменимых и полузамени

мых......... 354 472 180 208 192 157 373 337 41

ІІримечаиие: ВФ — высокий фон, ОФ — обычный фон.

на содержание в растениях пшеницы свободных аминокислот. В 1968 г. на высоком фоне в фазу выхода в трубку у озимой пшеницы сумма свободных аминокислот была на 47 и незаменимых на 40%, а в Чразу цветения на 49 и 38% выше, чем на обычном. В 1969 г. в фазы колошения и цветения общая сумма аминокислот, в растениях озимой пшеницы была (на 140 и 150 мг%) больше на высоком фоне питания (табл. 4).

Как известно, белок зерна синтезируется в основном за счет поступающих из вегетативных органов небелковых азотистых соединений, главным образом аминокислот (Павлов Л. Н., 1967). ]

Особенно резкое различие в содержании аминокислот по фонам питания в зерне в фазу налива. В 1968 г. в фазу налива в зерне с высокого фона общая сумма свободных аминокислот, была на'01%, а незаменимых и полузамепнмых па 55%, в 1969 г. — на -11 и 25% выше, чем в зерне с обычного фона, что объясняется большим на высоком фоне питания оттоком свободных аминокислот из вегетативных органов в семена. В спелом зерне резко падает содержание свободных аминокислот в связи с использованием их на образование белка, содержание которого в зерне высокого фона значительно выше, чем в зерне обычного фона (табл. 1,2).

Фракционный состав белков пшеницы

Эффективность минеральных удобрении определяется не только прибавками урожая, но и качеством сельскохозяйственной продукции. От содержания белка и его фракционного состава в значительной мере зависят мукомолыю-хлебо-нскарные свойства зерна. Результаты определения фракционного состава белков вегетативных органов н зерна пшеницы представлены в таблицах 1 н 2. Большую часть белков вегетативных органов составляют альбумины и глобулины (в сумме 60—86%), а на долю глпадииов (проламннов) и глютеиинов .(глютелпнов) приходится соответственно от 1 до 5% и от 2 до 10% от белкового азота. Содержание альбуминов и глобулинов в белке вегетативной массы постепенно уменьшается по фазам развития. Глпадииов и глютелпнов в зеленых органах пшеницы мало; количество их по фазам развития относительно постоянно. В созревающем зерне соотношение белковых фракций сильно изменяется. Если в фазу налива на долю альбуминов приходится 70—80 и более процентов от общего белка в зерне, то в полную спелость процент их резко падает. Содержание же труднорастворнмых, высокомолекулярных бел-ков—глиадинов и глютеиинов—от фазы налива до полной спелости значительно повышается и составляет около 50% от белкового азота.

Содержание белковых фракций изменяется от условий питания растений. Высокие дозы удобрений способствовали увеличению содержания альбуминов и глобулинов в вегетативных органах пшеницы в фазы выхода в трубку, колошения, цветения и в зерне в начале налива. Исключением было содержание их в фазу налива зерна урожая 1969 г. (табл. 1, 2), когда на высоком и обычном фонах питания оно практически было одинаковым.

На процентное содержание глиадинов и глютенинов в вегетативных органах условия питания почти не оказывали влияния.

Высокие дозы удобрений повышали в зерне пшеницы содержание глиадиноп и глютенинов, образующих клейковину. Однако увеличение этих фракций белков происходило не п одинаковой степени. В абсолютных величинах больше всего возрастало количество глиадина н меньше — глютешша.

Таким образом, применение повышенных доз удобрении под пшеницу не только не ухудшало, а, обогащая белок глиа-дином, значительно улучшало качество зерна.

Аминокислотный состав суммарного белка пшеницы

В составе белков вегетативных органов и зерна озимой и яровой пшеницы нами идентифицированы н количественно определены следующие аминокислоты: цнстин, цистенн, лизни, гнстидин, аргинин, аспарагиновая, глютаминовая кислоты, серии, глицин, треопшг, аланин, пролнн, тирозин, триптофан, метнонин, валин, фенилаланин, лейцин, нзолейцин и амид — аспарагин.

Качественный состав аминокислот пшеницы постоянен. Количественное содержание отдельных аминокислот подвергается значительным колебаниям в зависимости от органа растений, их возраста, а также оно неодинаково у озимой и яровой пшеницы. Характерным для аминокислотного состава суммарных белков зеленых органов растений пшеницы является довольно высокое содержание глюта'миновой кислоты (более 12%), аспарагнновой кислоты, аланина, лейцинов (более 10%), аргинина, гистидина (более 8%), суммы валима и ме-тионина (7—12%), аспарапша (9—12%).

По содержанию отдельных аминокислот белки озимой п яровой пшеницы различаются между собой. В белке яровой пшеницы Краснозерная гистидин, аргинин, пролнн и аспара-гин содержатся в большем количестве, чем у озимой пшеницы ППГ 99. В свою очередь, белок озимой пшеницы богаче глюта-миновой кислотой, тирозином, суммой валина и метиошша.

В онтогенезе пшеницы наблюдаются большие колебания в содержании отдельных аминокислот белка: увеличивается

процент аргинина, аспарагипопои кислоты, иролппа, лейцинов, аспарагина и уменьшается4— цистина, цнстеина, гистндина, фенилаланнна, суммы валпна и метиошша. Небольшие изменения наблюдаются и по остальным аминокислотам.

Уровни минерального питания не оказали существенного влияния на количественный аминокислотный состав суммарных белков озимой и яровой пшеницы. Однако зерно с высокого фона по питательности намного превосходит зерно с обычного фона, так как имеет значительно более высокое содержание белка.

Содержание Сахаров в онтогенезе пшеницы

В задачу наших исследовании входило изучение влияния высоких доз удобрении на качественный и количественный состав Сахаров в зеленых растениях и семенах пшеницы. Для зерна пшеницы это имеет особое значение, так как содержащиеся в пшеничной муке сахара не в одинаковой степени поддерживают дрожжепое брожение. Важная роль в этом смысле приписывается сахарозе, мальтозе, глюкозе и фруктозе. Общее содержание Сахаров несколько выше у растений обычного фона.

Идентифицированы и у озимой и у яровой пшеницы олиго-сахариды, рафнноза, мальтоза, сахароза, галактоза, глюкоза, фруктоза, ксилоза, несколько кетоз и в отдельных пробах глюкоднфруктоза. Хроматографическое разделение Сахаров показало, что в фазу выхода в трубку растения озимой пшеницы имеют 2—3, а яровой — 2 олигосахарнда. На высоком фоне питания концентрация пх меньшая, чем на обычном, в последующие фазы число их не превышает 2. Внесение высоких доз удобрений не сказалось на содержании в эту фазу в растениях рафинозы, мальтозы и сахарозы. Стебли значительно богаче рафниозой, мальтозой и сахарозой, чем листья пшеницы. Ксилозы в пшенице мало, при этом в листьях ее больше, чем в стеблях; по фонам питания разницы в ее содержании не отмечено. Кетозы в растениях пшеницы присутствуют еще в меньших количествах. В листьях их 4, а в стеблях чаще 3. Концентрация их в листьях выше, чем в стеблях.

У растений озимой пшеницы процент сахарозы выше суммы глюкозы н фруктозы, у яровой, наоборот, сумма глюкозы н фруктозы превышает содержание сахарозы. В семенах озимой и яровой пшеницы сахарозы в несколько раз больше, чем моносахаров.

На высоком фоне питании зерно озимой пшеницы содержало больше, чем на обычном, рафинозы, мальтозы и сахарозы; а зерно яровой — сахарозы. Фоны питания не оказали влн-

Содержание Сахаров в растениях озимой пшеницы ППГ 99 (в Ъ "а абсолютно сухой вес)

Выход в трубку Колошение Цветение Налив зерна Полная спелость

Орга- ВФ ОФ ВФ ОФ ВФ ОФ _ ВФ

ны ВФ ОФ ОФ

Сумма Сахаров . . . 6,89 4.65 7,49 6,32 5,65 6.49 — ' — —

• к' о * 5,43 10.&0 5,73 11,90 5,45 9,55 7,61 11,55 4,75 7,00 9,90 8,98

к 9,67 17,75 •8,79 16,55 3,66 17,04 4,80 17,87 6,11 12,65 3,55 16,38

15,10 14,52 9,11 .12,41 10,86 13,45

12,91 7,07 12,24 '8,48 10,01 7,11 - — :

я и ю и и Дисахара .... Сумма Сахаров . . . 8,1831,77 5,78 38,39 11,14 28.75 9,04г 36,47 7,68 27,14 8,35 38,62

и 18,19 44,68 11,59 45,46 12,08 41,00 20,81 44,95 19,81 37,15 22,09 45,72

27,08 28,37 23,22 49,85 27,49 30,44

Моносахара .... Дисахара..... Сумма сахароз . . . — — — — _ 2,02 2,60 • • 0,49 0,62

а 4.57 4,34 1,40 3,13 1,40 2,82

и 6.59 6,94 4,42 3,62 4,08 3,44

— • — 5,82 3,48

П р и м е ч а и и е: ВФ — высокий агрофоп; ОФ — обычный. В числителе — 1968 г.; в знаменателе

/

Показатели технологической оценки зерна озимой пшеницы ППГ 99 и яровой-|Краснозернои— |

Озимая пшеница Яровая

Показатели 1968 г. 1969 г. 1968 г. 1969 г.

ВА ОА ОЛ* ВА ОА ВА ОА ВА ОА

Вес 1000 зерен, г. . . . . Натура зерна, г. . . . . Стекловидность зерна, % . . Содержание белка в зерне, %

Содержание сырой клейковины, %..........

Растяжение, см.....

Показатель ПЭК-ЗА (упругость) .........

Набухание, мл.....

Удельная растяжимость, см/мин

Сила муки, дж......

Р/Ь (отношение упругости теста к его растяжимости) . . Показатель седиментации (0,5 г муки), мл......

Цвет мякиша, баллы . . . .

Пористость........

Объемный выход хлеба, мл . . Общая оценка хлеба ....

36,8 785 62

16,87

36,0 13

83 22 0,07 274

0,4

7,7

2,5 3,5 510 Выше средней

33,8 800 66

12,59

28,0 13

81 22

0,027 188

0,3

5,5

Зерно

32,9 794 66

12,99

45,35 787 37

18,92

Мука

23,8 12

80 23

0,087 183

0,7

6,0

25,2 13

81 15

0,030 145

0,8

3,3

45,14

800 28

15,50

20,0 10

77 18

0,023 123

0,7

2,1

Стандартная выпечка (с сахаром)

3,0 3,0 530

Средняя

3,0 3,5 540 Выше средней

3,5 3,5 545 Выше средней

3,0 3,0 490

Средняя

• 3,0 4,0 570 Хорошая

3,0 3,8 555 Выше средней

39,15 811 74 15,14 34,50 790 62 13,65 31,60 776 63 17,62 35,20 827 84 15,87

32,6 12 28,3 11 31,5 13 21,1 9

77 30 0,03 275 75 24 0,026 213 85 21 0,017 153 65 28 0,016 185

0,7 1,0 1,1 2,2

8,0 6,3 5,7 4,0

3,0 4,0 580 Хорошая

3,5 3,5 532 Выше средней

* В этом случае норма высева была для яровой — 7 млн/га.

7 млн. всхожих семян на 1 га, в остальных для озимой пшешщы — 6 млнДа,

яния па содержание глюкозы и фруктозы в зерне пшеницы. Семена яровой пшеницы по сравнению с озимой отличаются-более высокой концентрацией- олнгосахаридов, рафннозы, мальтозы, сахарозы и меньшей глюкозы, фруктозы и ксилозы.

Физико-химические свойства и хлебопекарные качества пшеницы

Хлебопекарные качества муки,во многом зависят от количества и качества клейковины в Зерне. : Увеличение в наших опытах процентного содержания белка в "зерне пшеницы сопровождалось н большим накоплением сырой клейковины (табл. 7). У озимой пшеницы ППГ 99 на высоком фоне оно было на 21,4—25,0% в 1968 г. н на 22,6% в 1969 г., у яровой— Краснозерная соответственно на 15,2% и 49,3% больше, чем па обычном фоне. Озимая и яровая пшеницы с высокого фона питания'имели лучшие показатели качества клейковины, «силы» муки (у ППГ 99 выше на 86 н 91 дж в 1968 г. и. на 22 дж в 1969 г.), смесительной способности теста, седиментации (у озимой пшеницы в 1968 г. на 2,2 и 1,7 мл, в 1969 г. на 1,2 мл, у яровой в 1968 и 19С9 гг. на 1,7 мл).

Внесение под озимую и яровую пшеницы повышенных доз удобрений обеспечивало получение хлеба с лучшими цветом мякиша и пористостью, большим объемным выходом, лучшим внешним видом и более высокой общей оценкой.

Выводы

1 Высокий фон питания пшеницы ППГ 99 и Краснозерная значительно повышает процентное содержание общего азота и белка в вегетативных органах растений, создает, особенно у озимой пшеницы, более выгодное (узкое) отношение веса листьев, являющихся наиболее активным органом синтеза белка к весу стеблей. В результате этого на высоком фоне формируется зерно, значительно более богатое белком, и обеспечивается больший сбор белка с гектара.

2. В вегетативных органах и зерне озимой пшеницы . ППГ 99 и яровой Краснозерная" в свободном состоянии содержатся аминокислоты: цистнн, иистеин, лизин, гнетндин,ар-гинин, аспарапшовая, глютаминовая, гамма-амшюмасляная кислоты, серии, глицин, ' треонин, аланнн, пролин, тирозин, триптофан, метиошш, валин,„фенилаланин, лейцин, нзолепцин и амиды — аепараиш и глютамии.

В процессе роста и развития озимой и яровой пшеницы содержание свободных аминокислот постепенно уменьшается, однако не в одинаковой степени для отдельных аминокислот.

3. В вегетативных органах (особенно в листьях) пшеницы, выращиваемой па высоком фоне питания, образовывалось большее количество свободных аминокислот. Это обеспечивало и большее содержание свободных аминокислот в зерне в фазу налива за счет большего но сравнению с обычным фоном притока их из вегетативных органов. Сумма свободных аминокислот зерна. ППГ 99 высокого фона питания была на 61% в 1968 г. н на 40% в 1969 г. выше зерна обычного фона. У пшеницы Краснозернан в 1968 г. сумма аминокислот в зерне высокого фона па 75% больше обычного.

В спелом зерне резко надает содержание свободных аминокислот в связи с использованием их на образование белка, содержание которого в зерне высокого фона значительно выше обычного.

. 4. Основными белками вегетативных органов являются легкорастворнмые белки (альбумины и глобулины), количество которых с возрастом растений уменьшается параллельно снижению содержания в этих органах белкового азота. Содержание труднорастворимых фракций белков (глнадинов и глю-тенинов) в зеленой массе растений пшеницы очень низкое и мало отличается по фазам развития.

В фазу налива на долю легкорастворимых белков приходится 70—80 и более процентов от общего белка в зерне. К моменту полной спелости процентное содержание их резко надает, а высокомолекулярных (глиадннов н глютеннпоп) возрастает.

5. Применение высоких доз удобрений способствовало увеличению в вегетативных органах и в зерне в фазу налива содержания альбуминов н глобулинов — белков, обладающих высокой ферментативной активностью. Спелое зерно с высокого фона имеет лучшие хлебопекарные качества муки благодаря значительно более высокому, чем на обычном фоне, содержанию в нем клепковинных фракций белка — глнадинов и глютенинов, играющих исключительно важную роль в процессе формирования пшеничного теста.

6. Аминокислотный состав суммарного белка зерна и вегетативных органов озимой пшеницы ППГ 99 и яровой Краснозерная одинаков. По содержанию отдельных аминокислот белки озимой и яровой пшеницы различаются между собой. Так, в белках яровой пшеницы больше, чем у озимой, гистидина, аргинина, пролина, аспарагина и меньше глюта-миновой кислоты, тирозина, валина и метионина.

7. По мере роста н развития растений пшеницы наблюдаются изменения в содержании отдельных аминокислот: закономерно увеличивается содержание аргинина, аспарагнновой кислоты, пролина, лейцинов, амидов и уменьшается — цнетн-

па, цпстенна, гнстидииа, фенилаланина, суммы'.палина и ме-тионнна. . ]%'4> - Д ] „•: ; •

8. От уровня питания аминокислотный состав суммарного белка зеленых органов и зерна озимой и яровой пшеницы в наших опытах почти не изменялся.- !-,- . »♦

9. В растениях изёриешшеницы идентифицированы сахара: олигосахариды, с рафиноза, мальтоза, сахароза, глюкоза, фруктоза, ксилоза н;кётоз'ы.-.Число олигосахаридов и кетоз по фазам роста и развития, пшеницы непостоянно. В период осеннего развития озимой;пшеннцы на хроматограммах присутствует сахар, являющийся, по-видимому, глюкодифрук-тозой. •10. В годы с характерным для Московской области осенне-

зимним периодом (1968/1969 гг.) высокие дозы удобрений спо-. собствуют повышенному содержанию в этот период в растениях основных Сахаров,пшеницы (сахарозы, глюкозы и фруктозы) и рафинозы. Болеенизкая на этом фоне концентрация олигосахаридов объясняется, по-видимому, интенсивным превращением их в невысокомолекулярные сахара.

. 11. У озимой пшеницыППГ 99, семена которой отличаются от семян яровой Краснозерная меньшим содержанием сахарозы, а также олигосахаридов, мальтозы и рафинозы, высокие дозы удобрений способствовали увеличению содержания этих Сахаров, играющих положительную роль в дрожжевом брожении. V :*.;,.

12. Повышенный фон '.питания обеспечивает высокое содержание клейковины — основного показателя качества муки. УД1ПГ 99 на высоком фоне оно было на 21,4—25,0% в 1968 г. ив 1969 г. — 22,6%, а у Краснозерной — соответственно на 15,2 и 49,3% выше, чем на обычном фоне. При этом повышаются такие показатели качества клейковины, как растяжи--мость и упругость. * ' ;

13. Высокие дозы удобрении оказывают положительное влияние на такие'технологические показатели качества муки, как сила муки (особенно у ППГ 99), показатель седиментации н качество выпекаемого хлеба — пористость, объемный выход, внешний вид—и-обеспечивают высокую его общую оценку.

14. Изучаемые нами высокие дозы удобрений, повышая урожай зерна озимой и'-яровой пшеницы, при этом не только не снижают ее питательной, технологической и хлебопекарной ценности, но значительно повышают ее. ; '

По материалам диссертации опубликованы следующие работы в соавторстве с ММ. IV!. Эдельштейн

1. Влияние высоких доз,удобрений на содержание азотистых веществ в озимой пшенице.".Доклады ТСХЛ, вып. 152, 1969 г. .-, » ; -

2. Влияние высоких доз удобрении па химический состав серпа озимой и яровой пшеницы. Доклады ТСХА, вып. 161, 1967 г.

3. Влияние высоких доз удобрений на качество зерна озимой н яровой пшеницы в условиях Московской области. Известия ТСХА, вып. 4, 1971 г.

Объем 1 п. л. Заказ 675. Тираж 150

Типография Московской с.-х. академии им. К.А. Тимирязева 125008, Москва Л-8, Тимирязевская ул., 44