ИЗВЕСТИЯ ОРЕНБУРГСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО АГРАРНОГО УНИВЕРСИТЕТА 2020 № 5 (85)

УДК 631.527

Влияние послеуборочного дозревания и подработки зерна на технологические и посевные свойства семян яровой мягкой пшеницы

Г.И. Бельков, чл.-кор. РАН, д-р с.-х. наук, профессор

ФНЦ БСТ РАН

По данным ООН, за счёт растениеводства обеспечивается свыше 90 % общей калорийности потребляемой пищи и около 70 % белка. Это связано со способностью зелёных растений за счёт энергии солнца образовывать органическое вещество. Значимость генетических ресурсов трудно переоценить. Россия обладает огромным природным и человеческим потенциалом. Это 116 млн га продуктивной пашни, 52 % мировых чернозёмов, 20 % пресной воды, производство 8,3 % мирового объёма удобрений. Страна способна не только обеспечить продовольствием собственное население, но и занять существенный сегмент мирового рынка. Огромные генетические ресурсы и их биоразнообразие в России создают все предпосылки для конструирования новых, конкурентоспособных сортов и гибридов с целью решения проблемы продовольственной безопасности и обеспечения населения качественными продуктами питания.

Оренбургская область, входящая в тройку крупнейших зерносеющих регионов страны и обладающая огромным биоразнообразием культурных растений, способна выращивать практически все сельскохозяйственные культуры. Засушливый климат в сочетании с высоким уровнем инсоляции предрасполагают к формированию высокого качества зерна, особенно пшеницы.

Доктрина продовольственной безопасности предусматривает своевременное прогнозирование, выявление и предотвращение внутренних и внешних угроз, формирование стратегических запасов пищевых продуктов, устойчивое развитие отечественного производства продовольствия и сырья, достаточное для обеспечения продовольственной независимости страны. Стратегической целью продовольственной безопасности является обеспечение населения государства безопасной сельскохозяйственной продукцией и продовольствием. Гарантией её достижения служит стабильность внутреннего производства, а также наличие необходимых резервов и запасов [1 – 6].

Агроклиматические ресурсы позволяют России полностью удовлетворять собственные потребности и выступать в качестве конкурентоспособного участника на мировом рынке [7]. В настоящее время Россия вошла в число мировых лидеров по экспорту зерна. В структуре российского экспорта зерна пшеница занимает 70 %, ячмень – 15 % [8 – 10]. Россия, имея большой аграрный потенциал, наращивает объёмы производства и экспорт зерна.

Анализируя развитие современного экспорта в аграрной сфере, следует отметить, что в последние годы РФ экспортирует продовольствия и сельскохозяйственного сырья на 17 млрд долларов, а в 2020 г. по прогнозу этот показатель возрастёт до 25 млрд долларов. По данным Росстата, в общей структуре экспорта на продовольствие приходится 6 %, треть этого объёма составляют злаковые культуры [11].

В решении задачи обеспечения продовольственной безопасности страны одним из инструментов является импортозамещение. По мнению ряда учёных, импортозамещение предусматривает увеличение производства отечественной продукции при снижении потребления импортных товаров, конечной целью которого является рост конкурентоспособности и экспертного потенциала национальных товаров на мировом продовольственном рынке [12 – 16].

В настоящее время обеспечение населения России продовольствием за счёт отечественного производства имеет стратегическое значение. В условиях глобального мирового финансового и экономического кризиса, введённых санкций против страны эта проблема приобретает острый характер. Поэтому перед российским АПК стоит задача максимально обеспечить население продукцией собственного производства. Сегодня главной задачей АПК России является не просто увеличение валовых сборов зерна, но и получение продукции, отвечающей требованиям мировых стандартов качества [17, 18].

Проведённый отечественными экономистами анализ научно-технологического развития зернового хозяйства Российской Федерации показывает, что рациональное использование производственных ресурсов с оптимальной экономической эффективностью в сельском хозяйстве может быть достигнуто при следующем уровне распространения земледельческих технологий: традиционные технологии – 10 % посевных площадей, индустриально-интенсивные технологии – 35 – 40 %, инновационные технологии – 50 – 55 % [19].

Расчёты показывают, что при переходе на интенсивные и высокоинтенсивные технологии валовый сбор зерна может составить соответственно 144 и 185 млн тонн [20]. Для этого необходимо вносить на каждый гектар 150 – 180 кг минеральных удобрений в действующем веществе.

В засушливой степной зоне потенциальные возможности повышения урожайности ниже, так как главным лимитирующим фактором здесь является влага. На многолетних земледельческом и агрохимическом стационарах ФГБНУ ФНЦ БСТ РАН мы не наблюдали прибавки урожайности зерновых культур от внесения удобрений в острозасушливые годы.

В Оренбургской области разработана модель устойчивого ведения сельского хозяйства, в основу которой положена экологизация агропромышленного комплекса, т.е. приведение его в соответствие с законами экологии, формирование адаптивно-ландшафтных систем земледелия применительно к различным категориям ландшафтов [21]. При этом она предусматривает пространственную консолидацию с условиями ландшафта, а также адаптацию к социально-экономическим условиям. Неотъемлемой составной частью таких систем должна являться возможность воспроизводства природных ресурсов.

Оренбургская область входит в десятку крупнейших регионов России по объёму производства зерна. Сельскохозяйственные предприятия области производят от 2,5 до 3,9 % валового сбора зерна в России и от 9,7 до 13,7 % валового сбора зерна в Приволжском федеральном округе. Площадь зерновых культур в структуре пашни Оренбуржья составляет 53,2 – 57,8 %. Основная доля производства зерна приходится на центральную зону – от 26,8 до 31,7 %, восточную – от 24,1 до 31,3 % и западную – от 16,0 до 28,6 %. Констатируя увеличение объёмов производства зерна, следует заметить, что оно не сопровождается улучшением его качества (табл. 1).

1-му и 2-му классу соответствует всего 2 – 4 % производимой пшеницы. К 3-му классу отнесено 23 % пшеницы в Российской Федерации, в Оренбургской области – в 2 с лишним раза больше. Высок удельный вес зерна 5-го класса, которое по хлебопекарным качествам чаще относят к фуражной группе.

Проблему улучшения качества зерна можно решить различными способами. Многие селекционеры предпочтение отдают селекции, направленной не только на повышение урожайности, но и на улучшение качества зерна [22 – 24]. Другие исследователи дают эколого-биологическое обоснование приёмам получения высококачественного зерна пшеницы, включая агротехнику [25 – 27]. В литературных источниках имеется большое число сведений о положительном влиянии некорневых подкормок зерновых культур азотом [28 – 30].

Большое влияние на посевные и технологические свойства зерна оказывает технология послеуборочной подработки и хранения.

Цель исследования – изучить посевные и технологические свойства зерна яровой мягкой пшеницы в процессе послеуборочного хранения, определить влияние послеуборочной подработки на натуру, количество и качество клейковины.

Материал и методы исследования. Исследование проведено в 2018 – 2019 гг. на базе Новосергиевского элеватора Оренбургской области и отдела ТЗК Оренбургского НИИСХ. Объектом исследования является семенной материал яровой и озимой мягкой пшеницы Л-503 и Оренбургская 14. Изучали всхожесть и энергию прорастания, количество и качество клейковины свежеубранного, т.е. не прошедшего послеуборочное дозревание зерна и после двух-трёхмесячного хранения. Оценивали влияние послеуборочной подработки зерна на величину натурной массы и выровненность зерна.

Определение показателей качества зерна пшеницы проводили согласно действующиим ГОСТам и методикам:

ГОСТ 12038 – 84. Семена. Методы определения всхожести;

ГОСТ 10939 – 64. Зерно. Методы определения засорённости, прохода мелких зёрен, выравненности и крупности;

ГОСТ 13586 – 68. Зерно. Методы определения количества и качества клейковины в пшенице;

ГОСТ 10840 – 64. Зерно. Методы определения натурной массы.

Для определения всхожести и энергии прорастания брали четыре пробы по 100 семян в каждой. Проращивание семян производили на фильтровальной бумаге в растильнях, помещенных в термостат при температуре +20 °С. Свежеубранные семена проращивали двумя способами, предусмотренными ГОСТом, в условиях для физиологически зрелых семян при t = 20 °С и для свежеубранных, когда для выведения их из состояния покоя создавали контрастный температурный режим. Семена выдерживали сначала при пониженной температуре от +5 °С и до +10 °С в течение 3 сут. для учёта энергии прорастания, а затем при температуре +20 °С. Вычисляли энергию прорастания через 3 сут., свежеубранного – через 5 сут., всхожесть – через 7 сут. К всхожим относили семена пшеницы, у которых имелись нормально развитые корешки, из которых главный корешок был размером не менее длины семени и росток не менее половины длины семени. За результат определения брали среднее арифметическое значение четырёх проб. Отклонение результатов отдельных проб от средней величины не превышало допустимых норм. Натурную массу зерна определяли на литровой пурке после выделения из среднего образца самых крупных примесей путём просеивания его на сите с круглыми отверстиями диаметром 6 мм.

Выровненность зерна определяли по ГОСТу 10939 – 64. Зерно с использованием сита с продольно расположенными отверстиями и различной шириной. Выровненность зерна выражали весом фракций, полученных сходом с близких по ширине сит, в процентах ко всей навеске.

Результаты исследования. Свежеубранное зерно многих сельскохозяйственных культур обычно имеет пониженные семенные и технологические достоинства [31 – 33]. Полная физиологическая зрелость зерна, наивысшая всхожесть и энергия прорастания наступают по истечении периода послеуборочного дозревания. В это время в зерне продолжается процесс биосинтеза, превращение низкомолекулярных органических веществ, накопленных в ходе фотосинтеза растений и налива зерна, в высокомолекулярные физиологически неподвижные соединения. При дозревании зерна заканчиваются процессы синтеза полисахаридов, белков и жиров. Белки клейковины уплотняются, её качество улучшается [34, 35].

Учитывая недостаточную изученность этого вопроса, нами отобрано четыре навески свежеубранных семян и столько же прошедших период покоя (табл. 2).

Как видно по таблице 2, свежеубранные семена имели энергию прорастания 35 % и всхожесть – 46 %.

Проращивание их при контрастной температуре повысило энергию до 89 %, всхожесть – до 91 %. Через 2 месяца хранения энергия прорастания составила 92 %, всхожесть – 97 %, т.е. несколько увеличилась. Результаты проращивания через 3 мес. хранения были идентичны предыдущим. Это свидетельствует о том, что семена достигли полной физиологической зрелости через 2 месяца их хранения.

Для хлебопекарной промышленности наибольший интерес представляет изменение количества и качества клейковины пшеницы в период послеуборочного дозревания. Проведённые нами анализы свежеубранного зерна и после двухмесячного хранения свидетельствуют о незначительных различиях в количестве клейковины и улучшении её качества в среднем на 15 ед. ИДК-1 (табл. 3).

Важным показателем качества зерна является вес единицы объёма зерна, или натура. Она характеризует мукомольные свойства пшеницы. Высоконатурное зерно отличается более высоким относительным содержанием мучнистого ядра и повышенным выходом муки [36].

Нами изучено влияние сорной примеси на величину натуры зерна на шести образцах пшеницы различной засорённости. Установлено, что очистка зерна от примесей (подработка) повышает натуру пшеницы (табл. 4).

Одним из важнейших признаков, определяющих качество зерна, является его однородность. В первую очередь имеет значение измерение однородности по крупности – линейным размерам или весу. Исследования показали, что посев однородным зерном обеспечивает дружные всходы, равномерность созревания и лучшие урожаи. Исключительное значение имеет однородность зерна для мукомольно-крупяной промышленности, т.к. способствует правильной регулировке рабочих органов измельчающих машин. Очень крупное зерно подвергается слишком сильному механическому воздействию поверхностей рабочих органов, в то время как мелкое зерно остается мало затронутым. Это приводит к ухудшению качества продукции и снижению производительности предприятия [37, 38].

Поэтому в числе важнейших показателей качества зерна является выравненность, характеризующая степень однородности зерновой массы. Термин «выравненность» имеет самое широкое значение и может быть применён к различным признакам зерна – цвету, крупности, влажности, консистенции.

В своей работе мы исследовали влияние выравненности зерна мягкой пшеницы на технологические свойства – количество и качество клейковины, натуру. Для этого образцы пшеницы просеивали на наборе сит – 2,5×20; 2,0×20; 1,7×20 и испытывали их схода, результаты приведены в таблице 5.

Как показали исследования, крупное зерно содержит больше клейковины и повышенную натуру, что можно объяснить лучшей выполненностью зерна и лучшим соотношением анатомических частей зерновки.

Вывод. Послеуборочное дозревание и подработка зерна являются действенным методом улучшения технологических и посевных свойств зерна яровой мягкой пшеницы.

DOI 10.37670/2073-0853-2020-85-5-41-46

Аннотация

Опубликовано Известия Оренбургского Государственного Аграрного Университета 2020 № 5 (85), стр. 41-46