Научная статья на тему 'Урожайность, технологические и физиолого-биохимические показатели зерна овса при использовании регуляторов роста и бактериальных препаратов'

Урожайность, технологические и физиолого-биохимические показатели зерна овса при использовании регуляторов роста и бактериальных препаратов Текст научной статьи по специальности «Сельское хозяйство, лесное хозяйство, рыбное хозяйство»

CC BY
304
83
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
РЕГУЛЯТОРЫ РОСТА / БАКТЕРИАЛЬНЫЕ ПРЕПАРАТЫ / УРОЖАЙНОСТЬ ОВСА / НАТУРА ЗЕРНА ОВСА / ПЛЕНЧАТОСТЬ / СОДЕРЖАНИЕ ОБЩЕГО БЕЛКА В ЗЕРНЕ ОВСА / СОДЕРЖАНИЕ ВИТАМИНОВ / GROWTH REGULATORS / BACTERIAL SPECIMENS / THE YIELDING CAPACITY OF OAT / THE NATURE OF OAT / HOODNESS / THE CONTENT OF VITAMINS AND PROTEIN

Аннотация научной статьи по сельскому хозяйству, лесному хозяйству, рыбному хозяйству, автор научной работы — Карпова Г. А.

В результате проведенных исследований установлено, что предпосевная обработка семян овса регуляторами роста и бактериальными препаратами способствует повышению урожайности данной культуры, и качества получаемого продукта. При этом отмечаются положительные изменения не только технологических характеристик зерна ( увеличение натуры зерна, снижение пленчатости ), но и содержания общего белка и витаминов, что значительно повышает его биологическую ценность.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

The research showed that the pre-sowing oat’s seed processing with growth regulators and bacterial specimens improves the productivity of the crop and the quality of the final product. The positive changes have been noticed not only in technological characteristics of grain ( the increase of grain nature, the decrease of hoodness) but also in the whole content of vitamins and protein, which helps to increase the biological value of the product.

Текст научной работы на тему «Урожайность, технологические и физиолого-биохимические показатели зерна овса при использовании регуляторов роста и бактериальных препаратов»

ИЗВЕСТИЯ

ПЕНЗЕНСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ПЕДАГОГИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА имени В. Г. БЕЛИНСКОГО ЕСТЕСТВЕННЫЕ НАУКИ № 29 2012

IZVESTIA

PENZENSKOGO GOSUDARSTVENNOGO PEDAGOGICHESKOGO UNIVERSITETA imeni V. G. BELINSKOGO NATURAL SCIENCES № 29 2012

УДК 631.559

УРОЖАЙНОСТЬ, ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ И ФИЗИОЛОГО-БИОХИМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ЗЕРНА ОВСА ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ РЕГУЛЯТОРОВ РОСТА И

БАКТЕРИАЛЬНЫХ ПРЕПАРАТОВ

© Г. А. КАРПОВА

Пензенский государственный педагогический университет им. В.Г. Белинского, кафедра ботаники, физиологии и биохимии растений e-mail: pollylina@mail.ru

Карпова Г. А. - Урожайность, технологические и физиолого-биохимические показатели зерна овса при использовании регуляторов роста и бактериальных препаратов // Известия ПГПУ им. В.Г. Белинского. 2012. № 29. С. 323-327. - В результате проведенных исследований установлено, что предпосевная обработка семян овса регуляторами роста и бактериальными препаратами способствует повышению урожайности данной культуры, и качества получаемого продукта. При этом отмечаются положительные изменения не только технологических характеристик зерна (увеличение натуры зерна, снижение пленчатости), но и содержания общего белка и витаминов, что значительно повышает его биологическую ценность.

Ключевые слова: регуляторы роста, бактериальные препараты, урожайность овса, натура зерна овса, пленчатость, содержание общего белка в зерне овса, содержание витаминов.

Karpova G. A. - Productivity, technological and fiziologo-biochemical indicators of grain of oats when using regulators of growth and bacterial preparations // Izv. Penz. gos. pedagog. univ. im.i V.G. Belinskogo. 2012. № 29. P. 323-327. - The research showed that the pre-sowing oat’s seed processing with growth regulators and bacterial specimens improves the productivity of the crop and the quality of the final product. The positive changes have been noticed not only in technological characteristics of grain (the increase of grain nature, the decrease of hoodness) but also in the whole content of vitamins and protein, which helps to increase the biological value of the product.

Keywords: growth regulators, bacterial specimens, the yielding capacity of oat, the nature of oat, hoodness, the content of vitamins and protein.

Продуктивность растений и урожайность агроценозов зависят от влияния многих внутренних и внешних факторов.

Управление качеством урожая возможно путем оптимизации и сбалансированности процессов роста, фотосинтеза и накопления хозяйственно-ценных продуктов вторичного метаболизма, так как между показателями роста растений в онтогенезе и параметрами продукционного процесса существует высокая корреляция (В. М Ковалев, 1997).

Высокая степень чувствительности ростовых процессов к колебаниям внешних и внутренних факторов отражает большие адаптивные возможности растений к меняющимся условиям среды и может быть с успехом использовано для их оптимизации при выращивании.

Использование экзогенных компонентов воздействия создает объективную основу для практического регулирования ростовых процессов у растений различными приемами агротехники в

целях повышения урожайности аргоценозов и ее устойчивости.

Использование регуляторов роста и бактериальных препаратов, созданных на основе эффективных штаммов ассоциативных азотфиксаторов, открывает широкие возможности совершенствования технологии выращивания сельскохозяйственных культур.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА

Для изучения влияния регуляторов роста и бактериальных препаратов на урожай и качество зерна овса проводились следующие исследования: полевые опыты - на коллекционном участке ФГБОУ ВПО «Пензенская ГСХА»; лабораторные - на базе ГЦАС «Пензенский» и лаборатории кафедры биологии, технологии хранения и переработки продукции растениеводства ФГОУ ВПО «Ульяновская ГСХА».

Объект исследований - овёс сорта Аллюр, относящийся к группе пленчатых. Сорт был получен в результате индивидуального отбора из четвёртого

поколения. Районирован для Среднего Поволжья. Листья со слабым восковым налётом, куст прямостоячий. Остистость 5-7 %, зерно белое, с редкими волосками у основания. Сорт включён в список ценных по качеству сортов. Плёнчатость 23-28%, натура зерна 437-700 г/л, содержание белка 10-18%. Сорт неустойчив к грибковым заболеваниям: сильно поражается ржавчиной и головнёй.

Для изучения воздействия регуляторов роста и бактериальных препаратов в онтогенезе овса растения выращивали в полевых мелкоделяночных опытах, заложенных методом рендомизированных повторений. Посевная площадь делянки составляла 5 м2 , учётная

- 1 м2, норма высева - 5,5 млн. всхожих зерен на 1 га. Повторность в опыте четырехкратная.

Схема опыта: 1 - контроль (обработка семян водой); 2 - мелафен

3 - пектин; 4 - агрика; 5 - ризоагрин; 6 - мелафен + агрика; 7 - пектин + агрика; 8 - мелафен + ризоагрин; 9 - пектин + ризоагрин.

Обработка регуляторами роста проводилась перед посевом растворами следующих концентраций: мелафен - 1^10-7 %; пектин - 5^10-2 %. Инокуляцию увлажненных семян бактериальными препаратами агрикой (Bacillus subtylis Б-04) и ризоагрином (Agrobacterium radiobacter 200) проводили в день посева в соответствии с рекомендациями для торфяных бактериальных препаратов.

Учет урожая проводили поделяночно. Убранные с каждого варианта по повторениям растения обмолачивали на сноповой молотилке и зерно взвешивали. При анализе структуры урожая учитывали следующие показатели: продуктивная кустистость, длина метёлки, количество зерен в метёлке, масса зерна одной метёлки, масса 1000 - зерен по ГОСТу 12042-80.

Содержание общего азота, фосфора и калия в зерне овса определяли из одной навески после сжигания и мокрого озоления по методу Гинзбург - Щегловой: азот - по Къельдалю, фосфор - колориметрически, калий - на пламенном фотометре.

Натуру зерна определяли согласно ГОСТ 10840-64, пленчатость - ГОСТ 10843-76.

Содержание витаминов определяли

колориметрически.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЯ

Активизация морфофизиологических процессов, улучшение минерального питания и более интенсивное развитее растений овса в течение вегетационного периода под действием регуляторов роста и бактериальных препаратов, а также их совместное применение в значительной мере обусловили продуктивность данной культуры. В среднем за три года исследований в контрольном и опытных вариантах урожайность овса находилась в пределах 2,24-2,83 т/га. Обработка семян регуляторами роста способствовала повышению изучаемого показателя на 15,6-20,9 % (абсолютная прибавка урожая 0,35-0,47 т/га), инокуляция семян бактериальными препаратами - на 8,9-9,3% (прибавка 0,20-0,21 т/га), совместное использование

регуляторов роста и бактериальных препаратов на -15,6-26,3 % (прибавка 0,35-0,59 т/га).

Повышение продуктивности растений овса во всех вариантах опыта было обусловлено в основном увеличением крупности зерна, а также более высоким количеством растений на квадратном метре, что способствовало увеличению показателей продуктивного стеблестоя. В вариантах с использованием регуляторов роста продуктивная кустистость за годы исследовании возрастала на 8,3-12,9 %, масса тысячи зерен увеличивалась на 3,4-7,5 %. Инокуляция бактериальным препаратами способствовала увеличению количества продуктивных стеблей на 5,5-5,9 %, массы 1000 зёрен на 1,8-4,0 %. Совместное использование препаратов ассоциативных азотфиксаторов и регуляторов роста вызывало увеличение количества продуктивных стеблей на 8,9-14,2 %. Масса 1000 зёрен в опытных вариантах превышала контрольные данные на 4,3-6,8 %.

Все агроприемы, направленные на повышение продуктивности растений неразрывно связаны с получением зерна высокого качества. Зерно овса по химическому составу превосходит многие зерновые культуры (Г. С. Посыпанов, 2006).

Высокое содержание жиров (3-11 %) является характерной особенностью зерна овса. Овсяные масла при этом более стойкие к окислению (Г. А. Баталова и др., 2008).

Крахмал овса значительно отличается от крахмала других зерновых и характеризуется уникальными химическими, физическими и структурными особенностями. Его содержание находится в пределах 36-59 %. Полисахариды типа р-глюкана дают с водой и другой жидкостью характерные для овса слизи и придают желеобразность (|. Рг^аг, 1998).

Содержание белка в зерне овса в среднем составляет 9-12 % (Л. Г. Губанова, 1985), при этом количество усвояемых белков составляет 90-95 %. Белок овса отличается высокой биологической ценностью, что обусловлено аминокислотным составом. Водо- и солерастворимые белки глобулиновой фракции наиболее богаты незаменимыми аминокислотами. Он содержит все незаменимые аминокислоты, а по содержанию лизина, аргинина и триптофана превосходит белок ячменя (Г. С. Посыпанов, 2006).

Согласно литературным данным процентное содержание белка в зерновках голозерных сортов значительно превышает показатели пленчатых форм овса и может достигать 15-20% (Н. А. Родионова и др., 1994).

В проведенных исследованиях было установлено, что предпосевная обработка семян регуляторами роста и инокуляция бактериальными препаратами оказала влияние на содержание белка в зерне овса (таблица 1).

Использование бактериальных препаратов способствовало повышению содержания белка в зерне овса на 0,60-1,25 %. При этом лучшие результаты отмечены в варианте с ризоагрином.

Совместное использование регуляторов роста и бактериальных препаратов привело к повышению содержания белка на 1,30-1,56 %. Максимальный эффект

Таблица 1

Содержание белка и минеральных элементов в зерне овса в зависимости от обработки семян регуляторами

роста и бактериальными препаратами

Вариант Белок, % Содержание минеральных элементов, % на абсолютно-сухое вещество

N P K

Контроль (обработка семян водой) 11,47 1,84 0,35 0,б1

Мелафен 1-10-7 % 11,75 1,91 0,39 0,б4

Пектин 5-10-2 % 11,90 1,88 0,38 0,б7

Агрика 12,07 1,97 0,35 0,71

Ризоагрин 12,72 1,95 0,3б 0,б9

Мелафен + агрика 12,77 2,04 0,39 0,74

Пектин + агрика 12,95 2,00 0,38 0,б9

Мелафен + ризоагрин 13,03 1,87 0,39 0,71

Пектин + ризоагрин 12,91 1,99 0,37 0,б9

наблюдался при наложении мелафена и ризоагрина и значение изучаемого показателя составило 13,03 %. Важно отметить также повышение содержания общего азота в зерне в вариантах совместного применения бактериальных препаратов и регуляторов роста.

Качество зерна в значительной степени определяется показателями натуры зерна. Высоконатурное зерно имеет хорошую выполненость, большой процент ядра. Для сортов, включенных в список ценных, предусмотрен уровень натуры не ниже 490 г/л. Натура зерна, как и другие показатели качества, зависит не только от сортовых и почвенно-климатических условий. В значительной степени уровень выраженности признака можно регулировать путем экзогенного воздействия в онтогенезе растений. Использование регуляторов роста и бактериальных препаратов для обработки семян оказывает положительное влияние не только на урожайность, но и на технологические показатели зерна.

Согласно литературным данным, существует от средней до слабой обратная корреляционная связь натуры зерна с пленчатостью и положительная - с массой 1000 зерен (Т. Горпиченко, З. Аниканова, 1996). Натурная масса увеличивается с ростом крупности зерна и снижением пленчатости.

Пленки включают в себя клеточные стенки (до 83%), лигнин (2-10 %) и золу (3,5-9,0 %). В них отмечается очень низкое содержание белка, жира, крахмала и растворимых углеводов (R.W. Welch et al., 2006).0днако они защищают зерно от механических воздействий. Повреждение зерна вызывает активацию фермента липазы, что приводит к разрушению жирных кислот и прогорклости зерна, чему голозерные сорта подвержены в большей степени, чем пленчатые (A. M. Kirkkari et al, 2001). Однако процент пленки снижает натуру зерна, поэтому снижение пленчатости оказывает влияние на повышение качества продовольственного и фуражного зерна (А. Р. Цыганов, 2008).

По данным ряда исследователей пленчатость составляет 25-30 %, но в различных условиях может колебаться от 20 до 50 %. Неблагоприятные условия в

период налива зерна значительно повышают процент пленок, а вес и размер голого зерна снижается.

В проведенных исследованиях отмечено повышение натуры зерна в вариантах с регуляторами роста на 2,4-4,1 %, с бактериальными препаратами

- на 2,9-2,8 %, при их совместном применении - на 6,0-17,7 % (таблица 2). Максимальный показатель составил 566,4 г/л при совместном использовании мелафена и агрики.

Таблица 2

Технологические качества зерна овса под действием регуляторов роста и бактериальных препаратов

Вариант Натура зерна, г/л Пленчатость, %

Контроль (обработка семян водой) 481,4 30,2

Мелафен 1-10-7 % 501,2 27,б

Пектин 5-10-2 % 493,1 28,0

Агрика 499,8 2б,б

Ризоагрин 495,2 28,0

Мелафен + агрика 5бб,4 24,4

Пектин + агрика 54б,1 2б,0

Мелафен + ризоагрин 537,0 25,7

Пектин + ризоагрин 510,4 2б,7

Наряду с повышением натуры зерна наблюдалось снижение пленчатости: под действием регуляторов роста на 2,2-2,6 %, бактериальных препаратов - на 2,2-3,6 %, совместного применения - на 3,5-5,8 %.

Зерно овса богато органическими соединениями железа, кальция, фосфора и витаминами группы В. По содержанию витаминов группы В - тиамина (В1), рибофлавина (В2), пиридоксина (В6) многие пленчатые

сорта наряду с голозерными имеют наивысшие показатели (Т. А. Никифорова и др., 2011).

Отмечается положительная корреляция между содержанием жира в зерне и показателями тиамина. Среднее содержание данного витамина в ядре овса составляет 0,52 мг на 100 г (от 0,35 до 1,2 мг) (S.W. Souci, 1987). При этом накопление тиамина зависит от условий выращивания.

Овсяные хлопья содержат 0,15 мг рибофлавина, а отруби - 0,25 мг на 100 г ядра (Г. А. Баталова, 2008; Р. И. Белкина, 2009).

Предпосевная обработка семян регуляторами роста способствовала повышению содержания витамина В2 на 25,0-33,0 %, витамина В3 - на 31,4 %, витамина В6 - на 5,1-10,3 %. Количество токоферола возросло на 4,0-14,0 %. Показатели тиамина под действием изучаемых факторов остались без изменений.

Использование бактериальных препаратов наиболее существенное влияние оказало на содержание витамина В3, которое в варианте с ризоагрином увеличилось на 34,3 %, содержание В1 возросло на 2,6-6,6 %, В6 - на 7,7-15,4 %.

При совместном использовании бактериальных препаратов и регуляторов роста отмечены максимальные показатели по всем вариантам опыта по содержанию витамина Е, где превышение составило 18,0 % (пектин + агрика), витамина В1 -превышение 13,2 % (мелафен + агрика), витамина В3 - превышение 48,6 % (мелафен + ризоагрин), витамина В6 - превышение 20,5 % (мелафен + агрика).

ВЫВОДЫ

Предпосевная обработка семян регуляторами роста, инокуляция бактериальными препаратами и совместное их использование оказывает влияние на интенсивность ростовых, формообразовательных и физиологических процессов в онтогенезе растений овса. Следствием является повышение урожайности данной культуры, а также качества получаемого продукта. При этом отмечаются положительные измене-

Овес содержит также и жирорастворимый витамин Е (токоферол), который в зерне находится преимущественно в а-форме. Он оказывает непосредственное влияние на функционирование репро-дуктивноых органов. Количество токоферолов у овса может достигать 2,6-3,2 мг на 100 г (Г. А. Баталова, 2008).

В проведенных исследованиях установлено изменение содержания витаминов в зерне овса под действием регуляторов роста и бактериальных препаратов (таблица 3).

ния не только технологических характеристик зерна (натура зерна, пленчатость), но и содержания общего белка и витаминов, что значительно повышает его биологическую ценность.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Баталова Г. А. Биология и генетика овса. Киров: НИ-ИСХ С-В, 2008. 456 с.

2. Белкина Р. И. Технологические и биохимические свойства зерна овса в условиях Северного Зауралья // Аграрный вестник Урала. Екатеринбург, 2009. № 5 (59). С. 55-57.

3. Горпинченко Т. Качество овса продовольственного назначения // Хлебопродукты. 1996. № 6. С. 11-15.

4. Губанова Л. Г., Исходный материал для селекции овса на качество зерна в Нечернозёмной зоне РСФСР // Науч. технич. бюллетень ВНИИР. 1985. Вып. 149. С. 16-18.

5. Ковалев В. М. Теоретические основы оптимизации формирования урожая. М.: Изд-во МСХА, 1997. 284 с.

6. Никифорова Т. А. Потенциальные возможности побочных продуктов крупяных производств // Вестник Оренбургского ГАУ. Оренбург, 2011. № 5. С. 141-144.

7. Посыпанов Г. С. Растениеводство. М.: Колос, 2006. 612 с.

8. Родионова Н. А. Культурная флора. Овёс. М.: «Колос», 1994. Т. 2. Ч. 3. 367 с.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

9. Цыганов А. Р. Урожайность и качество зерна овса при использовании микроудобрений, биопрепаратов и регуляторов роста // Плодородие. 2008. № 4. С. 11-14.

Таблица 3

Содержание витаминов в зерне овса в зависимости от обработки семян регуляторами роста и бактериальными

препаратами, мкг/г

Вариант А Е Ві В2 В3 В6

Контроль (обработка семян водой) след 12,50 7,б 1,2 3,5 1,95

Мелафен М0-7% след 13,00 7,б 1,5 4,б 2,05

Пектин 540-2% след 14,25 7,5 1,б 4,б 2,15

Агрика след 12,75 8,1 1,3 3,7 2,25

Ризоагрин след 12,50 7,8 1,3 4,7 2,10

Мелафен + агрика след 13,25 8,б 1,4 4,8 2,35

Пектин + агрика след 14,75 8,4 1,б 4,9 2,25

Мелафен + ризоагрин след 13,15 7,9 1,5 5,2 2,15

Пектин + ризоагрин след 14,50 7,8 1,5 5,0 2,20

10. Kirkkari A. M. Reducing grain damage in naked oat through gentle harvesting // Agric Finland. 2001 V. 10. P. 223-229.

11. Prugar J. Nutritive value of cereals and their importance in human nutrition // Cereals for human health and preventive nutrition. Session I. 1998. P. 11-14.

12. Souci S. W., Fachmann W., Kraut H. Food composition and nutrition tables 1986/87 // Wissenschaft Vert. Stuttgart, 1986.

13. Welch R. W., Hayward M. V., Iorwerth D., Jones H. The composition of oat husk and its variation due to genetic and other factors //J. Sci. Food Agric. 2006. V. 34 (5). P. 417-426.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.