CC BY
42
Попов Сергей Сергеевич - аспирант кафедры селекции и генетики с.-х. культур Азово-Черноморской государственной агроинженерной академии (г. Зерноград). Тел.: +79896196536. E-mail: selekzioner2012@mail.ru.
Information about the authors Kostylev Pavel Ivanovich - Doctor of Agricultural Sciences, professor of the selection and genetics of crops department, Azov-Black Sea State Agroengineering Academy (Zernograd). Phone:+79185611153. E-mail: p-kostylev@mail.ru.
Popov Sergey Sergeevich - post-graduate student of the selection and genetics of crops department, Azov-Black Sea State Agroengineering Academy (Zernograd). Phone: +79896196536. E-mail: selekzioner2012@mail.ru.
УДК 633.18.004.12
АНАЛИЗ ВЗАИМОСВЯЗИ МЕЖДУ ПРИЗНАКАМИ, ХАРАКТЕРИЗУЮЩИМИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЗЕРНА И КРУПЫ РИСА
© 2013 г. Л.М. Костыяева, Н.И. Фршщева
Представлены результаты анализа технологических свойств образцов риса за три года. Проанализированы все существующие корреляционные связи между признаками. Выделены образцы, сочетающие в себе комплекс признаков, представляющие интерес для дальнейшей селекции.
Ключевые слова: рис, технологические свойства, корреляционная связь, выход крупы, масса 1000 зерен.
The results of the technological properties analysis of samples of the rice in three years are presented. The analysis of all existing interrelations between signs is carried out. The samples combining a complex of the signs for further selection are revealed.
Key words: rice, technological properties, correlation, cereals output, weight per 100 kernels.
Рис является важной продовольственной культурой уже несколько тысяч лет. В Китае, Японии и Индии крупа риса -основной продукт питания. В быту также используют рисовую лузгу, солому, масло, муку, хлеб, крахмал, алкоголь и многое другое.
Современные технологии производства зерна и переработки его в крупу невозможны без глубокого изучения всех ботанических особенностей растения, анато-мо-морфологических и физико-химичес-ких характеристик зерновки.
Анализ качественных показателей в питомниках контрольного и конкурсного испытания позволяет вести целенаправленный отбор лучших образцов в сочетании с высокой продуктивностью.
Цель исследований - оценить взаимосвязи между технологическими показателями зерна и крупы образцов риса лаборатории селекции, семеноводства и технологии возделывания риса ВНИИЗК им. И.Г. Калиненко.
Материал и методика. Объектом исследований послужили 140 образцов риса контрольного и конкурсного сортоиспытания урожая 2010—2012 года. В качестве стандарта был использован сорт Боярин (селекции ВНИИЗК), рекомендованный для возделывания в Ростовской области.
Технологические показатели качества зерна и крупы определяли в лабораторных условиях кафедры селекции и генетики сельскохозяйственных культур АЧГАА в двух повторениях согласно методике
ВНИИ риса [5]. Обработку данных проводили с помощью компьютерных программ Statistica 6.0 и Microsoft Excel.
Результаты исследовании. Высокие технологические достоинства сортов риса определяются рядом показателей: индексом зерновки (отношение длины к ширине), массой 1000 зерен, пленчатостью, стекловидностью и трещиноватостью эндосперма, выходом крупы и целого ядра,
коэффициентом разваримости и биохимическими показателями. Перспективную селекцию можно вести при изучении всего комплекса качественных показателей, используя взаимосвязи между ними [2,4].
В наших исследованиях установлены парные достоверные связи между всеми признаками. Для анализа связей был применен метод корреляционных плеяд, предложенный П.В. Терентьевым (1928), (рис. 1).
Рис. 1. Корреляционные плеяды признаков зерна и крупы риса, 2012 г.
Примечание: 1 — урожайность, т/га; 2 — пленчатость, %; 3 — выход мучки, %;
4 - выход крупы, %; 5 - выход сечки, %; 6 - выход целого ядра, %; 7 - стекловидность, %; 8 - масса 1000 зерен, г; 9 - трещиноватость, %, 10 - длина зерновки (1), мм; 11 - ширина зерновки (Ь), мм; 12-толщиназерновки, мм; 13 -1/Ь.
Из графика видно, что основная плеяда находится на уровне 0,3 с мощностью 12, относительной мощностью - 0,92 и крепостью - 0,3. Таким образом, между технологическими показателями изученного набора сортообразцов в основном достоверные средние прямые и обратные связи.
Крупность характеризуется по массе 1000 зерен, длине и ширине зерновки. Максимальная масса 1000 зерен отмечена в 2010 г. - 40,3 г. У Боярина этот показатель в среднем 33,2 г. В 2011 г. анализируемые образцы были средней крупности, с массой 1000 зерен 24,0-31,2 г. В 2012 г. вариация
признака составляла 24,2—32,4 г. В среднем за годы исследований у изученных образцов масса 1000 зерен варьировала в пределах 25-31,4 г. Самое крупное зерно, свыше 30 г, было у сортообразцов Дон 9442, Дон 9452, Дон 9470 и Дон 9870.
В резул ьтате корреляцион но-регрес-сионного анализа установлена средняя прямая связь между массой 1000 зерен, длиной (г = 0,56 ± 0,12) и шириной (г = 0,51 ± 0,13) зерновки и определена зависимость массы 1000 зерен от этих признаков (рис. 2).
Рис. 2. Зависимость массы ЮООзере
На графике поверхности видно, что при длине зерновки более 5,8 мм, а ширине - более 2,85 мм, масса 1000 зерен составляет более 29 г.
Сортовым признаком является пленчатое ть, или количество цветковой пленки по отношению к общей массе зерна в процентах. Признак имеет важное значение для защиты зерновки от болезней и вредителей, в то же время, высокая пленчатость приводит к снижению выхода крупы (г = -0,93 ± 0,04). Чешуя (шелуха) составляет приблизительно 20% общей массы риса, но колеблется в диапазоне от 16 до 28%. У современных российских сортов пленчатость составляет 16-22% (у стандарта -19,6%) [3]. В наших исследованиях данный признак варьировал в пределах 18-25,3%.
Основная задача переработки риса в крупу - максимальное удаление внешних покровов зерна, не усваиваемых человеческим организмом. Кроме того, зерно без оболочек легче и быстрее приготовить для употребления в пищу. В зависимости от способа обработки, рис делится на шлифованный, полированный и дробленый [1, 2].
Общий выход крупы и содержание целого ядра являются комплексными показателями технологических качеств риса.
от длины и ширины зерновки, 2011 г.
Это очень важные свойства риса, обусловленные особенностями строения эндосперма зерна. Определить эти свойства можно только с помощью специальных приборов; таких работ еще проводится недостаточно. В зависимости от различных факторов они могут варьировать в пределах 60-75 и 50-95% соответственно. Однако в процессе переработки зерна в крупу по общему выходу шлифованной крупы и содержанию в ней целого ядра с учетом всех других показателей (пленчатости, трещиноватости) можно дать характеристику качеству крупы. При соблюдении основных требований технологии возделывания, уборки и послеуборочной обработки риса, районированные сорта обеспечивают выход крупы в пределах 69-72% при содержании целого ядра 75-98%. В наших исследованиях варьирование признаков составило 64-72 и 52-95%) соответственно.
Между выходом крупы и выходом целого ядра установлена прямая средняя корреляционная связь (г = 0,47 ± 0,18), а между выходом крупы и пленчатостью - обратная средняя (г = -0,56 ± 0,17). Выход целого ядра более 80% можно получить при выходе крупы более 67% и пленчатости менее 19 или более 23% (рис. 3).
Оптимальное сочетание этих признаков при значении пленчатости 18-19%. Высокий процент пленчатости, вероятно, защищает зерно от дробления и тем самым тоже
спосооствует увеличению выхода целого ядра. То есть, связь здесь носит в какой-то степени криволинейный характер.
i | 100 ■ 80 I I 60 I I 40 I I 20 П о ■ -20
Рис. 3. Зависимость выхода целого ядра от выхода крупы и пленчатости, 2011 г.
Зерно риса сильнее, чем зерно других зерновых культур, при неблагоприятных условиях уборки, хранения или транспортировки подвергается растрескиванию, что влечет за собой необратимое ухудшение технологических свойств. Трещиноватость ведет к снижению качества готовой продукции, главным образом к уменьшению содержания целого ядра в рисовой крупе. Она является специфическим свойством зерна риса и оказывает большое влияние на степень разрушения ядер риса при производстве крупы [2, 3, 4].
Анализ результатов дает возможность сделать предположение о влиянии на содержание целого ядра не только трещино-ватости зерна риса, но и признаков структуры зерновки. Повышенная трещиноватость зерна может быть обусловлена различной консистенцией эндосперма.
Между признаками выход целого ядра и трещиноватостью в среднем за три года установлена обратная корреляционная связь (г = -0,54 ±0,16).
Между стекловидностью и массой 1000 зерен также наблюдается обратная
средняя корреляционная связь (г = -0,65 ± 0,06). В селекционной работе следует стремиться к оптимальному соотношению этих признаков.
Одним из наиболее коррелируемых признаков в наших исследованиях является масса 1000 зерен (рис. 4).
Положительную среднюю связь с этим признаком имеет выход мучки (г = 0,40 ± 0,10) и выход дробленого ядра (г = 0,38 ± 0,10), положительную слабую -выход крупы (г = 0,28 ± 0,1 1). Обратные средние связи установлены с выходом пленок (г = -0,38 ± 0,10) и выходом целого ядра (г = -0,38 ±0,10).
Таким образом, выявленные корреляционные взаимосвязи между изученными признаками свидетельствуют о том, что при селекции на качество зерна есть резерв и возможность отбора образцов по коррелирующим признакам.
В результате анализа выделены образцы, превышающие стандарт и модельный сорт по выходу крупы (табл. 1).
Масса 1000 зерен, г
Рис. 4. Корреляционная связь массы 1000 зерен с технологическими показателями зерна
и крупы сортообразцов риса, 2010-2012 г.
Таблица 1
Характеристика выделившихся образцов
Сортообразец, сорт Масса 1000 зерен, г Пленча-тость, % Выход крупы, % Выход мучки, % Выход целого ядра, % Стекло- вид-ность, % Трещи-нова- тость, %
Боярин (81) 33,2 19,6 69,0 10,4 74,0 95,0 6,00
Дон 9253 29,3 19,6 71,7 8,7 85,9 96,5 3,00
Дон 9618 26,9 21,5 70,4 8,10 95,0 94,8 8,25
Дон 9620 26,9 21,1 70,1 8,80 94,7 94,3 3,00
Дон 15458 28,6 20,9 71,5 7,64 84,4 98,5 7,00
Модель 30,0 18,0 71,0 11,0 95,0 95,0 0,0
X 28,9 21,0 69.4 8,94 82,1 91,5 14,1
Б 2,62 1,01 0,85 0,78 10,7 4,15 7,68
У,% 9,05 4,79 1,20 8,80 12,7 4,50 54,4
1,31 0,50 0,18 0,16 2,22 0,87 1,60
Образцы Дон 9253, Дон 9618, Дон 9620 и Дон 15458 представляют интерес для дальнейшей направленной перспективной селекции.
Выводы
1. В результате анализа технологических признаков и свойств зерна и крупы сортообразцов риса установлено, что:
1) изученные сортообразцы имеют широкий спектр значений проанализированных признаков;
2) большинство корреляционных связей между признаками прямые средние и достоверные;
3) положительные корреляции наблюдаются между: пленчатостью и вы-
ходом целого ядра (г = 0,33 ± 0,10); выходом мучки с выходом крупы (г = 0,30 ± 0,10), выходом дробленого ядра (г = 0,43 ± 0,09), массой 1000 зерен (г - 0,40 ± 0,10), трещиноватостью (г = 0,23 ± 0,11), длиной (г - 0,35 ± 0,10), шириной (г - 0,34 ± 0,10) и толщиной зерновки (г = 0,31 ± 0,10); выходом крупы с массой 1000 зерен (г - 0,28 ±0,11), длиной (г - 0,45 ± 0,09) и индексом зерновки (г = 0,29 ± 0,11); выходом дробленого ядра с массой 1000 зерен (г - 0,38 ± 0,10), длиной (г - 0,33 ± 0,10), шириной (г = 0,30 ± 0,10) и толщиной зерновки (г = 0,27 ± 0,1 1); массой 1000 зерен с трещиноватостью (г = 0,24 ± 0,11), длиной (г - 0,61 ± 0,08), шириной (г - 0,54 ± 0,09) и толщиной зерновки (г = 0,58 ± 0,09); тре-щиноватости с шириной (г = 0,29 ± 0,11) и толщиной зерновки (г = 0,44 ± 0,09); длиной и индексом зерновки (г = 0,69 ± 0,08), а также шириной и толщиной зерновки (г — 0,71 ±0,08);
4) отрицательно коррелируют: плен-чатость с выходом мучки (г = -0,64 ± 0,08), выходом крупы (г = -0,93 ± 0,04), выходом дробленого ядра (г = -0,33 ± 0,10), массой 1000 зерен (г - -0,38 ± 0,10), длиной (г - -0,50 ± 0,09), шириной (г - -0,22 ± ОД 1) и индексом зерновки (г = -0,24 ± ОД 1); выход мучки с выходом целого ядра (г = - 0,43 ± 0,09); выход целого ядра с массой 1000 зерен (г = -0,38 ± 0,10), длиной (г - -0,33 ± ОД 0), шириной (г - -0,30 ±0,10) и
толщиной зерновки (г = -0,27 ± ОД 1); стек-ловидность с трещиноватостью
(г = -0,38 ± 0,10) и шириной зерновки (г = -0,29 ± 0,11), индекс зерновки с трещиноватостью (г = -0,23 ± 0,11), шириной (г = -0,64 ± 0,08) и толщиной зерновки (г = -0,39 ±0,10).
Литература
1. Зеленский, Г.Л. Рис как продукт для диетического и лечебного питания [Электронный ресурс] / Г.Л. Зеленский // Научный журнал КубГАУ. - 2011. -№ 72(08). - Режим доступа http://ej.kubagro.ru/2011/08/pdf/02.pdf.
2. Кешаниди, Х.Л. Технологическая оценка риса-зерна / Х.Л. Кешаниди, Е.Д. Казаков. - Москва: Агроиромиздат, 1985.- 76 с.
3. Костылев, П.И. Методы селекции, семеноводства и сортовой агротехники риса / П.И. Костылев. - Ростов-на-Дону: ЗАО «Книга», 2011.-288 с.
4. Костылев, П.И. Технология выращивания сортов риса в Ростовской области: учеб. пособие / П.И. Костылев, В.И. Сте-повой, A.A. Парфенюк. - ВНИИЗК; ФГОУ ВПО АЧГАА, 2005. - 85 с.
5. Сметанин, А.П. Методики опытных работ по селекции, семеноводству, семеноведению и контролю за качеством семян риса / А.П. Сметанин, В.А. Дзюба, А.И. Апрод. - ВНИИ риса, Краснодар, 1972. - 134 с.
Сведения об авторах Костылева Людмила Михайловна - канд. с.-х. наук, доцент кафедры селекции и генетики сельскохозяйственных культур Азово-Черноморской государственной агроин-женерной академии (г. Зерноград). Тел. 8(86359)41-5-02.
Францева Нина Викторовна - аспирантка кафедры селекции и генетики сельскохозяйственных культур Азово-Черноморской государственной агроинженерной академии (г. Зерноград). Тел. 8(86359)41-5-02. E-mail: nina.franceva@mail.ru.
Information about the authors Kostyleva Lyudmila Mikhailovna - Candidate of Agricultural Sciences, associate professor of the agricultural crops selection and genetics department, Azov-Black Sea State Agroengineering Academy (Zernograd). Phone: 8(86359)41-5-02.
Frantseva Nina Victorovna - post-graduate student of the agricultural crops selection and genetics department, Azov-Black Sea State Agroengineering Academy (Zernograd). Phone: 8(86359)41-5-02. E-mail: nina.franceva@mail.ru.
