CC BY
17
УДК 633.14 «324»:004:12
Новый методический подход к оценке смесительной способности зерна озимой ржи
Т.Б. КУЛЕВАТОВА, кандидат биологических наук, ведущий научный сотрудник (e-mail: Rogozhkina2008@ yandex.ru)
А.И. ПРЯНИШНИКОВ, доктор сельскохозяйственных наук, директор
Л.Н. ЗЛОБИНА, кандидат сельскохозяйственных наук, научный сотрудник
Т.Я. ЕРМОЛАЕВА, зав. лабораторией
Научно-исследовательский институт сельского хозяйства Юго-Востока, ул. Тулайкова, 7, Саратов, 410010, Российская Федерация
Резюме. Проведены исследования с целью изучения различий между 13 сортами озимой ржи по показателям реологических свойств водных суспензий шрота и количественной выраженности «эффекта улучшения» (Е) смесей на их основе с массовой долей улучшающего и улучшаемого компонента соответственно 10:90% и50:50%. Анализировали показатели следующих индексов: ВСн (начальная вязкость суспензии), ВС0 (вязкость суспензии по достижении заданной температуры 420С), ВС1Ю, ВС30 (вязкость суспензии через 10 и 30 мин. эксперимента), VH,V1g,V3g,Vm, V30+ (средние скорости изменения вязкости на начальном0 этапе, за 10, 30, 17 и 37 мин. эксперимента). Эффект улучшения определяли по формуле Е = 100(nt -П2)/П2, где Пt - показатель качества смеси, П2 - показатель качества улучшаемого компонента (сорт озимой ржи Саратовская 6). Коэффициент межсортовой вариации составил 27-84%. Значимые различия смесей по сортам при массовой доле Саратовской 6 в смеси 90% наблюдали по показателю ВС0 (F=3,7*; НСР=15,0), при соотношении компонентов 50:50 - по трем показателям: ВС30 (F=3,3*; НСР=62,4), V30 (F=3,4 *; НСР=0,8), V30+(F=3,4*; НСР=1,4). К лучшим по смесительной способности, оцениваемой по эффективности улучшения (по ВСн ), при обоих изучаемых соотношениях, можно отнести Саратовскую 1. По показателям ВС0, ВСЮ, ВС30 при соотношении компонентов 10:90 хорошо проявили себя Саратовская 1, Саратовская крупнозерная, Памяти Бамбышева, УПР, Короткостебельная 3, Волжанка. Лучшими по кинетическим характеристикам были Саратовская 4, Белозерная, Елисеевская. При соотношении компонентов 1:1 по ВСн лучшие результаты продемонстрировали Саратовская 1, Саратовская 4, Елисеевская. Показана принципиальная возможность оценки смесительной способности по индексам вискограммы, характеризующим некрахмальные полисахариды. Обоснован новый подход к определению смесительной способности «улучшителей» Саратовской 6 сорт Саратовская 1, Белозерная, Волжанка при соотношении компонентов 10:90% и Елисеевская, Саратовская 1 и Памяти Бамбышева при соотношении компонентов 50:50%. Ключевые слова: озимая рожь, вискограф, водная суспензия, качество зерна, селекция.
для цитирования: Новый методический подход к оценке смесительной способности зерна озимой ржи/ Т.Б. Кулеватова, А.И. Прянишников, Л.Н. Злобина, Т.Я. Ермолаева //Достижения науки и техники АПК. 2015. Т. 29. № 11. С. 36-38.
В последние годы по Российской Федерации наблюдается тенденция сокращения посевных площадей озимой ржи. Происходящее при этом некоторое увеличение урожайности культуры не позволяет компенсировать негативное воздействие такого процесса на валовой сбор ее зерна, который, начиная с 1991 г., сокращается на 342,2тыс. т в год [1]. Для наращивания производства продукции культуры в регионах страны активно ведутся исследования по оптимизации технологии ее возделывания [2, 3] и селекции [4, 5].
Многоплановость использования требует развития различных направлений селекции ржи. Для создания специализированных сортов необходима оценка селекционного материала, как по углеводно-амилазному, так и по белково-протеиназному комплексам [6]. Поиск и освоение
новых методических подходов к оценке качества зерна ржи сегодня очень актуален. Ранее мы начали изучение показателей набухания некрахмальных полисахаридов в системе шрот озимой ржи - вода, в результате чего удалось получить данные, характеризующие высокую сортовую вариацию этих признаков [7, 8]. Кроме того, была изучена и объяснена, в основном, сопряженность индексов вискографа с различными показателями качества зерна [9].
Известно, что под смесительной способностью понимают возможность улучшать качество смесей с менее ценными генотипами [10].
Цель исследований - доказать возможность использования новых (нетрадиционных) показателей качества зерна для оценки смесительной способности озимой ржи на основе рассчитанного «эффекта улучшения».
Условия, материалы и методы. В качестве экспериментального материала использовали зерно 13 сортов озимой ржи урожая 2010 г., выращенное в питомнике конкурсного сортоиспытания НИИСХ Юго-Востока. В качестве «улучшаемого» компонента выбран сорт озимой ржи Саратовская 6, поскольку он отличается невысокими по абсолютным величинам показателями реологических свойств суспензий, по сравнению с другими сортами саратовской селекции. В качестве «улучшителей» выступали Саратовская 1, Саратовская крупнозерная, Саратовская 4, Памяти Бамбышева, Белозерная, УПР, С-10, Короткостебельная 3, РЖ, Белозерная желтозерная, Елисеевская, Волжанка, которые значимо отличались от «улучшаемого» по индексам, характеризующим реограммы. Смеси на их основе составляли с массовой долей улучшающего и улучшаемого компонента соответственно 10:90% и 50:50%.
Метеорологические условия 2010 г. можно охарактеризовать как экстремально теплые. В мае количество осадков составило 33,8 мм (79,0% от нормы); в июне - 18,6 мм (41,0); в июле - 19,9 мм (39,0); в августе - 0,3 мм (1,0). Что касается температуры воздуха, то фактическая температура в мае была выше многолетней нормы 2,9°С; в июне - на 4,8°С; в июле - на 6,2°С; в августе - на 6,6°С. Особенности вегетационного периода позволили получить зерно озимой ржи с ярко выраженными генотипическими различиями, что дало возможность провести корректные исследования.
Реологические свойства оценивали на ротационном вискографе фирмы «Brabender». Изучали следующие показатели: начальная вязкость суспензии (ВСн), вязкость суспензии по достижении заданной температуры 420С (ВС0), вязкость суспензии через 10 и 30 мин. эксперимента (ВС10, ВС30). Рассчитывали средние скорости изменения вязкости на начальном этапе, за 10, 30, 17 и 37 мин. эксперимента (VM,V10, V30, V10+, V30+). Эффект улучшения определяли по формуле: Е=100(П1-П2)/П2, где П1 - показатель качества смеси, П2 - показатель качества улучшаемого компонента [10].
Данные были подвергнуты обработке методом одно-факторного дисперсионного анализа с использованием пакета программ «Agros». Различия между вариантами оценивали по НСР05 (при достоверности F-критерия).
результаты и обсуждения. Ранее было установлено, что показатели вискографа тесно связаны с хлебопекарными индексами [8]. Это значительно облегчает оценку селекционного материала. Необходимо отметить, что коэффициенты межсортовой вариации по индексам вискограммы в 2010 г. составили - 27-84%. По всем, без исключения,
Таблица 1. Показатели реологических свойств водных суспензий на основе шрота озимой ржи
Сорт № С ВС о ВС 10 ВС 30 V н V0 V 10+ К30 V 30+
Елисеевская 213 277 383 440 9,1 10,7 10,0 5,4 6,1
Саратовская 1 153 193 293 353 5,7 10,0 8,2 5,3 5,4
Волжанка 227 280 383 480 7,6 10,3 9,2 6,7 6,8
Саратовская крупнозерная 133 187 353 287 7,6 6,7 7,1 3,4 4,2
Саратовская 4 173 180 237 267 1,9 5,7 3,7 2,9 2,5
Саратовская 5 113 110 130 147 0,5 2,0 1,0 1,2 0,9
Саратовская 6 130 108 120 130 3,1 1,2 1,4 0,7 0,7
Марусенька 127 113 127 143 1,9 1,3 0,4 1,0 0,4
Памяти Бамбышева 150 173 250 293 3,3 7,7 5,9 4,0 3,9
Белозерная (ККГ) 153 157 210 237 3,3 5,3 3,3 2,7 2,3
УПР 180 190 263 307 2,4 7,3 4,9 3,9 3,4
Саратовская 7 110 100 120 137 3,4 2,0 1,0 1,2 0,7
С-10 120 113 153 183 0,9 4,0 2,0 2,3 1,7
Короткостебельная 3 157 123 150 170 4,7 2,7 2,0 1,6 1,1
РЖ 203 230 283 303 3,8 5,3 4,7 2,4 2,7
Белозерная белоколосая 120 100 123 137 2,8 2,3 1,0 1,2 0,6
Белозерная желтозерная 163 190 247 293 3,8 5,7 4,9 3,5 3,5
F 6,5* 21,7* 37,6* 41,8* 2,9* 34,8* 25,1* 23,0* 33,5*
НСР 40 36 41 47 4 2 2 1 1
СУ (%) 27 37 42 44 84 62 79 62 76
* - значимо на 5%-ном уровне. НСР - наименьшая существенная разница эффициент межсортовой вариации, F - критерий Фишера. показателям сортовые различия были достоверны (табл.1). Исходя из этого, мы приняли решение о возможности использования таких реограмм для оценки.
В наших и сследо ваниях среди со рто в «улуч ш ителей» по характеристикам ВСн, ВСо, ВС10 выделились сорта Елисеевская, Волжанка, Саратовская крупнозерная, РЖ (см. табл. 1). По расчетным (кинетическим) индек-сам^характеризующим скорости нарастания вязкости
По результатам одно-факторного дисперсионного анализа показателей смесей сортов озимой ржи значимые различия при массовой доле Саратовской 6 в смеси на уровне 90% наблюдали только по одному показателю - вязкость суспензии по достижении заданной температуры 420С (ВС0), которая измеряется на начальном этапе исследований (табл. 2). Это имеет большое значение, так как оптимизация тестирования качества зерна (важный аспект селекционной практики) предполагает сокращение, как количества анализируемого материала, так и времени эксперимента.
При соотношении компонентов 1:1 (50:50%) достоверные различия наблюдали уже по трем параметрам - ВС30, Ч30,
^ (%) - ко-
Ч30+. При этом последние два расчетных индекса, с учетом их информативности в предыдущих исследованиях [8] можно отождествить. Таким образом, для оценки смесительной способности селекционного материала целесообразно рекомендовать три показателя - ВС0,
ВС30, Ч».
(Ч,
V V
10' 10+'
V) отличались Елисеевская, Саратовская
1, Волжанка, Памяти Бамбышева.
Таблица 2. Показатели реологических свойств смесей сортов озимой ржи с Саратовской 6
К лучшим по смесительной способности, оцениваемой по эффективности улучшения (Е), по показателю - начальная вязкость суспензии (ВСн ) при обоих изучаемых соотношениях можно отнести Саратовскую 1 (табл. 3). По показателям ВС , ВС , ВС
Сорт ВСн В С ВС10 ВС30 К К10 V10+ V30 V30+
соотношение компонентов 10 и 90%
Саратовская 1 140 125 145 155 2,2 2,0 0,3 1,0 0,4
Саратовская крупнозерная 115 115 130 145 1,4 1,5 0,9 1,0 0,9
Саратовская 4 105 100 125 140 0,7 2,5 1,2 1,3 1,0
Памяти Бамбышева 100 110 130 145 2,9 2,0 1,8 1,2 1,2
Белозерная (ККГ) 105 95 120 155 4,3 2,5 1,5 2,0 1,4
УПР 120 115 130 150 0,7 1,5 0,6 1,2 0,8
С-10 100 100 120 135 1,4 2,0 1,2 1,2 1,0
Короткостебельная 3 120 120 130 150 1,4 1,0 0,6 1,0 0,8
РЖ 105 105 120 135 1,4 1,5 0,9 1,0 0,9
Белозерная желтозерная 95 100 130 145 0,7 3,0 2,1 1,5 1,4
Елисеевская 100 105 135 155 0,7 3,0 2,1 1,7 1,5
Волжанка 110 115 135 155 0,7 2,0 1,5 1,3 1,3
F 2,8 3,7* 1,5 1,2 1,9 1,9 1,3 2,1 1,1
НСР 23,4 15,0 18,6 21,5 2,5 1,4 1,6 0,7 1,0
СУ (%) 16,3 9,5 7,2 6,8 86,8 36,8 76,3 29,1 50,8
соотношение компонентов 50 и 50%
Саратовская 1 145 155 195 215 2,9 4,0 3,0 2,0 1,9
Саратовская крупнозерная 115 115 150 165 1,4 3,5 2,1 1,7 1,4
Саратовская 4 145 130 150 170 2,2 2,0 0,9 1,3 0,7
Памяти Бамбышева 95 125 160 185 4,3 3,5 3,9 2,0 2,4
Белозерная (ККГ) 115 100 130 150 3,4 3,0 1,5 1,7 1,0
УПР 120 135 165 180 2,2 3,0 2,7 1,5 1,7
С-10 100 90 115 135 1,5 2,5 0,9 1,5 1,0
Короткостебельная 3 100 110 125 145 1,5 1,5 1,5 1,2 1,2
РЖ 120 125 150 165 0,7 2,5 1,8 1,4 1,3
Белозерная желтозерная 125 135 165 190 1,4 3,0 2,4 1,8 1,8
Елисеевская 135 180 235 270 6,4 5,5 5,9 3,0 3,7
Волжанка 120 135 170 200 2,2 3,5 3,0 2,2 2,2
F 1,8 2,1 2,3 3,3* 0,7 2,2 2,1 3,4* 3,4*
НСР 37,8 51,6 65,5 62,4 6,1 2,1 3,0 0,8 1,4
СУ (%) 21,3 22,7 24,2 23,0 99,0 39,3 69,7 32,1 55,4
* - значимо на 5%-ном уровне. НСР - наименьшая существенная разница, ^(%) - коэффициент межсортовой вариации, F - критерий Фишера.
0 10 30 при
соотношении компонентов 10 к 90% хорошо проявили себя Саратовская 1, Саратовская крупнозерная, Памяти Бамбышева, УПР, Короткостебель-ная 3, Волжанка. Лучшими по кинетическим характеристикам были Саратовская 4, Белозерная, Белозерная желтозерная, Елисеевская. При соотношении компонентов 1 к 1 по показателю ВСн проявили себя Саратовская 1, Саратовская 4, Елисеевская. Самый высокий эффект улучшения (185,7%) по абсолютному значению наблюдали при смешивании Саратовской 6 с Белозерной (ККГ) при соотношении компонентов 10 к 90% по средним скоростям нарастания вязкости. В варианте с соотношением 50 к 50% наилучшим образом проявили себя в качестве улучшителей такие сорта, как Елисеевская (по кинетическим характеристикам эффект улучшения превысил 300%) и Саратовская 1 (Е= 171,4-233,3%).
Выводы. Предлагаемый подход к определению смесительной способно- 37
Таблица 3. Эффективность улучшения по показателям реограммыв смесях сти косвенным методом
весьма перспективен, так как наблюдается очень высокая сортовая вариация нетрадиционных показателей качества зерна озимой ржи. Эффект улучшения (Е) выявляется уже в самом начале определения набухания некрахмальных полисахаридов при смешивании компонентов даже при минимальном (10%) добавлении «улучшителя». Наблюдаемый «эффект улучшения» со-ртоспецифичен. Наиболее перспективны для использования в качестве «улучши-телей» Саратовской 6 такие сорта как Саратовская 1, Белозерная, Волжанка (при соотношении компонентов 10 к 90%) и Елисеевская, Саратовская 1 и Памяти Бам-бышева (при соотношении компонентов 50 к 50%).
Литература.
1. Пономарева М.Л., Пономарев С.Н., Тагиров М.Ш.. Динамика фак-торов производства и использования зерна ржи в Российской Федерации и Республике Татарстан//Земледелие. 2014. №8. С. 6-9.
2. Чайкин В.В., Пшеничная И.А., Тороп А.А. Полегание озимой ржи и хлебопекарные качества //Земледелие. 2013. № 5. С. 27-28.
3. Таланов И.П., Хусаинов Р.Р. Формирование урожая и качества зерна озимой ржи в зависимости от приемов основной обработки и фонов питания в условиях серой лесной почвы Республики Татарстан // Вестник Казанского государственного аграрного университета. 2013. Т. 8. № 1 (27). С. 125-128.
4. Ермолаева Т.Я. Селекция озимой ржи на качество зерна в Поволжье: Дисс. ученой степени канд. с.-х. наук. Саратов, 2001. С. 150.
5. Константинова О.Б., Кондратенко Е.П. Оценка урожайности и стабильности новых сортов озимой ржи в условиях лесостепной зоны Кемеровской области //Достижения науки и техники АПК. 2015. Т. 29. № 3. С. 7-9.
6. Великанова Н.М. Углеводно-амилазный комплекс озимой ржи и тритикале, селекционная значимость его критериев: Дисс. ... канд. биол. наук. Саратов, 2006. 115с.
7. Бебякин В.М., Кулеватова Т.Б. Количественная выраженность показателей вискографической оценки озимой ржи в зависимости от сорта и условий среды // Зональные особенности научного обеспечения сельскохозяйственного производства, 2009. Ч. 1. С. 104-107.
8. методические аспекты тестирования озимой ржи на качество по реологическим свойствам водных суспензий шрота / В.М. Бебякин, Т.Б. Кулеватова, Л.В. Андреева, С.В. Осипова//Достижения науки и техники АПК. 2010. №5. С. 27-28.
9. Бебякин В.М., Кулеватова Т.Б., Осипова С. В. Разграничивающая способность показателей вискографа и их согласованность с характеристиками качества зерна //Аграрный вестник Юго-Востока. 2009. №3. С. 28-30.
10. Осипова С.В. Смесительная ценность сортов озимой ржи и методические подходы к ее оценке: Авторефератдис.... канд.с.-х. наук. Саратов, 2008. 23с.
NEW METHODICAL APPROACH TO EVALuATION OF THE MIxING ABILITY OF WINTER RYE GRAIN
T.B. Kulevatova, A.I. Pryanishnikov, L.N. Zlobina, T. Y. Yermolaeva
Agricultural Research Institute of South-East Region, ul. Tulaykova, 7, Saratov, 410010, Russian Federation
Summary. We carried out the investigations to study the differences between 13 varieties of winter wheat upon indications of rheological properties of water suspensions of solvent cake. We also studied the quantitative intensity of the "effect of improvement" (E) of mixtures on their bases with weight fraction of improving and improved components (10:90) % and (50:50) %, respectively. We analyzed the values of the following indices: BCi (the initial viscosity of the suspension), BC0 (the viscosity of the suspension at the reaching of the desired temperature 42 degrees), BC10, BC 30 (the viscosity of the suspension in 10 and 30 minutes of the test), Vi, V10, V30, V10+, V30+ (the average rates of change in the viscosity at the initial stage, in 10, 30, 17 and 37 minutes of the test). The effect of the improvement was determined by the formula Е = 100 * (P1 - P2) / P2, where P1 is the quality factor of the mixture, P2 is the quality factor of the improving component (the variety of winter rye Saratovskaya 6). The coefficient of the intervarietal variation was 27-84%. The significant differences of mixtures in varieties at the mass fraction of Saratovskaya 6 in mixture of 90% were observed for the index BC0 (F = 3.7*, LSD = 15.0). With the ratio of components 50:50 the differences were observed for three indices: BC30 (F = 3.3*, LSD = 62.4), V30 (F = 3.4*, LSD = 0.8), V30+ (F = 3.4*, LSD = 1.4). Saratovskaya 1 variety can be attributed to the best varieties according to their mixture ability, established by the efficacy of improvement (BCi), for both studied ratios. By indexes BC0, BC10, BC30, with the ratio of components 10:90 varieties Saratovskaya 1, Saratovskaya Krupnozernaya, Pamyati Bambysheva, UPR, Korot-kostebelnaya 3, Volzhanka showed good results. Saratovskaya 4, Belozernaya, Eliseevskaya were the best by kinetic properties. With the ratio of components 1:1 by the index BCi Saratovskaya 1, Saratovskays 4, Eliseevskaya showed good results. It was demonstrated the principled possibility assessment of mixing ability by indices of a viscogram, characterized non-starch polysaccharides. The new approach for definition of the mixing ability of improvers of Saratovskaya 6: Saratovskaya 1, Belozernaya, Volzhanka (with the ratio of the components 10% to 90%) and Eliseevskaya, Saratovskaya 1 and Pamyati Bambysheva (with the ratio of the components 50% to 50%) was proved. Keywords: winter rye, viscograph, water suspension, grain quality, breeding.
Author Details: T.B. Kulevatova, Cand. Sc. (Biol.), leading research fellow (e-mail: [email protected]); A.I. Pryanishnikov, D. Sc. (Agr.), director; L.N. Zlobina, Cand. Sc. (Agr.), research fellow; T.Y Yermolaeva, head of laboratory.
For citation: Kulevatova T.B., Pryanishnikov A.I., Zlobina L.N., Yermolaeva T. Y New Methodical Approach to Evaluation of the Mixing Ability of Winter Rye Grain. Dostizheniya nauki i tekhniki APK. 2015. Vol. 29. No. 11. Pp. 36-38 (In Russ).
при различном соотношении компонентов, %
Сорт ВСн ВСо ВС10 ВС30 V10 V30 V30+
соотношение компонентов 10 к 90%
Саратовская 1 7,7 15,7 20,8 19,2 66,7 42,9 -
Саратовская крупнозерная - 6,5 8,3 8,3 42,9 42,9 28,6
Саратовская 4 - - 4,2 4,2 85,7 85,7 42,9
Памяти Бамбышева - 1,9 8,3 11,5 71,4 71,4 71,4
Белозерная (ККГ) - - 0,0 19,2 185,7 185,7 100,0
УПР - 6,5 8,3 15,4 71,4 71,4 14,3
С-10 - - 0,0 3,8 71,4 71,4 42,9
Короткостебельная 3 - 11,1 8,3 15,4 42,9 42,9 14,3
РЖ - - 0,0 3,8 42,9 42,9 28,6
Белозерная желтозерная - - 8,3 11,5 114,3 114,3 100,0
Елисеевская - - 12,5 12,5 150,0 142,9 114,3
Волжанка - 6,5 12,5 19,2 7,1 85,7 85,7
соотношение компонентов 50 к 50%
Саратовская 1 11,5 43,5 62,5 65,4 233,3 185,7 171,4
Саратовская крупнозерная - 6,5 25,0 26,9 191,7 142,9 100,0
Саратовская 4 11,5 20,4 25,0 30,8 66,7 85,7 0,0
Памяти Бамбышева - 15,7 33,3 42,3 191,7 185,7 242,9
Белозерная (ККГ) - - 8,3 15,4 150,0 142,9 42,9
УПР - 25,0 37,5 38,5 150,0 114,3 142,9
С-10 - - - 3,8 108,3 114,3 42,9
Короткостебельная 3 - 1,9 4,2 11,5 25,0 71,4 71,4
РЖ - 15,7 25,0 26,9 108,3 100,0 85,7
Белозерная желтозерная - 25,0 37,5 46,2 150,0 157,1 157,1
Елисеевская 3,8 66,7 95,8 107,7 358,3 328,6 428,6
Волжанка - 25,0 41,7 53,8 191,7 214,3 214,3
