CC BY
67
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 633.16
ПИВОВАРЕННЫЕ КАЧЕСТВА ЯЧМЕНЯ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ПРИЕМОВ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ
© А. С. ПАРФЕНОВ, В. А. ВАРЛАМОВ Пензенская государственная сельскохозяйственная академия, кафедра переработки сельскохозяйственной продукции e-mail: [email protected]
Парфенов А. С., Варламов В. А. - Пивоваренные качества ячменя в зависимости от приемов возделывания // Известия ПГПУ им. В.Г. Белинского. 2012. № 29. С. 328-334. - В работе экспериментально подтверждена целесообразность применения удобрения Поли-фид в технологии возделывания пивоваренного ячменя в условиях лесостепи Среднего Поволжья. Установлены оптимальные сроки применения удобрений с целью получения высококачественного солода.
Ключевые слова: сорта ячменя, удобрение Поли-фид, урожайность, качество солода.
Parfenov A. S.,Varlamov V. A. - Brewing qualities of barley depending on receptions of cultivation // Izv. Penz. gos. pedagog. univ. im.i V.G. Belinskogo. 2012. № 29. P. 328-334. - The expediency of application of fertilizer Poly-feed in technology of cultivation of brewing barley in conditions of forest-steppe of middle Volga region is experimentally confirmed. Optimum terms of application of fertilizers are established with the purpose of reception of high-quality malt.
Keywords: grades of barley, fertilizer Poly-feed, productivity, quality of malt.
Ячмень относится к числу наиболее распространенных зерновых культур. Зерно ячменя является незаменимым сырьем для производства в течение многих столетий солода и пива [2, 5]. Возделывание пивоваренных сортов ячменя приурочено к областям средних широт с умеренным климатом и достаточным выпадением осадков летом [3, 4]. В настоящее время разрешена заготовка ячменя пивоваренных сортов в различных регионах Российской Федерации при условии получения в таком регионе ячменя, удовлетворяющего требованиям ГОСТа 5060-86. С целью повышения продуктивности и стабильности качества особое внимание стоит уделить использованию химических средств, в частности применению в технологии возделывания микроудобрений, регуляторов роста и бактериальных препаратов. В настоящее время возрастает научный и практический интерес использования вышеуказанных препаратов. Это обусловлено тем, что препараты рассматриваются как экологически чистый и экономически целесообразный прием возделывания сельскохозяйственных культур [6].
Среди огромного многообразия представленных на рынке комплексных удобрений особого внимания заслуживает микроудобрение Поли-фид. Поли-фиды - это водорастворимые полнокомпонентные удобрения высокой степени химической чистоты, характеризуются сбалансированными,
физиологически выверенными концентрациями макро- и микроэлементов в хелатной форме; не закрепляются почвой, и не разрушают органические структуры действующего вещества пестицидов, что делает возможным совмещение обработок с широким спектром применяемых пестицидов и регуляторов роста; применяются на различных стадиях развития растений методом листовой подкормки. Питательный комплекс Поли-фид отличается от аналогов более высокой степенью химической чистоты, растворимости и стабильности всех компонентов, отсутствием вредных и балластных веществ, таких как хлорид, натрий, перхлорат, избыточного сульфата и др., что является решающим фактором эффективности листовых подкормок. Поли-фиды позволяют преодолеть такие отрицательные факторы как недостаточное покрытие поверхности листа, смыв, ожог и токсичность, барьеры проникновения по листу и сложное распределение по растению, тем самым существенно повысить эффективность внекорневого питания.
В связи с этим, целью наших исследований явилось изучить влияние водорастворимого полнокомпонентного удобрения Поли-фид на формирование продуктивности сортов пивоваренного ячменя, обеспечивающего получение зерна, пригодного для соло-доращения в лесостепи Среднего Поволжья.
МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА
Основная часть исследовательской работы проведена в 2008-2010 гг. в ООО «Раздолье» Колыш-лейского района. По основным метеорологическим элементам (увлажнению и температурному режиму) годы исследований заметно отличались как друг от друга, так и от среднемноголетних показателей. 2008 и
2009 годы были достаточно увлажненные, гидротермический коэффициент (ГТК) в период вегетации составил 1.2 и 1.3 соответственно. 2010 год оказался засушливым, ГТК составил 0.1.
Средняя продолжительность активной вегетации культур (период со среднесуточной температурой больше 10°С) находилась в пределах 127-158 дней, сумма положительных температур больше 10°С изменялась от 2050°С до 2556°С, сумма осадков за вегетацию - от 155 до 448 мм.
Почва опытного участка - чернозем выщелоченный, среднегумусный, среднемощный, среднесуглинистый. Содержание гумуса в пахотном слое 6,7 %, подвижного фосфора (по Чирикову) - 11.1 мг/100 г, обменного калия - 14.2 мг на 100 г почвы, рНКс1 - 5.4, степень насыщения основаниями - 81.2-82.7 %.
Решение поставленных задач осуществлялось постановкой и проведением многовариантных трехфакторных полевых опытов, сопровождавшихся сопутствующими наблюдениями, учетами и анализами.
Схема опыта:
- фактор А. Сорт: Волгарь, Одесский 100;
- фактор В. Фон минерального питания: 1. Без удобрений; 2. N45P50 кг д.в./га;
- фактор С. Срок обработки удобрением Поли-фид: 1. Контроль; 2. Обработка семян; 3. Обработка в фазу кущения; 4. Обработка в фазу колошения; 5. Обработка семян + обработка в фазу кущения; 6. Обработка семян + обработка в фазу кущения + обработка в фазу колошения.
Нормы высева ярового ячменя - 5 млн. шт. всхожих семян на гектар. Повторность опыта трехкратная на территории. Размещение вариантов рендомизиро-ванное, учетная площадь делянки 25 м2. Обработка почвы и система ухода в опыте общепринятая для яровых зерновых.
Опыты и исследования выполнены в соответствии с методическими указаниями Б. А. Доспехова [1].
Наблюдения, учеты и анализы проведены по следующим методикам:
1. Определение структуры урожая и другие сопутствующие анализы и исследования выполнены в соответствии с методическими рекомендациями Государственной комиссии по сортоиспытанию сельскохозяйственных культур (1971).
2. Учет урожая зерна сплошным поделяночным способом.
3. Для прогноза содержания экстракта и пивоваренной оценки ячменя использовали метод микросоложения, принятого Комиссией МЕВАК в качестве стандартного метода от 6.04.1971.
4. Определение количества мучнистых, стекловидных, темных и карамельных зерен по ГОСТ Р29294 - 92.
5. Определение белковых веществ в зерне по ГОСТ 10846 - 91.
6. Массовую долю экстракта на воздушно-сухое вещество и разницу массовых долей экстракта в тонком и грубом помолах определяли как разность расчетных показателей массовых долей экстрактов в сухом веществе солода тонкого и грубого помолов по методике, описанной в ГОСТ Р 29294 - 92.
7. Число Кольбаха, продолжительность осаха-ривания солода, прозрачность лабораторного сусла, цвет лабораторного сусла, кислотность лабораторного сусла по методике ГОСТ Р 29294 - 92.
8. Математическая обработка результатов проведена методом дисперсионного, корреляционного анализов (Б. А. Доспехов, 1989) на ПЭВМ с использованием Excel 2000, Statistica 4.5, Statgraphics Plus for Windows 2.1;
9. Экономическая эффективность определена по результатам анализа трудовых, материальных ресурсов и выхода продукции и соответственно выражена в стоимости на основе технологических карт по нормативам и расценкам.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
Анализ структуры урожая позволяет объяснить преимущество того или иного агроприема или технологии возделывания в целом. Одним из важных показателей структуры урожая является продуктивная кустистость. Она имеет большое значение в формировании урожайности зерновых культур, так как при благоприятных условиях боковые стебли способны давать 30-50 % урожая зерна. В наших исследованиях продуктивная кустистость ярового ячменя определялась сортом и фоном минерального питания.
Наибольшая продуктивная кустистость отмечена у сорта Одесский 100: 1.07-1.12 - без применения минерального питания и 1.11-1.17 - при их использовании в дозе N45P50. Внесение удобрений способствовало росту продуктивной кустистости в среднем на 3.9-4.3 %.
Количество зерен в колосе и масса 1000 зерен также увеличились по мере роста обеспеченности растений элементами питания. Так, в зависимости от сорта количество зерен в колосе увеличилось в среднем на 4.9-6.3 %, а масса 1000 зерен - на 2.5-8.4 %.
Регрессионный анализ показал, что масса 1000 зерен коррелирует с количеством растений на 1 м2: у = 5.44 + 0.096х, r = 0.64, где у - масса 1000 зерен (в диапазоне 31.6-36.2), г, х - количество растений ячменя на 1 м2 (в диапазоне 281-311) шт.
Изучение сроков использования удобрения Поли-фид показало, что в среднем за три года исследований у сорта Волгарь наибольшее действие на массу 1000 зерен оказывает применение данного препарата при некорневой подкормке растений в фазу кущения
- 35.8 г (рис. 1).
г 36.
00
50
00
-
50 о
0
0
00 * 50 І 00 50 00
• число зерен в колосе, шт.
- - - - масса 1000 зерен, г
Рис. 1. Влияние применения удобрения Поли-фид на элементы структуры урожая ярового ячменя сорта Волгарь. 1 - контроль;
2 - обработка семян; 3 - обработка в фазу кущения; 4 - обработка в фазу колошения; 5 - обработка семян + обработка в фазу кущения;
6 - обработка семян + обработка в фазу кущения + обработка.
Число зерен в колосе при использовании удобрения Поли-фид возрастает и становится наибольшим при совместном применении препарата в варианте обработка семян + обработка в фазу кущения + обработка в фазу колошения - 18.7 шт.
Наибольшая масса 1000 зерен и озерненность колоса у сорта Одесский 100 получена в варианте обработка семян + обработка в фазу кущения + обработка в фазу колошения - 3.5 г и 18.4 шт., что превышает контрольный вариант на 9.7 % и 4.6 % соответственно (рис. 2).
число зерен в колосе, ШТ. .... масса Ю00 зерен, г
Рис. 2. Влияние применения удобрения Поли-фид на элементы структуры урожая ярового ячменя сорта Одесский 1001 - контроль;
2 - обработка семян; 3 - обработка в фазу кущения; 4 - обработка в фазу колошения; 5 - обработка семян + обработка в фазу кущения;
6 - обработка семян + обработка в фазу кущения + обработка.
Таким образом, лучшие урожаеобразующие факторы нами отмечены на фоне минерального питания при обработке микроудобрением Поли-фид семян + обработка в фазу кущения + обработка в фазу колошения.
При анализе урожайности зерна ярового ячменя установлено, что данный показатель зависел как от сорта, фона питания, так и от срока обработки микроудобрением Поли-фид (табл. 1).
Наибольшая урожайность ярового ячменя отмечена в 2009 г. на фоне минерального питания в варианте обработка семян + обработка в фазу кущения + обработка в фазу колошения у сорта Вол-
гарь - 3.47 т/га, что на 8.8 % больше, чем у сорта Одесский 100.
В среднем за три года исследований наиболее урожайным оказался сорт Волгарь, сбор зерна которого превышал Одесский 100 на 7.9-14.2 % на контроле и на 5.6-11.4 % с использованием ^5Р50. Фон минерального питания оказал положительное действие на рост уровня урожайности зерна. Следует отметить, что сорт Одесский 100 был более отзывчив на улучшение минерального питания, увеличение урожая при этом составило 15.3-19.9 %, тогда как у сорта Волгарь - 13.1-15.3 %.
Применения удобрения Поли-фид способствовало повышению сбора зерна. Так, в среднем за три
Таблица 1
Урожайность зерна ярового ячменя в зависимости от приемов возделывания, т/га
Сорт (фактор А) Фон минерального питания (фактор В) Срок обработки (фактор С)
без обработки обработка семян обработка в фазу кущения обработка в фазу колошения обработка семян + обработка в фазу кущения обработка семян + обработка в фазу кущения + обработка в фазу колошения
2008 г.
Волгарь без удобрений 1.73 1.94 2.06 1.99 2.07 2.19
N Р 45 50 2.11 2.27 2.42 2.33 2.47 2.60
Одесский 100 без удобрений 1.59 1.79 1.80 1.74 1.94 2.18
N Р 45 50 1.90 2.07 2.06 2.18 2.25 2.56
2009 г.
Волгарь без удобрений 2.65 2.85 2.83 2.84 3.06 3.12
N Р 45 50 2.94 3.19 3.11 3.18 3.33 3.47
Одесский 100 без удобрений 2.42 2.46 2.58 2.49 2.63 2.74
N Р 45 50 2.76 2.83 2.99 2.89 3.07 3.19
2010 г.
Волгарь без удобрений 1.12 1.23 1.25 1.24 1.31 1.36
N Р 45 50 1.29 1.40 1.42 1.41 1.49 1.56
Одесский 100 без удобрений 1.03 1.09 1.12 1.08 1.17 1.26
N Р 45 50 1.19 1.26 1.29 1.30 1.36 1.47
Примечание: 1 - контроль; 2 - обработка семян; 3 - обработка в фазу кущения; 4 - обработка в фазу колошения; 5 - обработка семян + обработка в фазу кущения; 6 - обработка семян + обработка в фазу кущения + обработка.
года наибольшая урожайность получена в варианте с совместной обработкой семян с обработкой в фазу кущения и колошения 2.41 и 2.54 т/га соответственно для сорта Одесский 100 и Волгарь на фоне минерального питания.
Дисперсионный анализ урожайности зерна показал, что увеличение данного показателя по фактору А (сорт) и фактору В (фон минерального питания) было достоверным во все годы исследований. По фактору С (срок обработки) достоверная прибавка урожая получена в варианте обработка семян + обработка в фазу кущения + обработка в фазу колошения. Не было достоверных различий между вариантами обработка семян - обработка в фазу кущения и обработка в фазу колошения.
Изучение влияния каждого фактора, а также их взаимодействия показало, что наибольшее участие в формировании урожайности зерна принимает участие фактор В (фон минерального питания) - 40.8 % (рис. 3).
Далее по значимости следует фактор С (срок обработки), который обеспечивает в среднем за 3 года 31.2 % изменения урожайности и наименьшее влияние оказывает фактор А (сорт) - 18.3 %. Качеству солода необходимо уделять достаточное внимание, чтобы
3,7
□ А П В ШС □ Взаимодействие факторов
Рис. 3. Доля факторов в формировании урожая зерна ярового ячменя, %.
определить пригодность его к использованию и возможное влияние на характеристики получаемого пива.
Мучнистость служит критерием оценки растворения солода, в частности, его эндосперма. Равномерность растворения эндосперма - важнейший показатель качества солода, который влияет на процесс получения сусла и пива, а именно на выход экстракта, осветление сусла, процессы брожения и дображивания пива, его фильтруемость и коллоидную стойкость.
Стекловидность солода связана с недостаточной прорастаемостью и гомогенностью зерен ячменя, неправильным ведением технологии солодоращения, особенно сушки солода.
Увеличение доли стекловидных зерен приводит к повышению разницы в массовых долях экстракта тонкого и грубого помола. Это отрицательно сказывается на выходе экстракта, фильтровании и осветлении сусла, на брожении, дображивании и осветлении готового пива.
Согласно ГОСТ 29294-92 для солода высокого качества количество стекловидных зерен не должно превышать 3 %. В наших исследованиях в 2008 и 2009 годах данный показатель не превышал 1-2 %. В засушливый 2010 год количество стекловидных зерен увеличилось и составило 4-7%, что соответствует первому классу качества для светлого солода.
В 2010 году массовая доля экстракта составила меньше 79 %, что позволяет отнести такой солод к первому классу качества. Применение минеральных удобрений в дозе К45Р50 способствовало снижению массовой доли экстракта во все годы исследований, за
По содержанию мучнистых зерен солод соответствует высшему качеству и превышает 90 %, за исключением 2010 года, когда данный показатель составил по сорту Одесский 100 - 83-85 %, а по сорту Волгарь
- 83-87 %.
Применение удобрения Поли-фид способствовало увеличению содержания мучнистых зерен. Так, в 2008 году наибольшее количество мучнистых зерен получено в варианте с обработкой семян + обработка в фазу кущения + обработка в фазу колошения - 95.0 %, что больше контрольного варианта на 5.6 %.
Массовая доля экстракта в сухом веществе солода, так называемый лабораторный выход, представляет собой один из важнейших исследуемых показателей. Он включает сумму растворимых и переводимых в растворимые в результате затирания составных частей. Чем он выше, тем обычно больше выход варочного цеха.
Наибольшая массовая доля экстракта по сорту Волгарь получена в 2008 году без использования минеральных удобрений в варианте с обработкой Поли-фидом в фазу кущения - 82.1 % (табл. 2).
исключением 2010 г., когда наметилась тенденция некоторого увеличения данного показателя.
У сорта Одесский 100 не выявлено четких закономерностей по влиянию элементов технологии возделывания на массовую долю экстракта (табл. 3). Одна-
Таблица 2
Физико-химические показатели качества ячменного солода сорта Волгарь
Показатели Без удобрений N Р 45 50
1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6
2008 г.
Массовая доля экстракта в СВ солода тонкого помола, % 81.5 81.2 82.1 81.6 81.8 81.8 81.0 80.9 81.4 81.2 81.3 81.5
Содержание белка, % 9.8 10.1 9.5 9.9 9.8 9.7 10.6 10.9 10.7 10.8 10.3 10.5
Число Кольбаха, % 40 39 41 41 41 41 40 39 39 39 41 40
2009 г.
Массовая доля экстракта в СВ солода тонкого помола, % 81.2 81.2 81.1 81.3 81.2 81.0 81.1 81.1 80.7 80.9 80.6 80.8
Содержание белка, % 10.1 10.4 10.5 10.4 10.5 10.7 10.6 10.8 11.1 11.0 11.3 11.2
Число Кольбаха, % 39 39 40 39 39 39 39 39 39 39 39 41
2010 г.
Массовая доля экстракта в СВ солода тонкого помола, % 78.0 78.4 78.7 78.4 78.6 78.7 78.2 78.7 78.7 78.5 78.6 78.8
Содержание белка, % 12.9 12.9 12.6 12.7 12.5 12.4 13.1 12.9 12.7 12.9 12.8 12.7
Число Кольбаха, % 36 35 37 35 37 37 35 36 36 35 35 37
Примечание: 1 - контроль; 2 - обработка семян; 3 - обработка в фазу кущения; 4 - обработка в фазу колошения; 5 - обработка семян + обработка в фазу кущения; 6 - обработка семян + обработка в фазу кущения + обработка.
Таблица 3
Физико-химические показатели качества ячменного солода сорта Одесский 100
Показатели Без удобрений N Р 45 50
1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6
2008 г.
Массовая доля экстракта в СВ солода тонкого помола, % 81.4 81.0 81.6 82.1 81.0 82.4 81.3 81.6 81.7 81.3 81.0 81.5
Содержание белка, % 10.3 10.8 10.2 9.9 10.9 9.4 10.5 10.3 10.3 10.8 11.1 10.7
Число Кольбаха, % 40 39 41 41 40 41 39 41 40 40 39 41
2009 г.
Массовая доля экстракта в СВ солода тонкого помола, % 81.4 81.3 81.1 81.0 81.0 81.3 81.1 81.1 81.1 81.1 80.9 81.0
Содержание белка, % 10.4 10.5 10.8 10.9 10.9 10.8 11.0 11.1 11.0 11.2 11.3 11.3
Число Кольбаха, % 40 40 40 39 40 40 39 39 40 39 41 39
2010 г.
Массовая доля экстракта в СВ солода тонкого помола, % 77.9 78.2 78.4 78.0 78.1 78.4 78.2 78.5 78.3 78.1 78.3 78.6
Содержание белка, % 13.3 13.1 13.0 13.1 12.9 12.8 13.1 13.1 13.3 13.1 13.0 12.9
Число Кольбаха, % 34 35 35 35 36 36 35 35 35 36 36 36
Примечание: 1 - контроль; 2 - обработка семян; 3 - обработка в фазу кущения; 4 - обработка в фазу колошения; 5 - обработка семян + обработка в фазу кущения; 6 - обработка семян + обработка в фазу кущения + обработка.
ко следует отметить, что данный показатель соответствовал высшему классу, за исключением 2010 года.
Следует отметить, что разница массовых долей экстрактов солода тонкого и грубого помолов была не более 1.5 %, за исключением 2010 года, когда она составила 1.6-1.7 %.
Содержание белка в солоде зависит от содержания его в ячмене и технологических особенностей процесса солодоращения.
По содержанию белка выявлены следующие особенности: увеличение данного показателя в результате внесения минеральных удобрений; повышенное содержание белка в засушливый 2010 год (больше 12.0 %). В целом, солод сортов Одесский 100 и Волгарь по массовой доле белковых веществ в сухом веществе соответствовал высшему качеству.
Число Кольбаха (степень белковой растворимости) представляет собой содержание растворимого белка, определяемое в процентах от содержания белковых веществ. Шкалой для оценки может служить следующая: выше 41 - очень хорошо: 38-41 - хорошо; 35-38 - удовлетворительно; ниже 35 - неудовлетворительно.
Очень хорошие показатели отмечены в 2008 году без применения минерального питания в вариантах с использование Поли-фида и хорошие в 2009 году. В
2010 году по числу Кольбаха солод был не классным.
Таким образом, по основным показателям ячменный солод соответствует высшему классу качества, за исключением засушливого 2010 года.
В среднем за три года исследований наиболее эффективным оказалось возделывание сорта Волгарь без применения удобрений. Применение препарата Поли-Фид способствовало росту уровня рентабельности в среднем на 16.3 %. Лучшим оказался вариант совместного применения удобрения при обработке семян + обработка в фазу кущения + обработка в фазу колошения, уровень рентабельности составил 111.3 %. Внесение фона минерального питания несколько снизило экономическую эффективность возделывания ярового ячменя.
ВЫВОДЫ
1. Лучшие урожаеобразующие факторы сформировались у сорта Волгарь на фоне минерального питания при обработке микроудобрением Поли-Фид семян + обработка в фазу кущения + обработка в фазу колошения.
2. В среднем за три года исследований наибольшая достоверная урожайность зерна получена у сорта Волгарь на фоне минерального питания в варианте обработка семян + обработка в фазу кущения + обработка в фазу колошения - 2.54 т/га.
3. Согласно ГОСТ 29294-92 основные показатели качества ячменного солода, а именно количество мучнистых и стекловидных зерен, содержание белковых веществ, массовая доля экстракта, число Кольбаха соответствуют высшему классу качества, за исключением засушливого 2010 года.
4. Анализ экономической эффективности возделывания ярового ячменя показал, что в среднем за три года исследований наиболее эффективным оказалось возделывание сорта Волгарь без применения удобрений при совместном применении Поли-фида для обработки семян + в фазу кущения + в фазу колошения.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Доспехов Б. А. Методика полевого опыта. М.: Агро-промиздат, 1985. 351 с.
2. Кунце В. Технология солода и пива. СПб.: Профессия, 2001. 911 с.
3. Мальцев П. М. Технология солода и пива. М.: Пищевая промышленность, 1964. 320 с.
4. Неттевич Э. Д. Выращивание пивоваренного ячменя. М.: Колос, 1981. 207 с.
5. Хорунжина С. И. Биохимические и физикохимические основы технологии солода и пива. М.: Колос, 1999. 312 с.
6. Шевелуха В. С. Рост растений и его регуляция в онтогенезе. М.: Колос, 1992. 594 с.
