CC BY
85
- - Аграрный вестник Урала № 05 (159), 2017 г. - *
Биология и биотехнологии
УДК 633.1
УРОЖАЙНОСТЬ полбы и технологические качества
ЗЕРНА В ЗАВИСИМОСТИ ОТ пРИЕМОВ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ
С. Д. ГМлЕВ, кандидат сельскохозяйственных наук, заместитель директора по научной работе, И. Н. цьшбаленко, кандидат сельскохозяйственных наук, ведущий научный сотрудник, Н. В. МЕШКОВА, младший научный сотрудник, Е. А. ФИЛИППОВА, старший научный сотрудник, Т. А. КОЗЛОВА, старший научный сотрудник,
Курганский научно-исследовательский институт сельского хозяйства
(641325, Курганская обл., Кетовский р-н, с. Садовое, ул. Ленина, д. 9; тел.: (35231) 57-354; 57-389; e-mail: kniish@ketovo.zaural.ru)
Ключевые слова: полба, сорта, урожайность, технологическая оценка зерна, хлебопекарные свойства муки, технология возделывания.
Полба - нетрадиционная для Зауралья культура. В статье приводится краткий исторический обзор распространения этой культуры по странам мира и регионам Российской Федерации. Отмечается ее значимость как продукта «здорового питания» благодаря высокому содержанию в составе зерна микроэлементов, витаминов, незаменимых аминокислот, мукополисахаридов и других полезных веществ. В результате проведенных исследований установлена сравнительная продуктивность сортов полбы Руно (пленчатый) и Греммэ (голозерный) с сортами яровой пшеницы местной селекции Терция, Ирень, Зауралочка. В неблагоприятных контрастных погодных условиях 2016 года (эпифитотии мучнистой росы, бурой листовой и стеблевой ржавчин) сорт Руно оказался устойчивым против болезней. В селекционных питомниках без применения средств защиты от болезней обеспечил урожайность 22,9 ц/га против 8,6; 9,8 и 11,7 ц/га сортов Терция, Ирень, Греммэ соответственно. Сорт Греммэ, наряду с сортами яровой пшеницы, без средств защиты поражался болезнями в сильной степени. В то же время на фоне комбинированной системы защиты (от сорняков и болезней) сорт Греммэ, возделываемый по сидеральному пару, обеспечил максимальную в опыте урожайность 29,9 ц/га против 22,7 ц/га по сорту яровой пшеницы Зауралочка, полученной в аналогичных условиях выращивания. По хлебопекарным качествам муки в условиях 2016 года полба уступала сортам яровой пшеницы. По заключению технологической лаборатории нашего института, сорт Греммэ получил неудовлетворительную оценку, Руно-удовлетворительную, сорта Ирень и Терция - вполне удовлетворительную. Исследования по полбе как по нетрадиционной культуре для Зауральского региона будут продолжены в полевых экспериментах и в технологической лаборатории института.
THE YIELD OF SPELT AND TECHNOLOGICAL QUALITY OF GRAIN DEPENDING ON METHODS OF CULTIVATION
S. D. GILEV, candidate of agricultural sciences, deputy director on scientific work, I. N. TSYMBALENKO, candidate of agricultural sciences, leading researcher, N. V. MESHKOVA, junior research associate, E. A. FILIPPOVA, senior research fellow, T. A. KOZLOVA, senior researcher, Kurgan Research Institute of Agriculture
(9 Lenina Str., 641325, v. Sadovoye, Ketovsky district, Kurgan region; tel: (35231) 57-354; 57-389; e-mail: kniish@ketovo.zaural.ru)
Keywords: spelt, variety, yield, technological evaluation of grain, the baking properties of flour, technology of cultivation.
Spelt is not a traditional culture for the Urals. The article provides a brief historical overview of the spread of the culture of countries and regions of the Russian Federation. Noted its significance as healthy food due to the high content of micronutri-ents, vitamins, essential amino acids, mucopolysaccharides and other nutrients. As a result of the researches we established the comparative productivity of varieties of spelt Runo (membranous) and Gremme (hulless) and the varieties of spring wheat of local selection Terzia, Iren, Zauralochka. In contrast to the adverse weather conditions in 2016 (epiphytotic of powdery mildew, brown leaf and stem rust) the cultivar Runo was resistant to disease. In breeding nurseries without the use of protection from disease provided a yield of 22.9 t/ha against 8.6; and 9.8 and 11.7 kg/ha varieties Terzia, Iren and Gremme respectively. Grade of Gremme, along with varieties of spring wheat, without means of protection were overcome by diseases to a great extent. At the same time on the background of the combined system of protection (against weeds and diseases), a variety of Gremme cultivated for green manure pair, provided the maximum in experience the yield of 29.9 c/ha as opposed to 22.7 t/ha for the variety of spring wheat Zauralochka received in similar growing conditions. In terms of baking quality in terms of 2016 spelt was inferior to the cultivars of spring wheat. At the conclusion of the technological laboratory of our Institute, the grade of Gremme received a failing grade, Runo - satisfactory grade, Iren and Terzia - quite satisfactory. Studies on the spelt as a nontraditional crop for the Trans-Ural region will be continued in field experiments in the technology laboratory of the Institute.
Положительная рецензия представлена А. Э. Панфиловым, доктором сельскохозяйственных наук, профессором кафедры экологии, агрохимии и защиты растений Южно-Уральского государственного аграрного университета.
—"ЯВ?*" Аграрный вестник Урала № 05 (159), 2017 г. - '
Биология и биотехнологии
Полба, или двузернянка (ТгШсыт dicoccum) -древний полудикий вид пшеницы. По мнению ряда ученых, возраст полбы около 8000 лет. В Вавилоне и в Древнем Египте полба была главным культивируемым злаком. Ее сеяли на обширной территории от Эфиопии до Закавказья. Постепенно она продвинулась на север и распространилась почти по всей Европе.
На территории России полба известна с V века до н.э., наибольшие площади занимала в XVIII веке. Хлеб и каша из полбы вплоть до XIX века были очень распространенными кушаньями в центральных и северных губерниях России, Поволжья и Сибири. В художественной литературе имеются сведения, что Петр I любил кашу из полбы. К середине XIX века о полбе почти забыли, в нашей стране она сохранилась как культура лишь в Башкирии, Чувашии и на Северном Кавказе. Так продолжалось до 1990-х годов, когда диетологи заговорили о полезных свойствах полбяной крупы.
Сегодня на Западе полба ценится как продукт «здорового питания». Возобновился интерес к полбе и в нашей стране. Из сортообразцов голозерной и пленчатой полбы мировой коллекции ВНИИР им. Н. И. Вавилова выделены высокобелковые неполегающие линии для непосредственного производства в условиях Сибири и Татарстана [1, 2].
Основные морфологические и биологические характеристики культуры. Корневая система - мочковатая, стебель полый, прямостоящий, достигающий длины 100 сантиметров. Соцветие - плоский узкий колос с длинными остями. Во время цветения отмечается распад колоса на маленькие колосочки. Плод - зерновка кирпично-красного цвета. Каждое зернышко обтянуто индивидуальной чешуйкой. Масса 1000 семян - 32-38 г. Культура длинного дня, вегетационный период от 80 до 105 дней. Ценной биологической особенностью полбы является ее скороспелость. В условиях 2016 года в Зауралье полба созрела на 6 дней раньше среднеспелого сорта яровой пшеницы Зауралочка.
Полба считается светолюбивой, холодостойкой, устойчивой к множеству грибковых заболеваний, нетребовательной к почвам культурой. Благодаря хорошо развитой корневой системе, которая в период полной спелости проникает на глубину до 140 см, полба отличается засухоустойчивостью.
Одним из отрицательных свойств полбы является ломкость колоса, приводящая к большим потерям зерна при уборке урожая. Однако колос полбы ломается лишь в фазе полной спелости, поэтому раздельная уборка в более ранние сроки исключает большие потери. Полба содержит много микроэлементов, витаминов и до 38,6-40,0 % клейковины. Она превосходит яровую пшеницу по содержанию растительного белка [3, 4]. Белок клейковины содержит все
незаменимые аминокислоты, необходимые организму человека. Содержащиеся в зерне полбы мукопо-лисахариды играют важную роль в укреплении иммунитета. Хлеб из полбы по внешнему виду и вкусу похож на ржаной, но имеет своеобразный ореховый привкус, миндальный аромат, быстро черствеет, поэтому возделывают полбу преимущественно на крупу и шроты.
По сведениям ряда ученых, при изготовлении макарон допускается вводить в пшеничную муку до 20 % муки из полбы, что не вызывает существенных изменений в технологическом процессе и в то же время обогащает продукцию полноценным белком, витаминами и минеральными веществами [5]. Рекомендуют использовать богатую аминокислотами муку полбы и в рецептуре при изготовлении хлебобулочных и мучных кондитерских изделий, в частности, печенья [6, 7].
По мнению диетологов, регулярное употребление в пищу полбы способствует нормализации уровня сахара в крови, улучшению работы сердечно-сосудистой, эндокринной, нервной, пищеварительной и репродуктивной систем, а также в значительной степени снижает риск развития анемии, инфекционных и онкологических заболеваний.
Благодаря высокому содержанию белка полба является хорошей фуражной культурой. Включение в рацион молочных коров 2 кг дробленой полбы повышает месячный надой молока на 12 %, при скармливании цыплятам полбяной крупы увеличивается их суточный привес [8].
Цель, задачи и методика исследований. В связи с недостаточной изученностью культуры ставилась цель установить основные элементы технологии возделывания полбы в условиях Зауралья. В задачи исследований входило изучить сортовой состав, определить устойчивость к болезням, сорнякам, установить потенциал урожайности, провести технологическую оценку зерна и хлебопекарных свойств муки.
В 2016 году полбу испытывали на центральном опытном поле Курганского НИИСХ. Изучали два сорта полбы, включенных в Государственный реестр селекционных достижений: Руно (пленчатая форма) и Греммэ (голозерная). Сорт Греммэ возделывали в трехпольном зернопаровом севообороте, первой культурой по сидеральному пару и второй по стерневому фону (третье поле севооборота). Посев производили в третьей декаде мая сеялкой СКП-2,1, норма высева - 5 млн всхожих зерен на гектар. Под посев второй пшеницы вносили азотные удобрения из расчета 60 кг д. в. на гектар. Система защиты от сорняков предусматривала следующие варианты: химическую прополку посевов баковой смесью гербицидов (эсте-рон, скорпио супер и гумимакс) и двойную обработку глифосатсодержащим гербицидом до посевов + ба-
- - Аграрный вестник Урала № 05 (159), 2017 г. - >
Биология и биотехнологии
Таблица 1
Сравнительная урожайность яровой пшеницы сорта Зауралочка и полбы сорта Греммэ в трехпольном
зернопаровом севообороте, ц/га, 2016 г.
Table 1
Comparative yields of spring wheat variety zauralochka and spelt variety Gremme in three-field grain-fallow
rotation, kg/ha, 2016
Система защиты Security system Предшественник Predecessor Зауралочка Zauralochka Греммэ Gramma
Без удобрений Without fertilizers На фоне удобрений* On the background of fertilizers Без удобрений Without fertilizers На фоне удобрений * On the background offertilizers
Без гербицидов и фунгицида Without herbicides and fungicide Пар Fallow 7,3 8,6 10,2 10,1
Зерновые Grains 7,4 8,5 7,4 11,6
Гербициды по вегетации Herbicides on vegetation Пар Fallow 12,3 18,4 14,6 17,1
Зерновые Grains 15,1 12,7 16,6 14,9
Гербициды + фунгицид The herbicide + fungicide Пар Fallow 22,0 19,6 22,7 29,9
Зерновые Grains 16,0 17,9 20,7 20,8
Примечание: * В паровом поле учитывается последействие азотных удобрений, внесенных в третье поле севооборота. Note: * In the steam field the after-effect of the nitrogen fertilizers introduced to the third field of a crop rotation is considered.
ковой смесью по вегетации. В период эпифитотии болезней пшеницы (мучнистая роса и бурая листовая и стеблевая ржавчины) посевы последнего варианта были обработаны фунгицидом колосаль ПРО.
Контролем служила технология возделывания яровой пшеницы: пар - черный (вспашка осенью, 4-5 культиваций летом), основная обработка под вторую пшеницу - отвальная (22-24 см); системы минерального питания и защиты растений аналогичны вышеназванным. Урожай учитывали комбайном «Сампо-500» с отбором образца зерна для приведения его к 14 %-ной влажности и 100 %-ной чистоте.
В селекционных питомниках наряду с голозерным сортом Греммэ испытывали пленчатый сорт Руно. Посев проводили по паровому предшественнику без защиты от болезней, которая в селекционном процессе не предусмотрена. Из приемов агротехники применяли боронование, предпосевную культивацию, посев проводили 24 мая дисковой сеялкой ССФК-7 с последующим прикатыванием кольчато-шпоровыми катками. Норма высева 5 млн всхожих зерен на гектар, повторность трехкратная, размещение рендомизированное, учетная площадь 12 м2. Технологический анализ зерна и хлебопекарные свойства муки выполнены в технологической лаборатории института.
Почва опытного участка - чернозем выщелоченный среднесуглинистый маломощный с содержанием в пахотном горизонте гумуса (по Тюрину) 3,634,91 %, валового азота - 0,24 %, подвижных форм фосфора (по Чирикову) - 5,2-8,1 мг/100 г почвы, обменного калия (по Масловой) 19,7 мг/100 г почвы, РН ,6,4-6,5.
(сол.) ' '
Результаты исследований. В вегетационный период 2016 года сложились контрастные погодные условия. В третьей декаде мая среднесуточная температура воздуха была на 3,1 °С выше нормы, осадки практически отсутствовали (3,5 мм против 14 мм по норме). Пересохший верхний слой почвы затруднил получение дружных всходов. Растения, всходы которых появились после июньских дождей, отстали по темпам развития и в фазу налив - молочная спелость попали под жесткую августовскую засуху. Серьезный ущерб урожаю нанесли и болезни. Поражение посевов мучнистой росой по пару на отдельных вариантах достигало 33,3 %, по зерновому предшественнику - 50,3 %; бурой листовой ржавчиной соответственно 89,9 и 88,6 %. Сорт Греммэ оказался неустойчивым к болезням. Обработка посевов фунгицидом колосаль ПРО в фазу флаг-листа обеспечила повышение урожайности этого сорта, возделываемого по пару, в 1,7 раза, максимальная прибавка зерна на фоне удобрений составила 12,8 ц/га (29,9 против 17,1 ц/га). В аналогичных условиях яровая пшеница Зауралочка на фоне фунгицидной обработки повышала урожайность на 1,2 ц/га, то есть оказалась более устойчивой к болезням (табл. 1).
По зерновому предшественнику эффективность фунгицидной обработки значительно ниже. Прибавка зерна полбы на удобренном фоне составила 5,9, без удобрений - 4,1 ц/га, яровой пшеницы соответственно 5,2 и 0,9 ц/га.
Следовательно, яровая пшеница и полба в большей степени поражались болезнями на паровых полях, где растения лучше обеспечены нитратным азотом и влагой.
- - Аграрный вестник Урала № 05 (159), 2017 г. - >
Биология и биотехнологии
Таблица 2
Урожайность и физические свойства зерна сортов полбы и яровой пшеницы в селекционном питомнике,
2016 г.
Table 2
The yield and physical properties of grain of spelt and wheat varieties in seed-plot, 2016
Сорт Variety Урожайность, ц/га Yield, t/ha Масса 1000 зерен, г The mass of 1000 grains, g Натурная масса, г Natural weight, g Стекловидность, % Vitreousness, % Оценка зерна, балл Evaluation of grain score
Терция Terzia 8,6 14,9 600 51 3+
Ирень Iren 9,8 19,9 624 56 3+
Руно Runo 22,9 33,7 620 91 5
Греммэ Gremme 11,7 22,7 611 72 4
Сорт Variety Упругость, мм Elasticity, mm Отношение упругости к растяжимости The ratio of elasticity to extensibility Сила муки, е. a. Flour strength, e. a. Объем хлеба, мл The volume of the bread, ml Пористость, балл Porosity, points Общая оценка хлеба, балл An overall assessment of the bread, points
Терция Terzia 10,8 4,0 152 795 4 3,4
Ирень Iren 8,4 2,4 145 865 4 3,7
Руно Runo 4,6 2,0 46 540 2 2,8
Греммэ Gremme 3,5 1,5 43 585 2 2,4
Примечание: по силе муки: 280-300 - сильная; 200 - средняя; < 200 - слабая. Note: on flour strength: 280-300 - strong; 200 - average; < 200 - weak.
При возделывании по паровому предшественнику сорт Греммэ на азотные удобрения практически не реагировал, в то время как по зерновому урожайность от удобрений увеличилась на 4,2 ц/га (56,8 %).
Кроме неблагоприятных гидротермических условий и болезней на формирование урожайности отрицательное влияние оказывали сорняки. Средняя степень засоренности отмечалась на паровых полях. Химическая прополка посевов баковыми смесями гербицидов в составе эстерона, скорпио супер и регулятора роста гумимакса обеспечила высокую степень защиты (84,5-94,8 %). При этом прибавка урожая полбы сорта Греммэ на контрольном и удобренном фоне составила: по паровому предшественнику 4,4-7,0 ц/га, по зерновому - от 3,3 до 9,2 ц/га, яровой пшеницы Зауралочка соответственно 4,2-9,8 и 4,2-7,7 ц/га.
В селекционных питомниках экологического сортоиспытания в условиях эпифитотии мучнистой росы и бурой листовой и стеблевой ржавчин сорт Руно подтвердил свою уникальную устойчивость к болезням. Негативные погодные явления в меньшей степени отразились на его растениях. Сорт сформи-
Таблица 3
Сила муки и хлебопекарные качества сортов, 2016 г.
Table 3
Flour strength and baking quality of varieties, 2016
ровал зерно с лучшими физическими качествами (масса 1000 зерен - 33,7 г, натурная масса - 600 г/л), урожайность составила 22,9 ц/га против 9,8 ц/га у яровой пшеницы Ирень и 8,6 ц/га сорта Терция (табл. 2).
По физическим показателям зерна и особенно по урожайности сортов яровой пшеницы Терция, Ирень и сорт Греммэ значительно уступили сорту Руно. Основная причина - высокая степень поражения вышеназванных сортов мучнистой росой, бурой листовой и стеблевой ржавчинами.
В литературе отмечается, что зерно полбы по энергетической ценности не уступает пшенице [9]. В условиях неблагоприятного 2016 года полба имела преимущество перед яровой пшеницей по содержанию белка в зерне при возделывании по пару (11,2 против 10,7 %), по зерновому предшественнику (12,2 против 10,9 %). В то же время по силе муки и другим хлебопекарным качествам зерно полбы уступало зерну пшеницы (табл. 3).
Сила муки и хлебопекарные качества изучаемых сортов полбы оказались значительно ниже сортов яровой пшеницы, выращенных в аналогичных условиях.
. - Аграрный вестник Урала № 05 (159), 2017 г. - ■
_Биология и биотехнологии
По заключению технологической лаборатории, погодные условия и болезни. На фоне комплексной сорт Греммэ получил неудовлетворительную оцен- защиты от сорняков и болезней голозерный сорт полку (2,4 балла), Руно - удовлетворительную (2,8 бал- бы Греммэ по урожайности превышал яровую пше-ла), сорта яровой пшеницы Ирень и Терция - вполне ницу при возделывании как по пару, так и по зерно-удовлетворительную, соответственно 3,7 и 3,4 бал- вому предшественнику, однако без средств защиты ла. Аналогичную оценку хлебопекарным качествам сильно поражался болезнями. По хлебопекарным муки из зерна полбы дают и другие авторы [10]. качествам муки полба уступала муке из зерна яровой
Выводы. Пшеница полба, возделываемая впер- пшеницы. вые в полевых опытах института, оказалась более то- Исследования по этой нетрадиционной для наше-
лерантной культурой по сравнению с яровой пшени- го региона культуре продолжатся в полевых экспери-
цей к условиям произрастания. Пленчатый сорт Руно ментах, и будет дана оценка качества зерна в техно-
в меньшей степени реагировал на неблагоприятные логической лаборатории.
Литература
1. Кобылянский В. Д., Сурин Н. А., Попова Н. М. Агробиологическая оценка образцов голозерной полбы в условиях Красноярской лесостепи // Фундаментальные исследования. 2013. № 10. С. 601-605.
2. Ионов Э. Ф., Темирбекова С. К., Ионова Н. Э. Новая крупяная культура - голозерная полба, сорт Греммэ // Научное обеспечение АПК России : мат. Всероссийской науч. конф. Пенза, 2012. С. 26-28.
3. Прокопьев М. П. О полбе // Земледелие. 1965. № 1. С. 77-78.
4. Зверев С. В., Панкратьева И. А., Политуха О. В. и др. Исследование свойств полбы // Хлебопродукты. 2016. № 1. С. 66-67.
5. Малютина Т. Н., Туренко В. Ю. Исследование влияния нетрадиционного вида муки на качество макаронных изделий из мягкой пшеницы // Вестник ВГУИТ. 2016. № 4. С. 166-171.
6. Чугунова О. В., Крюкова Е. В. Агрономические свойства полбы как нетрадиционного сырья для производства мучных кондитерских изделий // Научный вестник. 2015. № 3. С. 90-100.
7. Астахов И. Ю., Курочкин П. П., Игнатов Д. Д. Химический состав и технологические свойства полбяной муки // Инновационная техника и технология. 2015. № 1. С. 59-61.
8. Артюшенко А. В. Полба как крупяная и фуражная культура // Научные труды Кустанайской. гос. обл. с.-х. опытной станции. Т. 1. 1973. С. 22-29.
9. Юков В. В. Волжская полба и продукты ее переработки // Известия вузов. Пищевая технология. 2005. № 1. С. 23-26.
10. Хмелева Е. В., Корячкина С. Я. и др. Изучение показателей зерна полбы, произрастаемой в Орловской области // Приоритеты и научное обоснование реализации государственной политики здорового питания в России : мат. 4-ой Междунар. науч.-практ. интернет-конф. Орел, 2015. С. 301-306.
References
1. Kobylyansky V. D., Surin N. A., Popova N. M. An agrobiological assessment of samples of golozemy emmer wheat in the conditions of the Krasnoyarsk forest-steppe // Basic researches. 2013. № 10. P. 601-605.
2. Ionov E. F., Temirbekov S. K., Ionova N. E. New cereal culture - hulless spelt wheat, a variety of Gremme // Scientific providing agrarian and industrial complex of Russia : proc. of All-Russian scient. symp. Penza, 2012. P. 26-28.
3. Prokopyev M. P. On spelt // Agriculture. 1965. № 1. P. 77-78.
4. Zverev S. V., Pankratyeva I. A., Politukh O. V. et al. Research of properties of emmer wheat // Bakery products. 2016. № 1. P. 66-67.
5. Malyutina T. N., Turenko V. Yu. A research of influence of a nonconventional type of flour on quality of pasta from soft wheat // VSUIT Bulletin. 2016. № 4. P. 166-171.
6. Chugunova O. V., Kryukov E. V. Agronomical properties of emmer wheat as nonconventional raw materials for production of flour confectionery // Scientific Bulletin. 2015. № 3. P. 90-100.
7. Astakhov I. Yu., Kurochkin P. P., Ignatov D. D. Chemical composition and technological properties of polbyany flour // Innovative equipment and technology. 2015. № 1. P. 59-61.
8. Artyushenko A. V. Emmer wheat as krupyany and fodder culture // Scientific works of the Kostanay State Regional Agricultural Experimental Station. Vol. 1. 1973. P. 22-29.
9. Yukov V. V. Volga emmer wheat and products of its processing // News of Higher Education Institutions. Food technology. 2005. № 1. P. 23-26.
10. Khmeleva E. V., Koryachkin S. Ya. et al. Studying of indicators of grain of emmer wheat grown in the Oryol region // Priorities and scientific justification of realization of state policy of healthy food in Russia : proc. of the 4th intern. scient. and pract. Internet conf. Oryol, 2015. P. 301-306.
