CC BY
109
УД К 633.16:631.563.9/. 58.006.83
ВЛИЯНИЕ ФАКТОРОВ ВЫРАЩИВАНИЯ И ХРАНЕНИЯ НА КАЧЕСТВО ЗЕРНА ЯЧМЕНЯ ЯРОВОГО
Бобер Анатолий Васильевич, кандидат сельскохозяйственных наук, доцент
Национальный университет биоресурсов и природопользования Украины
03041, Украина, г. Киев, ул. Героев Обороны, 13, e-mail: [email protected]
Ключевые слова: ячмень яровой, качество зерна, системы земледелия, системы обработки почвы, режимы хранения.
Исследовано влияние систем земледелия, обработки почвы, условий хранения на качество зерна ячменя ярового. Установлены изменения качества зерна, полученного от действия разных факторов выращивания, в процессе хранения. Определено его целевое предназначение в зависимости от установленных качественных показателей.
Введение
Увеличение производства и заготовки зерна разных культур - необходимое условие для обеспечения населения продуктами питания, запасами семян на посевные цели, промышленности - сырьем, животноводства - кормами, с целью дальнейшего улучшения благосостояния населения, а также обеспечение продовольственной безопасности страны.
Факторы природной среды являются доминирующими при выращивании сельскохозяйственных культур. В современном сельском хозяйстве агрометеорологические ресурсы используются лишь на 40 - 60 % [1-4]. Значение этого уровня зависит от развития земледелия - в случае экстенсивного его ведения доля участия грунтовых и климатических условий возрастает до 60 %, а в случае интенсивного земледелия - втрое меньше [5,6]. Такое состояние вещей требует разработки эффективных мер регуляции получения продукции растениеводства и ее качества.
Одним из резервов увеличения объемов сельскохозяйственной продукции является сокращение потерь, которые порождаются, в частности, нарушениями агротехники выращивания зерновых культур, они предопределяют снижение товарных и технологических качеств урожая. Большие потери продукции происходят во время уборки, послеуборочной обработки, транспортировки, хранения и переработки. Неблагоприятные
погодные условия в период вегетации растений отрицательно влияют на показатели качества зерна будущего урожая [7,8].
Интенсификация земледелия предопределила необходимость глубоких исследований безопасности продукции растениеводства [9,10]. Специалисты сельского хозяйства должны больше уделять внимания методам исследования изменений качества отдельных продуктов во время хранения, учитывать разные факторы, которые предотвращают порчу продовольственных товаров.
Поэтому изучение влияния факторов выращивания и условий хранения, которые будут содействовать формированию высококачественного сырья для использования на продовольственные, крупяные, кормовые, посевные и технические цели, является актуальной задачей настоящего времени.
Объекты и методы исследований
Исследования проводились на протяжении 2009 - 2013 гг. на базе лабораторий кафедры технологии хранения, переработки и стандартизации продукции растениеводства им. проф. Б.В. Лесика, с зерном ячменя ярового, выращенным на исследовательских участках стационарного опыта кафедры земледелия у ВП НУБиП Украины "Агрономическая опытная станция".
Для исследования влияния факторов выращивания и хранения на качество зерна ячменя были заложены опыты, которые предусматривали изучение влияния систем
земледелия, систем основной обработки почвы и хранения исследуемого зерна при разных условиях. Исследуемые системы земледелия отличались ресурсным обеспечением. При промышленной системе (контроль) на гектар пашни в севообороте вносили 12 т органических и 300 кг действующего вещества минеральных удобрений, а защиту посевов осуществляли промышленными пестицидами. В экологической модели приоритетными средствами были органические удобрения 24 т/га, минеральные вносили по 150 кг/га, а посевы защищали биологическими средствами и промышленными пестицидами по критерию эколого-экономического порога численности вредных организмов. Биологическая модель системы земледелия обеспечена лишь возможной нормой органических удобрений 24 т на гектар пашни в севообороте, а защиту посевов выполняли только биологическими средствами. Перечисленные варианты ресурсного обеспечения исследованы на фоне четырех вариантов основной обработки почвы в севообороте. Дифференцированная обработка (контроль) объединяла проведение за ротацию шести вспашек, двух поверхностных обработок дисковыми боронами под пшеницу озимую после гороха и кукурузы на силос и плоскорезной обработки под ячмень после сахарной свеклы. Вариант плоскорезной основной обработки почвы заключался в выполнении под все культуры севооборота плоскорезного рыхления, кроме указанных полей пшеницы озимой, где обрабатывали почву дисковыми боронами. В варианте от-вально-безотвальной основной обработки почвы за ротацию проводили две вспашки под сахарную свеклу ярусными плугами, пять плоскорезных рыхлений и дискований почвы в указанных полях под пшеницу озимую. Вариант поверхностной обработки почвы в севообороте осуществляли на глубину 8 - 10 см дисковыми боронами под все культуры.
Исследуемые образцы зерна, предназначенные для изучения влияния условий и продолжительности хранения, вмещали в льняные мешки массой 2 кг. Часть образцов зерна, согласно схеме опыта, заклады-
вали в хранилище, то есть в обычные условия хранения товарного зерна. Другую часть исследуемых образцов зерна ячменя закладывали в холодильник, то есть в регулируемые условия хранения, где постоянно поддерживалась температура +5...+10°С и относительная влажность воздуха в пределах 70 - 75%. Продолжительность хранения зерна - 12 месяцев. После закладывания на хранение образцов зерна через 1 и каждые 3 месяца на протяжении периода хранения за всеми вариантами проводили лабораторные исследования оценки качества зерна по показателям, которые предусмотрены программой исследований. Для оценки качества зерна ячменя использовали наиболее распространенные в производственной практике и научных исследованиях методы оценки качества, предусмотренные действующими нормативно-техническими документами, а также другие, действующие в мировой практике для более углубленной оценки качества зерна ячменя и продуктов его переработки.
Результаты исследований
Изучение технологических свойств зерна ячменя и влияние на него условий окружающей среды показало, что интенсивность всех технологических процессов, которые происходят в нем, зависит от одних и тех же факторов, самыми важными среди которых являются: влажность зерна и окружающей среды; температура зерна и окружающих его объектов; доступ воздуха к зерну [11-14]. Существенных отличий в изменении влажности в процессе хранения зерна ячменя ярового, выращенного в разных системах земледелия и в разных системах основной обработки почвы, не установлено. Изменения показателя влажности на протяжении 12 месяцев хранения колеблются в пределах 1 - 2 %. Однако в охлажденном состоянии зерно приобретает стабильную для себя влажность постепенно, а в обычном хранилище этот показатель ведет себя пластично, постоянно варьируя согласно по-годно-климатическим условиям.
Проведенными исследованиями отмечена четкая закономерность, которая указывает на смену натуры зерна ячменя
Таблица 1
Натура зерна ячменя ярового в зависимости от условий выращивания и режимов хранения, г/л (среднее за 2009 - 2013 гг.)
Система земледелия Система обработки почвы Длительность хранения, месяцев
До хранения 1 3 6 9 12
Нерегулируемый температурный режим (хранилище) (контроль)
Промышленная (контроль) 1* 640 656 653 648 644 641
2 635 644 646 643 643 641
3 640 655 653 649 647 645
4 636 645 645 643 643 640
Экологическая 1* 641 653 653 647 641 641
2 634 649 646 642 639 637
3 644 649 648 643 640 641
4 637 648 645 642 640 639
Биологическая 1* 638 649 645 637 632 629
2 633 646 644 640 637 635
3 639 649 649 643 641 639
4 631 644 639 636 634 634
Регулируемый температурный режим (1+5+10 °С)
Промышленная (контроль) 1* 640 650 657 650 647 645
2 635 644 650 647 644 643
3 642 650 657 652 651 649
4 636 642 647 645 644 643
Экологическая 1* 641 650 649 646 646 645
2 634 644 648 643 641 641
3 644 651 656 648 647 645
4 637 641 647 641 638 639
Биологическая 1* 638 646 651 641 639 638
2 633 642 648 643 640 637
3 639 647 649 644 641 640
4 631 639 640 639 638 636
НСР05Фактор А - 1,34-2,66
Фактор В - 1,61-2,54
Фактор АВ - 1,46-2,46
Г дифференцированная обработка, 2 - плоскорезная, 3 - отвально-безотвальная, 4 - поверхностная
ярового в связи с изменениями влажности и продолжительностью его хранения (табл. 1).
При этом наблюдается несущественная связь между температурными режимами, условиями выращивания и изменением натуры. Вообще показатели натуры зерна ячменя во всех исследуемых вариантах до
3-х месяцев хранения возрастали. После 3-х месяцев хранения натура зерна по всем исследуемым вариантам оставалась стабильной. Незначительные отклонения, которые происходили, можно объяснить погрешностью опыта, которая по стандарту составляет 5 г/л. Указанные изменения интенсивнее
Таблица 2
Содержание белка в зерне ячменя ярового в зависимости от условий выращивания и режимов хранения, % (среднее за 2009 - 2013 гг.)
Система земледелия Система обработки почвы Длительность хранения, месяцев
До хранения 1 3 6 9 12
Нерегулируемый температурный режим (хранилище) (конт эоль)
Промышленная (контроль) 1* 13,21 13,32 13,24 13,04 13,03 12,97
2 13,41 13,53 13,38 13,32 13,31 13,20
3 13,52 13,64 13,53 13,33 13,32 12,76
4 13,21 13,29 13,27 13,01 13,00 12,93
Экологическая 1* 11,12 11,22 11,15 10,75 10,74 10,68
2 10,80 10,83 10,80 10,43 10,41 10,33
3 10,79 10,83 10,82 10,45 10,42 10,36
4 10,51 10,62 10,54 10,16 10,12 10,04
Биологическая 1* 10,76 10,87 10,79 10,38 10,36 10,39
2 10,52 10,60 10,58 10,26 10,24 10,21
3 10,51 10,62 10,55 10,12 10,10 10,13
4 10,23 10,31 10,25 9,97 9,94 9,93
Регулируемый температурный режим (t+5+Ю °С)
Промышленная (контроль) 1* 13,21 13,27 13,24 13,04 13,03 12,97
2 13,41 13,48 13,43 13,32 13,26 13,25
3 13,52 13,59 13,58 13,33 13,32 12,76
4 13,21 13,24 13,22 13,06 13,05 12,98
Экологическая 1* 11,12 11,17 11,20 10,75 10,74 10,73
2 10,80 10,88 10,90 10,58 10,51 10,43
3 10,79 10,78 10,77 10,40 10,32 10,31
4 10,51 10,62 10,59 10,31 10,17 10,14
Биологическая 1* 10,76 10,82 10,84 10,38 10,36 10,34
2 10,52 10,60 10,63 10,31 10,29 10,26
3 10,51 10,57 10,60 10,22 10,15 10,13
4 10,23 10,26 10,30 10,02 9,99 9,93
НСР05Фактор А - 0,10-0,35
Фактор В - 0,09-0,36
Фактор АВ - 0,04-0,41
1* дифференцированная обработка, 2 - плоскорезная, 3 - отвально-безотвальная, 4 - поверхностная
проходили в образцах зерна ячменя, которое хранилось в складском помещении при нерегулируемом температурном режиме. Это явление связано с температурным режимом хранения, что и содействовало интенсификации процессов.
Зерно пивоваренного ячменя должно иметь сниженное содержание белка. Высо-
кокачественным является зерно пивоваренного ячменя, в котором содержание белка находится в пределах от 9 до 11 % на абсолютно сухое вещество. Зерно с повышенным содержанием белка, кроме того, что имеет меньшую экстрактивность, плохо разрыхляется и сильно нагревается при получении солода, дает менее стойкое и не всегда
прозрачное пиво. Негативом также является содержание белка меньше 8%, что недостаточно для нормального развития дрожжей, образования пены и создания вкуса и «букета» пива [8,15].
Изменение содержания белка во время хранения зерна ячменя ярового при разных условиях представлено в табл. 2.
Анализируя данные относительно содержания белка, можно отметить, что при хранении зерна ячменя ярового как в не-регулированных условиях (контроль), так и в регулированных условиях не произошло ухудшение его качества - негативного увеличения или уменьшения содержания белка. Колебание относительно первоначального качества по содержанию белка было на уровне 0,2 - 0,5%, такие колебания не являются существенными, а следовательно, можно констатировать, что белок в процессе хранения существенно не менялся.
Наивысшими показателями содержания белка в процессе хранения характеризовалось зерно ячменя, выращенное при промышленной системе земледелия, дифференцированной и отвально-безотвальной обработке почвы. Меньшие показатели содержания белка в процессе хранения имело зерно, которое выращивалось при экологической системе земледелия, в среднем на 2,0 - 2,5 % сравнительно с промышленной системой. Наиболее низкими показателями содержания белка во время хранения характеризовалось зерно, выращенное при биологической системе земледелия, плоскорезной и поверхностной обработке почвы.
Следует отметить, что более низкие показатели содержания белка (в пределах 9,93 - 11,22 %) в экологической и биологической системах земледелия позволяют использование зерна, выращенного в данных системах, в пивоварении.
Во время хранения зерна ячменя ярового как в нерегулируемых условиях (контроль), так и в регулируемых условиях не произошло ухудшения его качества - негативного увеличения или уменьшения содержания крахмала. Колебание относительно первоначального качества по содержанию
крахмала были на уровне 1 - 2%, такие колебания не являются существенными.
Стандартом на ячмень нормируются показатели способности к прорастанию и жизнеспособности, которые должны отвечать требованиям стандарта. Показатель всхожести (или показатель жизнеспособности зерна, который нормируется для зерна технического предназначения, предназначенного для производства солода, пива, спирта) должен иметь значение не меньше 92% для ячменя, который выращивается на солод и 95% - при использовании его в пивоваренном производстве [8,15].
Анализируя жизнеспособность зерна ячменя ярового в разных режимах хранения и выращенного в разных системах земледелия и разных системах основной обработки почвы, можно отметить, что исследуемые образцы к 6-ти месяцам хранения повышали жизнеспособность и после 9-ти постепенно снижали (табл. 3).
Кроме того, все исследуемые образцы зерна ячменя, которые хранились в условиях регулируемого режима в период 6-ти и 9-ти месяцев, имели показатели жизнеспособности, которые обеспечивали требования стандарта для использования зерна ячменя на посевные и пивоваренные цели. А в условиях нерегулируемого режима - лишь в промышленной и экологической системах, во всех системах обработки почвы после 6-ти месяцев и в дифференцированной и от-вально-безотвальной обработке после 9-ти.
Выводы
1. Показатели натуры зерна ячменя во всех исследуемых вариантах к 3-м месяцам хранения возрастают. Высшие показатели натуры на протяжении всего периода хранения, и особенно на конец хранения, отмечены у зерна при условиях регулируемого режима (I +5...+10 °С) хранения в сравнении с нерегулируемым. Также в условиях регулируемого температурного режима зерно ячменя после хранения характеризовалось несущественной вариабельностью по системам земледелия и обработкам почвы. В нерегулируемом температурном режиме наивысшие показатели натуры зерна были установлены при промышленной системе земледелия.
Таблица 3
Жизнеспособность зерна ячменя ярового в зависимости от условий выращивания и режимов хранения, % (среднее за 2009 - 2013 гг.)
Система земледелия Система обработки почвы Длительность хранения, месяцев
До хранения 1 3 6 9 12
Нерегулируемый температурный режим (хранилище) (контроль)
Промышленная (контроль) 1* 76 92 95 99 96 93
2 69 85 91 95 93 91
3 74 90 95 99 95 94
4 67 84 90 95 93 92
Экологическая 1* 66 89 92 97 95 93
2 64 86 90 96 93 90
3 69 87 90 96 94 92
4 61 83 85 95 90 89
Биологическая 1* 61 81 87 95 93 89
2 58 79 83 91 91 88
3 63 81 84 93 93 89
4 55 79 81 91 91 87
Регулируемый температурный режим (t+5+Ю °С)
Промышленная (контроль) 1* 76 83 95 100 100 96
2 69 80 91 97 96 94
3 74 85 96 100 99 96
4 67 78 90 97 97 93
Экологическая 1* 66 83 94 100 99 97
2 64 81 93 97 97 93
3 69 84 94 99 98 97
4 61 78 90 96 96 92
Биологическая 1* 61 78 91 98 97 94
2 58 80 90 96 95 92
3 63 81 92 98 96 95
4 55 75 90 94 93 91
НСР05Фактор А - 3,44-7,63
Фактор В - 3,12-6,50
Фактор АВ - 4,31-7,46
1* дифференцированная обработка, 2 - плоскорезная, 3 - отвально-безотвальная, 4 - поверхностная
2. Колебание содержания белка в процессе хранения относительно первоначального качества на уровне 0,2 - 0,5% было несущественным. Низшие показатели содержания белка (в пределах 9,93 -11,22 %) в экологической и биологической системах земледелия позволяют использование зерна, выращенного в данных системах, в пивоварении.
3. Жизнеспособность исследуемых образцов зерна ячменя ярового к 6-ти месяцам хранения повышается и после 9-ти постепенно снижается. Показатели жизнеспособности всех исследуемых образцов зерна ячменя, которые хранились в регулируемом режиме на протяжении 6-9 месяцев, позволяли использование зерна на посевные
и пивоваренные цели.
В целом зерно ячменя характеризовалось высшими и стабильными процентами жизнеспособных семян при хранении в регулируемых условиях.
Библиографический список
1. TapapiKO Ю.О. Агрометеоролопчш ресурси УкраУни та технологи ix рацюналь-ного використання / Ю.О. TapapiKO // В1сник аграрноУ науки. - 2006. - № 3-4. - С. 29-31.
2. Формування якосл зерна злакових культур / С. Авраменко, В. Тимчук, М. Цех-мейструк, О. Глубокий, В. Шелякш, К. Мань-ко // Агроб1знес сьогодш. - N° 14 (213). -2011.-С. 18-23.
3. Жемела Г.П. Роль погодних факторт у полтшенш якосл зерна озимо!' пшениц1 / Г.П. Жемела, A.B. Сидоренко, M.I. Кулик // В1сник ПолтавськоУ державно)' аграрноУ академм. - 2007. - № 2. - С. 16-22.
4. Адаменко Т.И. Изменение урожайности и качества зерна в период изменения климата / Т.И. Адаменко //Хранение и переработка зерна. - 2007. - № 9. - С. 26-29.
5. Сайко В.Ф. Науков1 основи стмкого землеробства в УкраУш. / В.Ф. Сайко // Збфник наукових праць ННЦ «1нститут землеробства УААН». - К.: ВД «ЕКМО» , 2010. -Вип. З.-С. 3-17.
6. TapapiKO Ю.О. Енергетична оцшка систем землеробства i технологш виро-щування стьськогосподарських культур: методичш рекомендацм / Ю.О. TapapiKO, 0.6. Несмашна, Л.Д. Глущенко- К.: Нора-
npiHT, 2001.-59 с.
7. Горелова Е.И. Качество зерна - второй урожай / Е.И. Горелова, Ж.Я. Сандлер. -М.: Колос, 1984.-221 с.
8. Скалецька Л.Ф. Товарознавство продукцм рослинництва / Л.Ф. Скалецька, Г.1. Подпрятов, B.I. Войцехтський. - Вид-во „Арктей", 2005.-493 с.
9. Овсинский И.Е. Новая система земледелия / И.Е. Овсинский. - К.: Зерно, 2010. -331с.
10. Танчик С.П. No-till i не ттьки. Сучас-ш системи землеробства / С.П. Танчик. - К.: Юшвест мед1а, 2009. - 160 с.
11. Подпрятов Г.1. Збер1гання i пере-робка продукцм рослинництва / Г.1. Подпрятов, Л.Ф. Скалецька, A.M. Сеньков. - К.: ЦП Компринт, 2010. - 495 с.
12. Петруня Б.Н. Збер1гати зерно в штучному холода безперечно, випдно у цьо-му переконуе свтэва практика застосування таких технолопй / Б.Н. Петруня. - Зерно i хл1б. - 2004. - № 4. - С. 15-18.
13. Шемавньов B.I. Сучасш норми i технологи збер1гання та обробки зерна в УкраУш / B.I. Шемавньов, М.Я. Кирпа // В1сник Днтропетровського ДАУ, 2006. - N° 2.-С. 11-18.
14. Скалецька Л.Ф. BioxiMNHi змши продукцм рослинництва при м збер1ганн1 та переробц1 / Л.Ф. Скалецька, Г.1. Подпрятов. -К.: Видавничий центр НАУ, 2008. - 288 с.
15. Кретович В.Я. Техническая биохимия / В.Я. Кретович. - М.: Высш. шк., 1973. -456 с.
УДИ 631. 412' 445.4: 502.5
ДИНАМИКА ФОСФАТНОГО РЕЖИМА ЧЕРНОЗЕМНОЙ ПОЧВЫ ПОД ВЛИЯНИЕМ АНТРОПОГЕННЫХ ФАКТОРОВ
Бутяйкин Виктор Васильевич, кандидат сельскохозяйственных наук, доцент кафедры «Механизация переработки сельскохозяйственной продукции»
ФГБОУВПО «МГУ им. Н. П. Огарева»
430904, г. Саранск, п. Ялга, ул. Российская, д.5; тел.: 8(8342) 25-44-64
e-mail: [email protected]
Ключевые слова: чернозем, фосфаты, фосфор, степень подвижности, удобрения.
Выявлено антропогенное воздействие на фракционный состав фосфатов. Установлено, что в почве пашни содержание валового фосфора, органических и минеральных соединений значительно выше по сравнению с залежью. Увеличение подвижных минеральных фосфатов происходило, главным образом, за счет легкорастворимых фосфатов кальция и в меньшей степени за счет фосфатов алюминия и железа.
Введение
Уровень плодородия почв в значительной степени определяется содержанием фосфора и особенно подвижных, легкорастворимых его форм. Поэтому одной из важных задач современного земледелия является создание в почвах оптимального фосфатного уровня, обеспечивающего формирование высоких и устойчивых урожаев сельскохозяйственных культур [1,2,3,4]. Плодородие почвы неразрывно связано с рациональным использованием удобрений, в том числе фосфорных. Высокая эффективность фосфорных удобрений на всех почвах объясняется низким содержанием в них подвижного фосфора. Многими исследователями отмечено, что внесение фосфорных удобрений с положительным балансом приводит к увеличению содержания в пахотном слое фосфора [5,6,7,8].
Внесение возрастающих доз фосфорных удобрений способствовало не только увеличению количества усвояемых форм фосфора для растений, но и определяло их количественное соотношение [9,10,11,12].
Содержание фосфора и распределение его форм в почвах имеет зональный и подзональный характер и связан как с геологическими процессами, так и с преобразованием современных почв под влиянием различных факторов, в том числе антропогенных. Так, изучение фосфатного режима почв Среднего Поволжья показало, что дли-
тельное сельскохозяйственное использование почв региона оказывает существенное влияние на фосфатный режим, что выражается в изменении валовых количеств фосфора и его группового состава, накоплении всех соединений фосфора в пахотном слое почв [13,14].
Объекты и методы исследований Изучение фосфатного режима почвы проводилось путем сопоставления парных разрезов залежи и пашни. В качестве объекта исследования послужил чернозем выщелоченный тяжелосуглинистый на покровных суглинках: пашня (разрез 1) и залежь (разрез 2) МАПО «Восток» Атяшевского района республики Мордовия.
При проведении исследований использовались следующие методы лабораторного анализа почвы: валовый фосфор - по К. Е. Гинзбург и др. (ГОСТ 26261-84), органический фосфор по разности между валовым и минеральным фосфором, подвижный фосфор по А. Т. Кирсанову в модификации ЦИНАО (ГОСТ 26207-84), фракционный состав минеральных фосфатов по Чан-гу-Джексону в модификации Гинзбург-Лебе-девой, минеральный фосфор по Сидерсу и Вильямсу, емкость поглощения фосфора по Аскинази-Гинзбург, степень подвижности фосфатов по Скофилду.
Результаты исследований Анализ сравнительного изучения агрохимических свойств почв показал, что со-
