CC BY
8УДК 633.11.004.12 321:631.811.1
ВЛИЯНИЕ ФИТОРЕГУЛЯТОРОВ НА ФОРМИРОВАНИЕ ПИВОВАРЕННЫХ СВОЙСТВ ЗЕРНА ЯЧМЕНЯ В УСЛОВИЯХ ЦЕНТРАЛЬНО-ЧЕРНОЗЁМНОГО РЕГИОНА
Н.Н. Новиков, Т.И. Шатилова, Е.В. Романова, РГАУ- МСХА
Установлено в полевых опытах с яровым пивоваренным ячменем, проведенных на выщелоченном черноземе Курской области, что при обработке растений в фазе кущения фиторегуляторами Лариксин и Новосил зерновая продуктивность ячменя повышается на 8-27 %, при этом одновременно существенно улучшаются пивоваренные свойства зерна. В условиях дефицита влаги в первой половине вегетации растений изучаемые фиторегуляторы оказывали более заметное действие на формирование урожая ячменя, тогда как при засушливой погоде во время созревания семян отмечалось усиление их влияния на качество зерна.
Ключевые слова: пивоваренный ячмень, фиторегуляторы, зерновая продуктивность, пивоваренные свойства зерна, состав
водорастворимых белков.
В современных технологиях выращивания зерновых культур всё более широкое применение находят фиторегуляторы, которые вызывают активизацию физиолого-биохимических процессов в вегетирующих растениях и созревающем зерне, повышение устойчивости растений к стрессовым факторам и микробной инфекции. В итоге это может повышать продуктивность зерна, а также улучшать его технологические свойства. Эффективность действия фиторегуляторов зависит от их химической природы и концентрации препаратов, фазы развития и режима питания растений, а также экологических условий [3, 8-10, 15].
В полевых опытах с пивоваренным ячменем установлено, что под влиянием применяемых фиторегуляторов повышается его зерновая продуктивность за счёт увеличения натуры и массы зёрен, а также возрастает экстрактивность зерна, в то время как плёнчатость и белковость зерна существенно снижаются. Под воздействием регуляторных веществ могут улучшаться свойства солода, полученного из зерна ячменя: повышаться его экстрактивность и уменьшаться продолжительность осахаривания. Особое значение имеет применение на посевах пивоваренного ячменя фиторегуляторов, понижающих накопление в зерне белков [1, 4, 5, 7, 11-14, 16].
Вместе с тем, влияние фиторегуляторов на формирование пивоваренных свойств зерна ячменя изучено недостаточно. Не определена специфика их действия на растения в зависимости от природно-климатических особенностей региона и гидротермических условий года, а также режима питания растений. В связи с этим актуальной задачей является обоснование применения фиторегуляторов в технологиях выращивания современных сортов пивоваренного ячменя с целью получения высококачественного зерна с улучшенными пивоваренными свойствами, отвечающими
требованиям перерабатывающей промышленности.
Цель наших исследований - выяснить действие фиторегуляторов на формирование урожая и пивоваренных свойств зерна ячменя при выращивании в условиях Центрально-Чернозёмного региона.
Методика. Объект исследования - яровой пивоваренный ячмень сорта Ксанаду немецкой селекции, включенный в Госреестр по Центральному и Центрально-Черноземному регионам, а также внесенный в список пивоваренных и ценных по качеству зерна сортов. Производственные опыты проводили в течение трех лет (2010-2012 гг.) в Курской области на выщелоченном черноземе. Опыты закладывали в 4-кратной повторности с рендомизированным расположением делянок, площадь делянки 10 га. Почва - чернозем выщелоченный, характеризовалась следующими показателями: содержание гумуса - 5,5-5,7 %; легкогидролизуемого азота - 106 мг/кг, подвижного фосфора в вытяжке по Чирикову - 108, подвижного калия - 79 мг/кг почвы; рН солевой вытяжки - 5,8.
Осенью проводили вспашку опытного участка оборотным плугом, весенняя обработка почвы состояла в дисковании, ранневесеннем бороновании, прикатывании после посева. Перед посевом осуществляли протравливание семян фунгицидом Дивиденд Стар. Норма посева - 5 млн всхожих семян на 1 га. По вегетирующим растениям в фазе кущения проводили обработку баковой смесью гербицида ТТ, ВДГ (750 г/кг трибенуронметила) с нормой расхода по препарату 10-20 г/га (с добавлением ПАВ Оксанол Агро Ж и фунгицида Альто супер, КЭ (250 г/л пропиконазола + 80 г/л ципроконазола) с нормой расхода по препарату 0,5 л/га.
Действие фиторегуляторов изучали на фоне внесения под предпосевную культивацию комплексного удобрения (^оР4оК4о). Обработку растений фиторегуляторами Лариксин и Новосил проводили в фазе кущения ячменя с нормой расхода препарата 50 мл/га и расходом рабочей жидкости 300 л/га в составе баковой смеси применяемых пестицидов. Опыты включали следующие варианты: 1 - контроль (без применения фиторегуляторов); 2 - обработка фиторегулятором Лариксин; 3 - обработка фиторегулятором Новосил.
Физические и химические показатели качества зерна определяли по стандартной методике [6]: натуру зерна - литровой пуркой ПХ-1 (ГОСТ 10840-64), массу 1000 зёрен - по ГОСТ 10842-89, крупность и выравненность зерна - по ГОСТ 10939-64, способность к прорастанию и энергию прорастания - по ГОСТ 10968-72, содержание крахмала - по Эверсу, сырого протеина -по ГОСТ 10846-74, показатели экстрактивности, плёнчатости и зольности зерна - общепринятыми методами [2], состав водорастворимых белков зерна -хроматографией на сефадексе G-75.
Статистичекую оценку экспериментального материала осуществляли дисперсионным методом с
использованием компьютерной программы в
модификации информационно -вычислительного центра РГАУ-МСХА (Версия 2.1, 1989-1991).
Результаты и их обсуждение. Вегетационный период 2010 г. характеризовался экстремально высокими температурами и засушливыми условиями в первой половине вегетации ячменя (май-июнь). Начиная с третьей декады мая и до конца вегетации, температура поверхности почвы в дневные часы достигала 40-60 °С, а на глубине 10 см - 30 °С. Повышенные среднесуточные температуры и недостаточное количество осадков в начале вегетации культуры и во время закладки продуктивных органов ослабляли развитие растений и формирование урожая, вследствие чего зерновая продуктивность ячменя была низкая (1,7-2,2 т/га). В более благоприятных гидротермических условиях 20112012 гг. урожайность ячменя была существенно выше -3-3,7 т/га.
Во все годы исследований выявлено положительное действие на формирование урожая пивоваренного ячменя фиторегулятора Лариксина, при его применении зерновая продуктивность культуры возрастала на 0,4-0,5 т/га, или на 14-27 % по отношению к контролю (табл. 1). Более слабый эффект получен от обработки растений ячменя фиторегулятором Новосил, хотя и в этом случае его урожайность повышалась на 0,2-0,3 т/га (8-12 % по отношению к контролю). Более сильно увеличивали
зерновую продуктивность пивоваренного ячменя указанные фиторегуляторы в засушливых условиях 2010 г. (во время активного роста растений). Это свидетельствует об их способности к антистрессовому действию, особенно заметно проявлявшемуся у фиторегулятора Лариксин.
По натуре полученное зерно ячменя можно отнести к среднему уровню качества, причем при более засушливой погоде в период созревания зерна (20112012 гг.) данный показатель существенно понижался. Особенно заметно это проявилось в опыте 2011 г., когда возрастала фракция мелких зерен, однако в таких условиях выявлено положительное действие фиторегуляторов, которые уменьшали содержание мелких зерен и увеличивали натуру зерна (табл. 2).
1. Влияние фиторегуляторов на формирование урожая пивоваренного ячменя сорта Ксанаду
Вариант опыта 2010 г. 2011 г. 2012 г.
Сбор % к Сбор % к Сбор % к
зерна, конт- зерна, конт- зерна, конт-
т/га ролю т/га ролю т/га ролю
Контроль - без 1,75 - 3,00 - 3,20 -
применения фиторегуляторов
Обработка Лариксином 2,23 127 3,41 114 3,70 116
Обработка Новосилом 1,96 112 3,24 108 3,51 110
НСР05 0,16 - 0,16 - 0,16 -
2. Влияние фиторегуляторов на показатели качества зерна пивоваренного ячменя сорта Ксанаду
Показатель Контроль - Обработка Обработка НСР05
без применения Лариксином Новосилом
фиторегуляторов
2010 г. | 2011 г. | 2012 г. 2010 г. | 2011 г. | 2012 г. 2010 г. | 2011 г. | 2012 г.
Физические показатели
Натура зерна, г/л 660 596 631 665 623 636 664 642 634 5
Масса 1000 зёрен, г 38 37 32 39 40 35 40 42 34 2
Крупность зерна, % 63 73 87 70 82 90 69 86 88 3
Выравненность зерна, % 59 67 62 63 69 67 62 73 67 3
Содержание мелкого зерна, % 2,2 11,0 2,5 2,8 4,1 1,9 2,5 4,5 1,9 3
Пленчатость, % 6,5 8,5 7,5 6,9 8,0 6,0 6,9 8,2 6,2 0,5
Биологические и химические показатели
Способность к прорастанию, % 93 77 96 93 90 97 89 88 98 3
Энергия прорастания, % 96 76 95 98 88 97 96 86 94 3
Содержание крахмала, % 63 63 63 60 65 60 56 65 59 1
Содержание сырого протеина, % 11,1 11,1 11,4 11,0 11,8 11,9 9,7 10,5 12,2 0,5
Зольность, % 1,8 2,9 3,1 1,8 2,7 2,8 1,8 2,8 2,8 0,5
Экстрактивность, % 78 78 - 79 79 - 79 79 - 3
В более влажных условиях 2011-2012 гг. (май-июнь) применяемые фиторегуляторы существенно
увеличивали массу 1000 зерен и снижали пленчатость зерна ячменя, причем более стабильное действие по годам наблюдалось при применении Лариксина. Во все годы исследований отмечалось положительное влияние изучаемых фиторегуляторов на показатели крупности и выравненности зерна. Однако более стабильное действие по годам Лариксина отмечено на крупность, а Новосила - на выравненность зерна.
Засушливые условия на завершающих стадиях созревания зерна в опыте 2011 г. стали причиной снижения показателей способности к прорастанию и энергии прорастания зерна (см. табл. 2), но эти показатели существенно возрастали в вариантах с применением фиторегуляторов. В опытах 2010 и 2012
гг. заметного действия фиторегуляторов на показатели прорастаемости зерна не выявлено.
Изучаемые фиторегуляторы существенно не влияли на зольность и экстрактивность зерна. Отмечено также их нестабильное действие по годам на накопление в зерне крахмала и белков.
Поскольку на качество пива влияют водорастворимые белки зерна, был изучен их состав в зерне урожая 2011 г. путём разделения на сефадексе G-75. В ходе разделения выявлены три фракции этих белков: высокомолекулярные с молекулярными массами более 70 тыс.; со средней молекулярной массой (16-70 тыс.), с низкими молекулярными массами (менее 16 тыс.). Соотношение указанных фракций в составе водорас-творимых белков зерна заметно изменялось под влиянием фиторегуляторов (табл. 3). В варианте с обработкой растений ячменя
Лариксином существенно возрастала фракция высокомолекулярных белков за счёт уменьшения доли низкомолекулярных белков и белков со средней молекулярной массой. Это может несколько снижать пенообразующую способность пивного сусла. При обработке растений ячменя Новосилом в составе водорастворимых белков зерна возрастала фракция низкомолекулярных белков, а доля белков со средней молекулярной массой уменьшалась.
3. Состав водорастворимых белков в зерне пивоваренного ячменя под влиянием фиторегуляторов при разделении на сефадексе G-75, % от общего количества водорастворимых белков
Контроль -без Обработк а Обработ ка
Белки применения фиторегулят оров Лариксин ом Новосил ом
С высокой молекулярной 25,7 35,8 24,2
массой
Со средней молекулярной 52,3 46,2 48,8
массой
С низкой молекулярной массой 22,0 18,0 27,0
Заключение. В производственных опытах с яровым пивоваренным ячменем сорта Ксанаду, проведенных на выщелоченном черноземе Курской области, установлено, что при обработке растений ячменя в фазе кущения фиторегулятором Лариксин существенно повышалась его зерновая продуктивность (на 14-27 %). Кроме того, как правило, увеличивались показатели, характеризующие пивоваренные свойства ячменя -масса 1000 зёрен, натура, крупность и выравненность зерна. Вместе с тем, под влиянием Лариксина отмечалась тенденция к повышению белковости зерна и увеличению содержания высокомолекулярной фракции водорастворимых белков. Это может быть причиной некоторого ухудшения показателей, характеризующих цвет, вкус и пенообразующую способность пива.
Под влиянием фиторегулятора Новосил наблюдалось меньшее повышение урожайности пивоваренного ячменя (на 8-12 %). Однако происходило заметное увеличение таких показателей, как масса 1000 зёрен, выравненность и крупность зерна, содержание в составе водорастворимых белков зерна фракции низкомолекулярных белков, что свидетельствует об улучшении пивоваренных свойств зерна ячменя.
В проведенных опытах установлено, что изучаемые фиторегуляторы оказывали более сильное действие на повышение зерновой продуктивности пивоваренного ячменя в засушливых условиях первой половины вегетации растений 2010 г., что свидетельствует об их способности повышать устойчивость растений ячменя к вододефицитному стрессу, особенно заметно такое действие у фиторегулятора Лариксин. При засушливой погоде во время созревания ячменя фиторегуляторы более заметно влияли на пивоваренные свойства зерна: увеличение массы 1000 зёрен и натуры зерна, улучшение показателей прорастаемости зерна, уменьшение фракции мелких зёрен и плёнчатости зерна.
Литература
1. Андреева О.В., Жашко К.Т., Тартаковская И. Э., Полховская Е.С. Влияние биологически активных веществ на качество светлого ячменного пивоваренного солода // Пиво и напитки. -1999. - № 4.- С. 20-22. 2. Беркутова Н.С. Методы оценки и
формирование качества зерна. - М.: Росагропромиздат, 1991.206 с. 3. Вакуленко В.В. Регуляторы роста // Защита растений. -
2004.- № 1.- С. 24-26. 4. Витол И.С., Бобков А.А., Карпиленко Г.П. Углеводно-амилазный комплекс и технологические показатели качества пивоваренного ячменя, выращенного в условиях Нечерноземья // Известия ВУЗов. Пищевая технология. - 2007. -№ 2.- С. 24-27. 5. Витол И.С., Карпиленко Г.П. Белково-протеиназный комплекс ячменя, выращенного на разном агрофоне с применением препаратов регуляторного действия // Прикл. биохимия и микробиол. - 2007.- Т. 43.- № 3.-С. 356-364. 6. Инструкция по технохимическому контролю пивоваренного производства/Под ред. Ковалевской А.И. - М.: Пищевая промышленность, 1967.- 235 с. 7. Карпиленко Г.П., Е.Ф. Шаненко, Витол С.Б. и др. Комплексное влияние агрофона и регуляторов метаболизма на качество пивоваренного ячменя // Зерновое хозяйство. - 2004.- № 8.- С. 12-14. 8. Новиков Н.Н. Действие фиторегуляторов на синтез белков и качество зерна пшеницы// Тезисы докладов международной конференции «Регуляторы роста и развития растений».- М.: МСХА, 1995.- С. 70. 9. Новиков Н.Н., Войесса Б.Г. Действие фиторегуляторов на синтез белков и качество зерна пшеницы // Известия ТСХА.- 1995.- № 1.- С. 65. 10. Новиков Н.Н., Жарихина А.А. Состав белков и качество зерна яровой мягкой пшеницы (T. aestivum) в зависимости от уровня азотного питания и применения фиторегуляторов при выращивании на дерново-подзолистой среднесуглинистой почве // Известия ТСХА, 2012.- Вып. 5.- С. 73-82. 11. Новиков Н.Н., Мякиньков А.Г., Сычёв Р.В. Влияние фиторегуляторов на формирование урожая и пивоваренных свойств зерна ячменя при выращивании на дерново-подзолистой среднесуглинистой почве // Известия ТСХА.- 2011.- № 3.- С. 78-88. 12. Персикова Т.Ф., Сергеева И.И. Применение регуляторов роста и бакпрепаратов на посевах ячменя и гороха // Плодородие. -2006.- № 1.- С. 19-20. 13. Шатилова Т.И., Карпиленко Г.П., Витол С.Б., Шаненко Е.Ф., Эль-Регистан Г.И. Влияние регуляторов метаболизма на белково-протеиназный комплекс ячменя, выращенного на разном агрофоне // Изв. ТСХА. -
2005.- № 3.- С. 82-90. 14. Briggs D.E. Effect of gibberellic acid on barley // Cereal chemistry. - 1987, v. 8, № 3, p. 112-117. 15. Novikov N.N., Zharikhina A.A. Protein composition and grain quality of spring soft wheat (Triticum aestivum L.) depending on the level of nitrogen nutrition and phytoregulators use in case of cultivation on sod-podzol medium loamy soil // Izvestiya TSKhA. -2013, special issue, p. 142-152. 16. Watanabe Y., Miura S., Yukawa T., Takenaka S. Effects of plant hormones on Pythium snow rot resistance of barley. - Japan. J.Crop Sc., 2008, vol.77, № 1, p. 7883.
EFFECTS OF PHYTOREGULATORS ON THE BREWING PROPERTIES OF BARLEY GROWN IN THE
CENTRAL-CHERNOZEMIC REGION
N.N. Novikov, T.I. Shatilova, E. V. Romanova Russian State Agrarian University - Moscow Agricultural Academy, ul Timiryazevskaya 49, Moscow, 127550 Russia,
E-mail: tshanovikov@gmail. com
In field experiments carried out on leached chernozem, it has been found that the treatment of barley plants at the tillering phase with phytoregulators (Lariksin, Novosil) increases the yield of barley grain by 8-27% and significantly improves its brewing qualities. Under water deficit conditions in the first half of vegetation, phytoregulators have a more positive effect on barley yield formation, whereas their application under droughty conditions at the time of seed ripening has a higher effect on grain brewing qualities.
Keywords: brewing barley, phytoregulators, plants productivity, brewing qualities of grain, composition of water-soluble proteins.
