Главная Коллекция "Revolution" Сельское, лесное хозяйство и землепользование Использование зерна современных сортов озимой тритикале, возделываемых в условиях Центрально-Черноземного региона

Использование зерна современных сортов озимой тритикале, возделываемых в условиях Центрально-Черноземного региона

Свойства, биологические и хозяйственные признаки пшеницы. Изучение влияния регуляторов роста на урожайность и технологические качества сортов озимой тритикале. Стабилизация сборов зерна и улучшение его диверсификации на продовольственные и кормовые цели.

Рубрика Сельское, лесное хозяйство и землепользование
Вид автореферат
Язык русский
Дата добавления 29.01.2018
Размер файла 969,4 K
рефераты на заказ со скидкой

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Страница:

Размещено на http://allbest.ru

44

На правах рукописи

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

доктора сельскохозяйственных наук

Использование зерна современных сортов озимой тритикале, возделываемых в условиях Центрально-Черноземного региона

Специальность:05.18.01 -технология обработки, хранения и переработки злаковых, бобовых культур, крупяных продуктов, плодоовощной продукции и виноградарства

Тертычная Татьяна Николаевна

Воронеж 2009

Работа выполнена на кафедре технологий хранения, переработки и стандартизации сельскохозяйственной продукции ФГОУ ВПО «Воронежский государственный аграрный университет им. К.Д. Глинки»

Научный консультант: доктор сельскохозяйственных наук, профессор Манжесов Владимир Иванович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор Малин Николай Иванович

член-корреспондент РАСХН, доктор сельскохозяйственных наук, профессор Артёмов Иван Владимирович

доктор технических наук, профессор Магомедов Газибег Омарович

Ведущая организация: ФГОУ ВПО «Саратовский государственный аграрный университет им. Н.И. Вавилова»

Защита состоится «___» __________ 2009 г в ____часов на заседании диссертационного совета 220.043.05 при Российском государственном аграрном университете - МСХА имени К.А. Тимирязева по адресу: 127550, г. Москва, ул. Тимирязевская, д.49. Ученый совет РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева.

С диссертацией можно ознакомиться в центральной научной библиотеке РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева.

Автореферат разослан «___» ___________ 2009 г. и размещен на сайте ВАК www. vac. ed. gov.ru

Ученый секретарь

диссертационного совета Лазарев Н.Н.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Создание новых сортов озимой тритикале вызывает необходимость изучения не только технологических характеристик зерна, но и способов получения наибольшего урожая высокого качества.

Тритикале - первая искусственно созданная зерновая культура, полученная скрещиванием ржи и пшеницы, обладающая рядом положительных биологических и хозяйственных признаков. Тритикале совмещает полноценность белков первой культуры с хлебопекарными свойствами второй, имеющей хорошо сбалансированный аминокислотный состав.

Широкое и быстрое распространение тритикале по всему миру произошло благодаря высокой урожайности, неприхотливости в возделывании (устойчивость к болезням, высокая зимостойкость), повышенному по сравнению с пшеницей содержанию лизина и универсальности в использовании.

Достижения в области физиологии растений, химии, растениеводства и других фундаментальных наук явились базой для теоретического обоснования гормональной регуляции растений, создания синтетических регуляторов роста. Применение регуляторов роста растений становится все более перспективным и быстро развивающимся направлением интенсификации современного сельского хозяйства.

Проблеме применения регуляторов роста посвящены многочисленные исследования Н.Г. Холодного, Д.Н. Нелюбова, Н.А. Максимова, М.Х. Чайлахяна, Ю.В.Ракитина и других ученых. Однако в качестве объектов исследования служили в основном традиционные зерновые культуры. Тритикале остается практически не исследованной культурой с точки зрения применения регуляторов роста, изучения влияния регуляторов роста на урожайность и технологические качества современных сортов озимой тритикале, что определяет актуальность представленной работы.

Возделывание озимой тритикале в ЦЧР более экономично, чем озимой пшеницы, в отношении затрат энергии и ресурсов при размещении по занятым парам, зернобобовым на легких подкисленных почвах. Расширение посевов сортов тритикале Тальва 100, Привада, Доктрина 110, Разгар, Рондо и других на легких подкисленных почвах ЦЧР (до 10 % озимого клина) будет способствовать стабилизации сборов зерна и улучшению его диверсификации на продовольственные и кормовые цели.

Проблеме селекции и возделывания тритикале посвящены многочисленные исследования А.И. Грабовца, В.П. Ермоленко, Н.И. Соколенко, А.М. Медведева, А.В. Крохмаль, В.Б. Тимофеева, В.Я. Ковтуненко, Н.М. Комарова, А.Ф. Мережко, Г.В. Щипак, В.Е. Шевченко, С.В. Гончарова, Н.Т. Павлюк, В.Н. Горбунова, Н.С. Орловой, Н.И. Лещенко, Л.И. Егорова, Л.К. Сечняк и др.

От количества и качества зерна зависит обеспеченность сырьем многих отраслей пищевой промышленности, в частности мукомольной, хлебопекарной, крупяной и комбикормовой. В этой связи элеваторное хозяйство должно в короткие сроки осуществлять прием и поточную послеуборочную обработку зерна и обеспечивать его полную сохранность.

Важнейшее звено поточных комплексно-механизированных линий приема и послеуборочной обработки зерна - это сушка, так как большая часть заготовляемого зерна поступает, как правило, с повышенной влажностью и его сохранность зависит от работы зерносушильных установок.

Теоретические основы тепломассообмена в сушильных процессах и их аппаратурное оформление отражены в работах А.В. Лыкова, А.С. Гинзбурга, В.И. Муштаева, В.М. Ульянова, Б.М. Смольского, И.Т. Кретова, Б.И. Леончика, Ю.А. Михайлова, Р.И. Шаззо, В.М. Шляховецкого, В.И. Жидко, Н.В. Остапчука и др.

С учетом перспективных направлений использования в хлебопекарной, кондитерской, комбикормовой промышленности тритикале может занять достойное место среди основных зерновых культур, возделываемых в ЦЧР РФ.

Анализ рациона питания населения показал заметный дефицит полезных белков, жиров, витаминов, минеральных веществ. Белково-энергетическая недостаточность - один из важнейших аспектов мировой продовольственной проблемы. В этой связи фундаментальные и прикладные исследования проводятся по проблемам малоотходной, комплексной переработки сельскохозяйственного сырья и по созданию качественно новых пищевых продуктов, которые бы отвечали современным требованиям науки о питании и могли бы быть отнесены к «продуктам здоровья XXI века».

Значительный теоретический и практический вклад в разработку научных основ в создании хлебобулочных и мучных кондитерских изделий диетического и лечебно-профилактического назначения внесли отечественные ученые: Л.Я. Ауэрман, А.А. Покровский, В.А. Тутельян, Н.П. Козьмина, Л.Н. Казанская, Л.И. Пучкова, Р.Д Поландова, В.В. Щербатенко, Т.Б. Цыганова, В.И. Дробот, Р.К. Еркинбаева, Г.О. Магомедов, С.Я. Корячкина, Л.П. Пащенко, Л.Н. Шатнюк, И.В. Матвеева, Г.Г. Дубцов и др.

Диссертационная работа выполнена в рамках НИР кафедры технологий хранения, переработки и стандартизации сельскохозяйственной продукции ФГОУ ВПО «Воронежский государственный аграрный университет имени К.Д. Глинки» - Раздел 5. «Cовершенствование производства, техники и технологии хранения и перереработки продукции растениеводства» (№ г.р. 01.200.1 003983), и гранта Российского Гуманитарного научного фонда «Технико-экономическое обоснование новых технологий хлеба и мучных кондитерских изделий на основе районированных и перспективных для ЦЧР сортов тритикале» (проект № 07-02-00368а).

Цель диссертационной работы: научное и практическое обоснование приемов повышения продуктивности озимой тритикале и комплексного использования зерна в технологии муки, хлеба, мучных кондитерских изделий повышенной пищевой и биологической ценности.

В соответствии с поставленной целью решались следующие задачи:

1) установить особенности роста, формирования урожая и качества зерна различных сортов озимой тритикале с учетом влияния изучаемых регуляторов роста;

2) выявить эффективность действия регуляторов роста на урожайность и качество зерна озимой тритикале в зависимости от доз препаратов и фазы развития растений;

3) изучить процесс сушки зерна тритикале в шахтной и барабанной сушилках;

4) исследовать хлебопекарные свойства муки;

5) оценить влияние тритикалевой муки на биотехнологические процессы в жидкой закваске;

6) разработать рецептуры хлеба, мучных кондитерских изделий на основе тритикалевой муки и различных обогатителей;

7) определить химический состав, исследовать реологические свойства полуфабрикатов, физико-химические и структурно-механические показатели готовой продукции;

8) разработать нормативную документацию на новые виды продуктов питания;

9) провести опытно-промышленную апробацию и внедрение основных результатов исследования;

10) определить экономическую эффективность применения регуляторов роста на посевах озимой тритикале;

11) дать экономическое обоснование производства продуктов питания с использованием тритикалевой муки.

Научная концепция - комплексная разработка современных технологий выращивания и переработки новых сортов озимой тритикале в ЦЧР.

Научная новизна исследований. Впервые в условиях Центрально-Черноземного региона проведена комплексная оценка влияния современных регуляторов роста на формирование элементов продуктивности и урожайность, физико-химические, биохимические показатели качества и технологические свойства зерна новых сортов озимой тритикале. Определены показатели безопасности зерна тритикале.

Разработана математическая модель процесса сушки тритикале в подвижном слое дисперсного материала при перекрестном движении зернового слоя и сушильного агента в условиях прямоточной шахтной зерносушилки.

Впервые проведена оптимизация процесса сушки зерна тритикале в экспериментальной барабанной сушилке с профильной канальной насадкой. Найдены оптимальные режимы сушки тритикале.

Исследованы технологические характеристики 12 сортов и 1 линии тритикале. Разработаны и утверждены в установленном порядке технические условия ТУ 9293-001-00492894-2002. Мука тритикалевая хлебопекарная. Технические условия. Установлены особенности белково-протеиназного и углеводно-амилазного комплексов тритикалевой муки с обогатителями в виде муки из цельносмолотого низкоалкалоидного зерна люпина и нута.

Произведена оценка механизма и кинетических параметров процесса удаления воды из образцов тритикалевой муки. Впервые описаны кинетические уравнения для каждой из пяти ступеней процесса дегидратации. продовольственный кормовой пшеница

Развиты научные и методологические основы технологии функциональных хлебобулочных и мучных кондитерских изделий на основе тритикалевой муки и различных обогатителей.

С учетом требований нутрициологии обоснована целесообразность внесения в рецептурный состав хлеба наиболее содержательных по функциональным составляющим ингредиентов. К ним отнесены хлопья на основе тритикале, ферментированные хлопья амаранта, соевая дезодорированная мука, пектин из сахарной свеклы, очищенный Na-ЭДТА, биологически активная добавка «Свекла», мука из цельносмолотого зерна люпина, мука из соевых проростков.

Разработан способ производства хлеба диетического с добавлением зерновых хлопьев тритикале. Проведен подбор оптимальных параметров обработки хлопьев раствором ферментного препарата глюкоаваморин Г10х. Разработан способ получения ферментированных хлопьев амаранта. Оптимизирована рецептура хлеба. Установлена взаимосвязь между изменением физических свойств теста и массовой доли глутатиона в нем.

Предложена технология производства новой полифункциональной биологически активной добавки (БАД) «Свекла» из высушенного гидролизованного свекольного пюре. Исследовано влияние БАД на предварительную активацию прессованных дрожжей. Выявлено положительное влияние новой биологически активной добавки на хлебопекарные свойства тритикалевой муки, структурно-механические свойства теста и качество хлеба, а также на потребительские свойства хлеба, сроки сохранения свежести. Исследовано влияние высококачественного свекловичного пектина на качество хлеба на основе муки тритикалевой обдирной и муки пшеничной 1-го сорта.

Оптимизирована рецептура кекса с добавлением муки из цельносмолотого зерна люпина и кураги. Изучена динамика биохимического состава сои в процессе проращивания и получения муки из проростков. Предложена рецептура печенья на основе тритикалевой, овсяной муки и муки из соевых проростков. Исследованы адгезионные свойства сдобного теста, показатели качества печенья в процессе хранения.

Практическая ценность работы:

- определены оптимальные дозы и сроки применения современных регуляторов роста на посевах озимой тритикале, что позволило дать научно обоснованные рекомендации производству, направленные на совершенствование технологии возделывания культуры (акт производственной проверки от 15.09.2007 г. в крестьянско-фермерском хозяйстве «Вектор» Таловского района Воронежской области);

- разработаны оптимальные режимы сушки зерна тритикале в прямоточной шахтной и барабанной зерносушилках;

- разработаны рецептуры и технологии хлебобулочных и мучных кондитерских изделий с применением тритикалевой хлебопекарной муки, позволяющие повысить пищевую и биологическую ценность продукции, улучшить показатели ее качества, расширить ассортимент изделий лечебно-профилактического действия.

Разработан и утвержден в установленном порядке пакет нормативной документации на следующие виды продукции:

- хлеб Степной (РЦ, ТИ, ТУ 9113-002-00492894-2004);

- хлеб Воскресеновский (РЦ, ТИ, ТУ 9113-003-00492894-2009);

- хлеб Зареченский - (РЦ, ТИ, ТУ 9113-004-00492894-2009);

- хлеб «Амарантовый» - (РЦ, ТИ, ТУ 9113-005-0049894-2009)

- хлеб Таловский Свекольный (РЦ, ТИ, ТУ 9113-006-00492894-2009);

- хлеб Таловский с пектином (РЦ, ТИ, ТУ 9113-001-00668591-2004);

- кекс «С курагой» (РЦ, ТИ, ТУ 9113-007-00492894-2009);

- печенье «Полезное» (РЦ, ТИ, ТУ 9113-008-00492894-2009).

Реализация результатов работы:

- разработан способ производства зернового хлеба (патент РФ № 2167529);

- разработан способ производства хлеба с ферментированными хлопьями амаранта (патент РФ № 2305941).

Экономическая и технологическая целесообразность, социальная значимость предложенных рецептур и технологий обогащенных хлебобулочных и мучных кондитерских изделий подтверждена их промышленной апробацией.

Проведены пробные выпечки хлеба Воскресеновского, хлеба Зареченского, хлеба «Амарантового» в условиях ООО «Эко-хлеб» г. Воронежа (акты производственных испытаний от 30.06.2009 г.).

Хлеб Степной, хлеб Таловский с пектином, хлеб Таловский Свекольный, кекс «С курагой», печенье «Полезное» апробированы на ОАО «Хлебозавод №7» г. Воронежа (акты производственных испытаний от 14.07.2009 г.).

Мука тритикалевая хлебопекарная по разработанным ТУ 9293-001-00492894-2002 вырабатывается на таких предприятиях Российской Федерации, как СПК «Приморский» с. Семибалки Азовского района Ростовской области, ОАО «Казаньзернопродукт» г.Казань, ОАО «Риат-Энерго» г.Иваново.

Хлеб Степной (ТУ 9113-002-00492894-2004) производится на следующих предприятиях РФ: СПК «Приморский» с. Семибалки Азовского района Ростовской области, ОАО «Казаньзернопродукт», ОАО «Риат» г.Иваново.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на многочисленных международных и межрегиональных конференциях. Разработки экспонировались на межрегиональных научно-технических выставках, были отмечены дипломами и медалями.

Научные положения, выносимые на защиту:

1. Характер изменения урожайности, технологических свойств и химического состава зерна в зависимости от сроков обработки посевов тритикале регуляторами роста.

2. Математические модели сушки зерна тритикале.

3. Результаты исследований хлебопекарных свойств тритикалевой муки из зерна разных сортов.

4. Новый способ приготовления жидкой закваски.

5. Новые способы производства хлеба функционального назначения.

6. Новые рецептуры мучных кондитерских изделий повышенной пищевой ценности.

7. Экономическая оценка новых рецептур хлеба, кекса, печенья.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 82 работы, в том числе 1 монография, 33 статьи в изданиях, рекомендованных по списку ВАК РФ, 25 статей в других изданиях, 66 тезисов докладов, 2 патента РФ, 3 технических условия, 2 изменения к техническим условиям.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, обзора литературных источников, экспериментальной части из 6 глав, списка использованной литературы, приложений. Список использованной литературы включает 434 источника российских и зарубежных авторов. Диссертационная работа изложена на 386 страницах основного текста, включает 90 рисунков и 119 таблиц. Приложения содержат нормативную документацию на новые хлебобулочные и мучные кондитерские изделия, акты производственных испытаний и проверок, патенты, дипломы.

Результаты диссертационной работы являются обобщением научных исследований, проведенных в период с 1992 по 2009 г. лично автором, а также при непосредственном участии автора в качестве ответственного исполнителя госбюджетных НИР и гранта Российского Гуманитарного научного фонда (проект № 07-02-00368а).

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Глава I. Народнохозяйственное значение тритикале

Проведен обзор и анализ литературы по ботаническим, морфологическим и биологическим особенностям озимой тритикале, роли регуляторов роста в производстве продукции растениеводства, сушки зерна, современному состоянию и перспективам использования тритикале при создании функциональных продуктов питания.

Глава II. Объект, условия и методика проведения исследований

Объекты исследования: сорта гексаплоидной (2n =42) озимой тритикале - Привада, Тальва-100, Доктрина 110; регуляторы роста - Бинорам (ТУ 9291-001-56713841-02), Альбит (Патент РФ № 2147181), Биосил (ТУ 2449-001-56713841-02). Исследования проводились методом постановки полевых опытов, которые размещались на полях селекционного севооборота, закрепленных за отделом селекции тритикале ГНУ НИИСХ ЦЧП им. В.В. Докучаева Таловского района Воронежской области.

Почвы опытных участков - обыкновенные и выщелоченные черноземы с содержанием гумуса 6-7 % легкоглинистого и тяжелосуглинистого гранулометрического состава. Верхний слой черноземов обыкновенных среднегумусных среднемощных глинистых характеризуется следующими показателями: сумма поглощенных оснований - 53 мг-экв/100 г почвы, гидролитическая кислотность - 1,67 мг-экв/100 г, обеспеченность почвы подвижным фосфором - 65-102 мг/кг, обменным калием - 95-141 мг/кг. рН солевое 6,8, насыщенность основаниями - 97 %.

Климат места проведения полевых исследований континентальный, с относительно холодной зимой и жарким, нередко засушливым летом. Годовая норма осадков составляет в среднем 470-550 мм. Метеорологические условия 2004-2007 гг., по данным Воднобалансовой станции «Каменная Степь» и наблюдениям лаборатории селекции тритикале, сложились для возделывания озимой тритикале благоприятно.

Посевы озимой тритикале размещались по черному пару согласно схеме опыта в один ярус с последовательным расположением делянок в трехкратной повторности. Схема обработки черного пара включала в себя: внесение минеральных удобрений (N60 P60 K45) после уборки предшественника, вспашку в сентябре на глубину 25-27 см, ранневесеннее боронование и культивацию поля в течение лета (по мере отрастания сорняков) с последующей предпосевной культивацией на глубину заделки семян. Посев озимой тритикале проводили в оптимальные для Воронежской области сроки - с 28 августа по 5 сентября. Норма посева - 4 млн всхожих семян на один га. Уборку озимой тритикале проводили вручную. С каждой учетной делянки формировали сноп. Уборку начинали при влажности семян 14-15 % методом поделяночного учета урожая семян и последующим перерасчетом их влажности на 14 % и 100 % чистоту.

Экспериментальные исследования проводились в условиях селекционной станции ГНУ НИИСХ ЦЧП им. В.В. Докучаева, на кафедрах технологии хранения, переработки и стандартизации с.-х. продукции, биохимии и микробиологии, неорганической химии, лаборатории массовых анализов ВГАУ, лаборатории технологической и биохимической оценки зерна НИИСХ ЦЧП имени В.В. Докучаева, кафедрах технологии хлебопекарного, макаронного и кондитерского производств, хранения и переработки зерна, микробиологии и биохимии, машины и аппараты пищевых производств ВГТА, в условиях производственного цеха и лаборатории ОАО «Хлебозавод № 7» г. Воронежа, ООО «Эко-хлеб» г. Воронежа, аккредитованном испытательном центре пищевых продуктов, продовольственного сырья, кормов, почв, агрохимикатов государственного центра агрохимической службы ФГУ ГЦ АС «Воронежский» г. Воронежа.

Фенологические наблюдения и учеты за ростом и развитием растений тритикале в процессе их вегетации проводили по «Методике государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур». Отбор проб, определение показателей качества зерна и муки проводили общепринятыми методами в соответствии с действующей нормативной документацией. Аминокислотный состав определяли на жидкостном хроматографе «BREEZE» и автоматическом анализаторе аминокислот ААА Т 339 методом ионообменной хроматографии. Исследование закономерностей теплового воздействия на объекты исследования осуществляли на синхронном термическом анализаторе STA 449 F1 Jupiter фирмы Netzsch.

В производственном цикле в жидкой закваске определяли газообразование, подъемную силу - принятыми в хлебопечении методами, кислотность - потенциометрическим титрованием и на рН-метре, аминный азот - формольным титрованием, содержание спирта - методом Мартена в йодометрической модификации, редуцирующие сахара - перманганатным методом Бертрана, летучие кислоты - полумикрометодом ВНИИХП. Подсчет микроорганизмов осуществляли в камере Горяева. Содержание СВ проводили рефрактометрическим методом, фруктозы и глюкозы - по Кольтгофу. Витаминный состав определяли на спектрофотометре СФ-26. Минеральный состав - на атомно-адсорбционном спектрофотометре АА-30 (Carl-Zeiss Jena). Реологические характеристики полуфабрикатов определяли на приборе «Реотест-2».

Качество хлеба оценивали общепринятыми методами. Структурно-механи-ческие свойства мякиша хлеба определяли с помощью пенетрометра АП - 4/2. Изучение адгезионных свойств теста для печенья - на структурометре С-1.

Статистическую обработку результатов исследований проводили по Б.А. Доспехову (1985) методом дисперсионного анализа с использованием программ Microsoft Excel. При математической обработке данных использовали полный факторный эксперимент - 23, 24, 25, дробный факторный эксперимент ДФЭ 25-1, метод симплекс-решетчатого планирования эксперимента. Расчет параметров оптимизации проводили по программе «STATISTICA». Для определения оптимальных режимов использовали метод «ридж-анализ».

Глава III. Влияние регуляторов роста на формирование урожая озимой тритикале и качество зерна

При проведении фенологических наблюдений отмечали следующие фазы роста и развития: всходы (начало и полные), кущение, трубкование, колошение, цветение, спелость - молочная, восковая и полная. За начало фазы принимали даты, когда в нее вступало 10-15 % растений, а за полную - 75 % растений.

Во время проведения полевого опыта, на момент посева метеорологические условия складывались по-разному, что объясняет появление поздних всходов осенью 2006 г. (сухая первая половина осени не позволила создать условия для дружного появления всходов). Фаза всходы была отмечена 19 сентября, что привело к снижению интенсивности осеннего кущения. Погодные условия осени 2004, 2005 гг. были благоприятными и способствовали появлению дружных всходов. Посев был произведен в хорошо прогретую и влажную почву. На продолжительность периода посев-входы оказало влияние действие регуляторов роста. При обработке семян препаратом Альбит фаза «всходы» наступала на 1-2 дня раньше в сравнении с контролем. Всходы отмечали на 6-7-е сутки после посева. У вариантов, обработанных препаратами Биосил и Бинорам, ускорения появления всходов не отмечено. Фаза всходы наступала одновременно с контролем (обработка семян водой) - на 7-9-й день после посева.

Озимые, обработанные препаратами регуляторов роста, хорошо кустились. С появлением полных всходов у растений через каждые 3-4 дня появлялись очередные листья. Количество побегов при окончании осенней вегетации в среднем за 2004-2006 гг. составило: сорт Привада 3-4 шт.; сорт Тальва-100 - 3-4 шт.; сорт Доктрина 110 - 4-5 шт. На контроле процесс осенней вегетации шел менее интенсивно. Узел кущения у 80 % растений формировался только на 10-11-й день после появления полных всходов. Побеги выходили на поверхность через 8-10 дней после формирования узла кущения. Перед уходом в зиму растения довольно хорошо укоренились, но количество побегов по окончании вегетации было ниже на 1-2 шт.

Таким образом, предпосевная обработка семенного материала регуляторами роста способствует появлению дружных всходов в короткие сроки, сокращению периода формирования узла кущения, а также дает растениям возможность активно раскуститься в процессе осенней вегетации.

Зимы, в годы проведения исследований, были снежными, что способствовало успешной перезимовке озимых и предотвращению их вымерзания. Снежный покров с полей сходил без задержек - в последней декаде марта. С этим связано отсутствие таких негативных явлений, как выпирание и ледяная корка.

В ходе проведения полевого опыта была проведена оценка устойчивости растений к болезням в зависимости от применяемых препаратов регуляторов роста. Степень поражения растений снежной плесенью, бурой ржавчиной и септориозом определяли в естественных условиях по 9 балльной шкале устойчивости к болезням и вредителям. Обработка семян тритикале регуляторами роста способствовала предотвращению заболевания снежной плесенью. При обработке семян препаратом Бинорам растения тритикале практически не поражались снежной плесенью (9 баллов).

Для распространения и поражения растений бурой ржавчиной благоприятные условия по влажности и температурному режиму сложились в 2005 и 2006 гг. В 2005 г. в значительной степени бурой ржавчиной были поражены делянки контрольных вариантов - 6,0-6,8 балла, в 2006 г. - 7,0 баллов. В среднем, за три года исследований, наиболее устойчивыми к бурой ржавчине оказались варианты, обработанные Бинорамом. Они имеют самый высокий средний балл устойчивости к болезням: Привада - 8,8 баллов, Тальва-100 - 8,2 балла, Доктрина 110 - 8,0 баллов. Несколько ниже устойчивость растений к бурой ржавчине при обработке семян препаратами Биосил и Альбит. Средний балл устойчивости составляет 8,1 балла, что значительно выше, чем на контроле, - 6,9 баллов.

К септориозу наиболее устойчивыми оказались растения, семена которых были обработаны Альбитом и Бинорамом. Средний балл устойчивости составил 8,1 и 8,4 балла соответственно.

После проведения ранневесеннего боронования и внесения некорневой подкормки вегетация растений значительно активировалась. Фаза выхода в трубку отмечалась в первой декаде мая. Установлено, что на продолжительность периода возобновление вегетации-колошение (53-55 дней) предпосевная обработка семян регуляторами роста существенного влияния не оказывает. На интенсивность ростовых процессов значительное влияние оказывали условия среды, прежде всего температурный режим и количество выпавших осадков. Цветение у растений тритикале начиналось через 7-8 дней после выколашивания. Продолжительность цветения массива озимой тритикале, в зависимости от сорта, составила 8-10 дней.

Фаза формирования зерна у растений начиналась с оплодотворения и длилась до начала молочного состояния, что составило 14-18 дней. Фаза тестообразного состояния зерна - от 4 до 7 дней. Фаза восковой спелости зерна у озимых наступала после тестообразного состояния и длилась 7-9 дней. В этой фазе зерно уменьшалось в размерах, содержание влаги в нем снижалось до 20-24 %. Полная спелость у растений озимой тритикале наступала при влажности зерна 16-18 %. Размеры, цвет и форма устанавливались окончательно. Биологические особенности сортов Привада и Доктрина 110 обусловливают увеличение срока созревания зерна на 2-3 дня по отношению к сроку созревания зерна сорта Тальва-100. Показано, что предпосевная обработка семян регуляторами роста не оказывала существенного влияния на ускорение процессов формирования и созревания зерна.

Изучение структуры урожая позволило вскрыть и познать механизм его формирования. В вариантах, в которых проводили обработку посевного материала регуляторами роста, количество растений перед уборкой и продуктивная кустистость были выше в сравнении с контролем. При норме высева 4 млн всхожих семян продуктивная кустистость на контроле на 5-17 % ниже, чем в вариантах с обработкой семян регуляторами роста.

Анализ данных показывает, что на величину урожая озимой тритикале исследуемые препараты оказали положительное влияние. Максимальная урожайность отмечалась у сорта Доктрина 110 в 2006 г. и составила 7,82 т/га. Урожайность сорта на контроле - 7,03 т/га. Прибавка урожая в зависимости от применяемых препаратов отмечалась у Биосила - 0,51 т/га, Бинорама - 0,79 т/га, Альбита - 0,67 т/га.

Исследования показали, что изучаемые сорта озимой тритикале наименее отзывчивы к препарату Биосил. В среднем, за три года исследований, у вариантов, обработанных Биосилом, наблюдалась самая низкая прибавка урожая, которая составляла: для сорта Привада - 0,29 т/га, Тальва-100 - 0,30 т/га, Доктрина 110 - 0,42 т/га.

Из вышеизложенного следует, что предпосевная обработка регуляторами роста семян озимой тритикале способствует увеличению полевой всхожести, появлению дружных всходов и повышению устойчивости растений к различным болезням. Все эти процессы оказали существенное влияние на формирование элементов структуры урожая, густоту всходов, количество сохранившихся растений за вегетацию, продуктивную кустистость и другие. Это, в свою очередь, обеспечило достоверное увеличение урожайности озимой тритикале на 6,8-17,4 %.

Лучшим сроком обработки посевов озимых регуляторами роста является фаза кущения. Весеннее опрыскивание растений препаратом Бинорам вызвало укорачивание соломины у сорта Привада на 8-12 см, у сорта Тальва-100 - на 6-10 см, у сорта Доктрина-110 - на 5-8 см. Обработка растений регуляторами роста в фазу кущения положительно повлияла на урожайность всех исследуемых сортов тритикале (таблица 1).

Для озимой тритикале, как и для всех зерновых культур, основными элементами структуры урожая, при любой его величине, являются: количество продуктивных стеблей на единицу площади, число зерен в колосе и масса 1000 зерен.

Основные элементы структуры урожая находятся во взаимной связи между собой. Между озерненностью колоса, массой зерна с колоса и массой 1000 зерен в большинстве случаев проявляется положительная связь. Установлено, что обработка посевов регуляторами роста приводит к увеличению количества зерен в колосе. Это происходит в результате увеличения длины колосьев и количества колосков в колосе (таблица 2).

Таблица 1 - Урожайность озимой тритикале в зависимости от обработки растений регуляторами роста по вегетации в фазу кущения

Сорт

Препарат

Норма расхода препарата, см3/га

Урожайность, т/га

2005 г.

2006 г.

2007 г.

Среднее за 3 года

Привада

Биосил

50

6,92

7,19

6,58

6,90

30

7,07

6,83

6,45

6,78

10

6,85

6,70

6,15

6,57

Бинорам

50

6,96

6,35

6,80

6,70

30

6,63

6,60

6,40

6,54

10

6,20

6,28

6,03

6,17

Альбит

70

6,40

6,95

6,85

6,73

50

6,21

6,96

6,60

6,59

30

6,00

6,55

5,35

5,97

Контроль

6,05

5,89

5,49

5,97

Тальва-100

Биосил

50

7,13

7,03

5,40

6,52

30

6,45

6,58

5,61

6,21

10

6,28

6,63

5,09

6,00

Бинорам

50

7,00

7,31

5,40

6,57

30

6,30

6,60

5,80

6,23

10

6,12

6,60

5,24

5,99

Альбит

70

6,80

6,56

5,74

6,37

50

6,67

6,20

5,12

6,00

30

6,19

6,05

4,89

5,71

Контроль

5,74

6,10

4,40

5,41

Доктрина 110

Биосил

50

6,85

7,60

6,90

7,12

30

6,45

7,18

6,40

6,68

10

6,45

7,00

6,30

6,58

Бинорам

50

7,91

8,70

7,10

7,90

30

8,10

7,50

6,75

7,45

10

7,35

7,35

7,30

7,33

Альбит

70

8,30

7,85

6,55

7,57

50

7,95

7,40

6,00

7,12

30

7,46

7,80

6,20

7,15

Контроль

7,12

6,76

6,11

6,66

НСР05

0,134

0,169

0,152

-

Таблица 2 - Влияние регуляторов роста на формирование элементов продуктивности озимой тритикале, 2004-2007 гг.

Сорт

Препарат

Количество продуктивных стеблей на 1 м2 к уборке, шт.

Длина колоса, см

Количество колосков в колосе, шт.

Число зерен в колосе, шт.

Масса 1000 зерен, г

Привада

Биосил

426

11,5

26,9

50,5

44,2

Бинорам

429

12,3

28,2

52,0

43,2

Альбит

369

12,1

27,0

52,3

42,3

Контроль

345

11,0

25,8

47,7

42,0

Тальва-100

Биосил

337

12,4

28,1

53,3

43,1

Бинорам

341

13,0

27,9

54,6

42,9

Альбит

349

12,9

27,8

53,7

41,3

Контроль

323

11,9

26,7

51,8

40,7

Доктрина 110

Биосил

432

11,9

29,3

55,3

45,1

Бинорам

467

12,8

30,3

58,5

46,0

Альбит

398

11,7

29,4

59,6

44,8

Контроль

354

11,0

28,2

54,5

42,7

НСР05

13,79

0,46

1,33

1,68

0,79

Хотя урожайность озимой тритикале обусловлена вышеуказанными компонентами, прибавка урожайности создается за счет аддитивного влияния этих компонентов у исследуемых сортов. Показано, что доля влияния озерненности колоса сорта Привада составляет 29,3 %, Тальва-100 - 21,0 %, Доктрина 110 - 28,0 %. Исходя из этого, можно сделать вывод о том, что увеличение количества зерен в колосе благодаря действию регуляторов роста, несомненно, приводит к увеличению урожайности. Такая же закономерность наблюдается и по другим элементам структуры урожая, учитывая, что коэффициенты корреляции между данными изучаемыми признаками довольно низкие (0,39-0,57).

Таким образом, весенняя обработка растений озимой тритикале регуляторами роста позволяет получить прибавку урожая зерна в количестве от 0,3 до 2,1 т/га. Оптимальный расход регуляторов роста для проведения весенней обработки: Биосил - 30 см3/га, Бинорам - 30 см3/га, Альбит - 70 см3/га.

Завершающими фазами развития зерновых культур являются фазы формирования, налива и созревания зерна. Считаем обоснованным проведение обработки растений регуляторами роста в последней декаде июня, когда 90 % всех растений переходят в фазу молочной спелости. Наблюдается существенное увеличение числа колосков в колосе при обработке регуляторами, кроме варианта Биосил. Такое влияние обработки в фазу колошения обусловлено действием препаратов на развитие колосков, то есть уменьшением встречаемости недоразвитых колосков. Наибольшая разница наблюдается в вариантах с использованием препаратов Бинорам и Альбит.

Существенные прибавки урожайности наблюдались в вариантах со следующими нормами расхода препаратов: Биосил - 50 см3/га, Бинорам - 30 см3/га, Альбит - 70 см3/га. В течение трех лет были получены существенные прибавки урожайности по всем исследуемым сортам - от 8 до 19 %.

Наибольшая прибавка урожая была зафиксирована у сортов Доктрина 110 и Привада в 2005 г., и составила соответственно 0,71 и 0,77 т/га. Таким образом, установлено, что некорневая обработка посевов озимой тритикале препаратами Бинорам и Альбит положительно влияет на урожайность.

В результате обработки посевов озимой тритикале регуляторами роста установлена слабая прямая корреляционная зависимость между урожаем и массой 1000 зерен r=0,18 (р=0,030) и аналогичная зависимость между натурой и массой 1000 зерен - r=0,39 (р=0,002). Показано, что, несмотря на значительную прибавку урожая, растения, обработанные регуляторами роста, формируют зерно с высокими технологическими достоинствами. Так, например, масса 1000 зерен увеличилась на 4,6-8,2 %.

Среди изучаемых сортов и препаратов в условиях опыта самое высоконатурное зерно (736,3 г/л) сформировал сорт Тальва-100 в результате обработки в фазу молочной спелости препаратом Альбит. В сравнении с контролем натура увеличилась на 12,3 г. Достоверная прибавка натуры зерна у сорта наблюдалась также при обработке посевов в фазу кущения Бинорамом и Альбитом. Натура увеличилась соответственно на 11,3 и 10,0 г. У сорта Привада показатель натуры несколько ниже, чем у сорта Тальва-100, но находится на довольно высоком уровне. Стоит отметить, что максимальное значение натуры (727,7 г/л) у данного сорта зафиксировано после обработки посевов в фазу молочной спелости в варианте Бинорам 30 см3/га. Сорт Доктрина 110 сформировал самое низконатурное (696,5-719,5 г/л) зерно. Это объясняется биологическими особенностями сорта: колос плотный (28-32 колоска), зерновка крупная, овально-удлиненная пшеничного типа; сорт высокопродуктивный.

Некорневая обработка способствовала увеличению содержания белка в зерновках на 0,3-1 % (сорт Привада - 14,4 %, Доктрина 110 - 13,2 %). Установлено, что средняя по силе отрицательная корреляционная связь между урожаем зерна и содержанием в нем белка (r=-0,63, р=0,000) ослабляется в результате применения регуляторов роста.

Найдена статистически достоверная слабая корреляционная зависимость между содержанием белка и массой 1000 зерен (r=0,30, р=0,039). На основе полученных данных установлена слабая положительная корреляционная связь между урожаем зерна и содержанием в нем крахмала (r=0,50, р=0,001).

Одной из проблем в селекции является морщинистость эндосперма зерновки. Все изученные сорта тритикале (2000-2003 гг.) характеризовались хорошо выполненным зерном. Наиболее выполненное зерно имели сорта Тальва 100, Водолей, Доктрина 110, Идея (таблица 3). Кроме хорошей выполненности большинство сортов имело крупное зерно. Самые крупнозерные сорта - Линия 14, Идея, ТИ-17, Каприз, Мир.

Таблица 3 - Технологические показатели качества зерна тритикале

Сорт

Масса 1000 зерен, г

Натура зерна, г/л

Стекловидность, %

Выполненность, балл

Линейные размеры зерна, см

длина

ширина

Тальва 100 (()стстандартдарт стандарт

51,0±1,5

752±23

81±2

8,5±0,5

9-11

2-3

Доктрина 110

49,5±1,3

750±22

53±1

8,5±0,5

8-10

2-3

Привада

51,2±1,5

735±22

53±1

8,0±0,5

11-12

2-3

Укро

51,0±1,5

732±21

58±1

8,0±0,5

11-12

2-3

Линия 14

53,6±1,6

740±23

50±1

8,0±0,5

11-14

3-4

Рондо

50,3±1,4

737±22

42±1

8,0±0,5

11-13

3V-'

Союз

50,4±1,4

735±20

55±1

7,5±0,5

8-10

2-2,5

Мир

52,4±1,5

730±20

68±2

7,5±0,5

8-10

2-3

Патриот

48,4±1,4

715±20

54±1

7,5±0,5

8-10

2-3

Идея

54,2±1,6

758±22,5

55±1

8,5±0,5

9-11

2-3

Водолей

52,4±1,5

750±23

65±1

8,5±0,5

9-11

2-3

Ти-17

53,7±1,6

745±21

52±1

7,5±0,5

8-10

2

Каприз

53,6±1,6

740±22

52±1

8,0±0,5

8-10

2

Кроме массы 1000 зерен крупность зерна характеризует его линейные размеры (длина, ширина). Наиболее крупным зерном обладают сорта Привада, Линия 14, Рондо. Особого внимания при оценке качества зерна заслуживает определение натуры зерна.

Наилучшей натурой зерна, более 750 г/л, обладали сорта: Тальва 100, Доктрина 110, Идея, Водолей, что напрямую связано с выполненностью их зерновки.

Данные о содержании белка и аминокислотном составе тритикале (2000-2003 гг.) представлены в таблице 4. Максимальное количество белка в зерне изучаемых сортов отмечено у Привады, ТИ-17, Каприза, Доктрины 110, Патриота. Наибольшим количеством незаменимых аминокислот обладают сорта ТИ-17, Доктрина 110, Каприз, Водолей, а наименьшим - Тальва 100.

Широкое применение пестицидов в сельском хозяйстве приводит к загрязнению ими растениеводческой продукции и представляет реальный риск развития у человека хронических интоксикаций. В этой связи проведены исследования показателей безопасности зерна тритикале. Все сорта, произраставшие на полях лаборатории селекции тритикале ГНУ «Научно-исследовательский институт сельского хозяйства Центрально-Черноземной полосы имени В.В. Докучаева», соответствуют требованиям СанПиН 2.3.2.1078.

Глава IV. исследование сушки зерна тритикале

В основу математического описания процесса сушки зерна тритикале положена математическая модель связанного тепло-массопереноса в подвижном слое дисперсного материала, в которой пренебрегается потоками тепла в слое за счет теплопроводности в сравнении с конвективными потоками, не учитывается усадка и градиент давления.

Для построения математической модели аналогично приняты следующие допущения: форму поверхности частицы принимаем в виде цилиндра; пренебрегаем аксиальной влагопроводностью, термодиффузией, теплопроводностью отдельного зерна. Тогда систему дифференциальных уравнений с учетом фазового превращения можно записать в виде системы уравнений, связывающих температуру и влагосодержание дисперсного материала, движущегося непрерывным потоком:

(1)

(2)

где ,

с граничными условиями:

(3)

(4)

с начальными условиями:

, (5)

и с условиями симметрии:

, . (6)

В уравнениях (1)-(6) приняты следующие обозначения: - время, с; - координата по длине сушилки, м; - координата вдоль радиуса зерна, м; - скорость движения материала в аппарате, м/с; v - скорость сушильного агента на входе в зерновую массу, м/с; - коэффициент диффузии влаги, м2/с; - температура сушильного агента, оС; - теплоемкость зерновой массы, кДж/(кгК); r - удельная теплота парообразования, кДж/кг; - коэффициент теплообмена, кДж/(м3К); B - коэффициент массообмена, - коэффициент массоотдачи, кг/[м2с(кг/м3)]; - плотность зернового слоя, кг/м3; u0, - соответственно начальное распределение влагосодержания, кг/кг, и температуры, K, зернового слоя по длине сушилки; uo - влагосодержание зернового слоя на входе в сушилку; - критерий фазового превращения (0<<1); - индексы, соответствующие равновесному влагосодержанию и влагосодержанию на поверхности зерна.

Для идентификации параметров модели процесса сушки зерна нами использовалась модифицированная экспериментальная установка ВНИИЗа.

В сушилке моделировалось смешанное противоточно-прямоточное продувание зернового слоя путем запрограммированного изменения направления агента сушки.

Сушильная камера разделена на 4 секции по высоте.

В каждой секции устанавливались съемные кассеты, толщина зернового слоя в которых составляла 100 мм.

Общая высота камеры - 0,5 м.

Исследования процесса сушки зерна тритикале проводили в следующих диапазонах изменений технологических параметров: скорость сушильного агента - 4,0-6,5 м/с; температура сушильного агента - 393-433 K; влагосодержание сушильного агента - 0,005-0,025 кг/кг.

На рисунке 1 представлены экспериментальные кривые нагрева и сушки зерна при различных значениях режимных параметров.

Рисунок 1 - Кривые нагрева и сушки зерна при v = 5,5 м/с; Wн = 20,5 %; , К: 1 - 413; 2 - 423; 3 - 433

Методом графического дифференцирования получены кривые скорости сушки зерна (рисунок 2). Процесс сушки осуществляется во втором периоде, о чем свидетельствуют кривые сушки и кривые скорости сушки зерна. Это дает основания говорить о правильной организации эксперимента и его адаптации к промышленным шахтным зерносушилкам серии ДСП, в которых процесс сушки осуществляется в непрерывном режиме.

Рисунок 2 - Кривые скорости сушки зерна при v = 5,5 м/с; Wн = 20,5 %; , К: 1 - 413; 2 - 423; 3 - 433

Идентификация математической модели проводилась путем минимизации суммы квадратов отклонений расчетных и экспериментальных значений влагосодержаний и температур зернового слоя в местах отбора проб для всех режимов. Идентифицируемыми параметрами являлись коэффициенты теплообмена А и массообмена В. Численный эксперимент в соответствии с программным модулем расчета процесса сушки в шахтной прямоточной зерносушилке на языке МасhCAD позволил найти значения А = 0,329 кДж/(м3 Kc) и В = 4,05107 м/с.

На следующем этапе исследование процесса сушки зерна тритикале проводили на барабанной сушилке с профильной канальной насадкой. Для исследования взаимодействия различных факторов, влияющих на процесс сушки тритикале, применяли дробный факторный эксперимент ДФЭ 25-1.

Анализ уравнений регрессии (7-9) позволяет выделить факторы, наиболее влияющие на рассматриваемый процесс.

На величину конечной влажности тритикале наибольшее положительное влияние оказывает степень заполнения сушильного барабана и начальная влажность зерна, а на производительность сушилки и энергозатраты - температура воздуха на входе в барабан.

Y1 = 14,607 - 0,077Х1 - 0,219Х2 + 0,332Х3 + 0,322Х4 -

-0,284Х5 - 0,112Х1Х2 - 0,112Х3Х4 + 0,165Х3Х5 + 0,165Х4Х5 +

+ 0,163- 0,241 + 0,274 + 0,124. (7)

Y2 = 69,913 + 2,396Х1 + 2,779Х2 - 1,456Х3 - 1,977Х4 - 1,613Х5 +

+ 0,238Х1Х5 + 0,237Х2Х5 + 0,962 + 0,343 - 0,332. (8)

Y3 = 3,0489 + 0,095Х1 + 0,130Х2 + 0,050Х4 + 0,046Х5 + 0,056Х1Х2 -

- 0,109Х1Х4 + 0,110Х1Х5 - 0,099Х2Х4 + 0,120Х2Х5 - 0,038Х3Х4 -

- 0,073Х4Х5 - 0,026 + 0,039 + 0,198 + 0,031. (9)

Кривые равных значений (рисунок 3) несут смысл номограмм и позволяют прогнозировать рациональные параметры процесса по входным факторам.

Рисунок 3 - Кривые равных значений конечной влажности тритикале от степени заполнения барабана в (доли единицы) и начальной влажности тритикале Wн (%), %: 1 - 12,36; 2 - 12,74; 3 - 13,12; 4 - 13,5; 5 - 13,88; 6 - 14,26; 7 - 14,64; 8 - 15,03; 9 - 15,41; х = 3 м/с; Т = 140 єС; ф = 45 мин

В результате оптимизации процесса сушки зерна тритикале методом ридж-анализа с точки зрения выбранных критериев получены следующие интервалы исследуемых факторов:

Х1 = 2,7-3,2 м/с; Х2 = 135-142 єС; Х3 = 0,24-0,3; Х4 = 19-22 %; Х5 = 40-50 мин.

Глава V. Исследование хлебопекарных свойств тритикалевой муки

Проведены исследования хлебопекарных свойств тритикалевой муки. Наибольшую газообразующую способность имеет мука из зерна тритикале сорта Каприз, Укро, Патриот (высокая). Установлено, что в течение 30 сут хранения муки происходит возрастание газообразующей способности в сравнении с мукой свежесмолотой. Степень повреждения при прорастании определяется по показателям числа падения и амилографа, характеризующим активность амилолитических ферментов зерна (таблица 5).

Таблица 5 - Результаты исследований муки из зерна тритикале

...

Мука

Число падения, с

Число разжижения, ед.

Амилолитическая активность, ед/г СВ

Протеолитическая активность, ед/г СВ

среднее

величина варьирования

среднее

величина варьирования

Пшеничная

1 сорта

234

229-239

40

38-42

0,75±0,04

0,05

Ржаная

155

152-158

59

58-60

2,00±0,10

0,20

Из зерна тритикале сорта:

Тальва-100

158

156-160

60

59-61

1,19±0,06

0,15

Доктрина 110

201

196-207

55

53-57

1,21±0,06

0,14

Привада

186

183-189

53

51-55

1,25±0,06

0,13

Укро

211

209-213

52

50-54

1,17±0,05

0,12

Линия 14

108

98-118

92

90-94

1,32±0,06

0,11

Рондо

86

82-90

141

140-142

1,57±0,06

0,19

Союз

80

76-84

152

150-154

1,70±0,08

0,20

Страница:


Подобные документы

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.

© 2000 — 2023, ООО «Олбест» Все права защищены