Якість пшениці спельти залежно від особливостей удобрення азотними добривами

Размещено на http://www.allbest.ru/

Якість пшениці спельти залежно від особливостей удобрення азотними добривами

Г. Господаренко

Анотації

Господаренко Г., Ткаченко І. Якість пшениці спельти залежно від особливостей удобрення азотними добривами

Вивчали вплив різних доз азотних добрив на вміст білка і клейковини в зерні пшениці спельти. У досліді вирощували сорт пшениці спельти Зоря України. Встановлено, що на вміст білка і клейковини великий вплив мали погодні умови, строки та способи внесення азотних добрив. Показано вплив різних норм азотних добрив на вміст білка і клейковини в пшениці спельти. Зібрано рекомендації щодо застосування азотних добрив.

Ключові слова: спельта, білок, клейковина, азотні добрива.

Hospodarenko G., Tkachenko I. Quality spelled wheat depending on the features fertilizing nitrogen fertilizer

We studied the effect of different doses of nitrogen fertilizer on protein content and gluten in wheat grain spelta. In the experiment grown wheat variety spelta Dawn Ukraine. It was established that the protein gluten in wheat and spelled, greatly influenced by the weather conditions, timing and methods of application of nitrogen fertilizer. The effect of different rates of nitrogen fertilizer on protein content and gluten wheat spelta. Collected recommendations on the use of nitrogen fertilizers. Key words: spelta, protein, gluten, nitrogen fertilizers.

Господаренко Г., Ткаченко И. Качество пшеницы спельты в зависимости от особенностей удобрения азотными удобрениями

Изучали влияние различных доз азотных удобрений на содержание белка и клейковины в зерне пшеницы спельты. В опыте выращивали сорт пшеницы спельты Заря Украины. Установлено, что на содержание белка и клейковины большое влияние имели погодные условия, сроки и способы внесения азотных удобрений. Показано влияние различных норм азотных удобрений на содержание белка и клейковины в пшенице спельты. Собрано рекомендации по применению азотных удобрений.

Ключевые слова: спельта, белок, клейковина, азотные удобрения.

Постановка проблеми. Окрім підвищення урожаю пшениці, існує не менш важлива проблема - зростання якості її зерна. Недостатнє ресурсне забезпечення, порушення або спрощення технології вирощування цієї культури призводять не тільки до зниження врожаю та якості зерна, а й до зменшення прибутків від його реалізації [1].

Спельта - давня європейська плівчаста пшениця. Вона має досить значні переваги: високий коефіцієнт кущіння, невибагливість до умов вирощування, висока склоподібність зерна, не осипається та не пошкоджується птахами і комахами, рослини стійкі до перезволоження; порівняно скоростигла, холодостійка та зимостійка [2]. Для спельти характерний високий вміст білка в зерні (у деяких зразків до 25 %) та клейковини - до 50 %, але вона слабка, тому борошно зазвичай використовують як компонент у випіканні хліба. Завдяки високій водоутримувальній здатності борошна зі спельти хліб, випечений з нього, довго не черствіє. Негативними властивостями спельти є важкий вимолот зерна (плівчастість), ламкість колосового стрижня, відносно довгий вегетаційний період, слабка посухостійкість. Однак важкість вимолоту можна віднести і до позитивних ознак, бо міцні луски забезпечують захист зернівок і молодих паростків від шкідливих чинників навколишнього природного середовища [3-5].

Аналіз останніх досліджень і публікацій. Пшениця спельта - малодосліджений вид, зокрема новий сорт Зоря України. Вона є високобілковою культурою. Попит на високоякісне зерно пшениці як на внутрішньому, так і на зовнішньому ринках досить великий [6], а вирощувана в Україні пшениця високої якості не покриває потреб навіть внутрішнього ринку. Тому актуальним є вивчення питання оптимізації живлення й удобрення пшениці спельти з урахуванням сортогенетичних та органоутворювальних особливостей.

Постановка завдання. Мета дослідження - встановити оптимальні строки, дози і норми внесення азотних добрив під пшеницю спельту в Правобережному Лісостепу України.

Виклад основного матеріалу. Дослідження проводили на дослідному полі Уманського НУС упродовж 2011-2013 років.

Завданням дослідження було встановити оптимальні норми і строки внесення азотних добрив на фоні Р 60К 60 під пшеницю спельту на чорноземі опідзоленому важкосуглинковому Правобережному Лісостепу.

Предмет дослідження - оптимізація азотного живлення пшениці спельти на чорноземі опідзоленому Правобережного Лісостепу України, застосуванням різних норм, строків і способів внесення азотних добрив.

У досліді вирощували сорт пшениці спельти Зоря України. Попередником був горох. Варіанти розміщували в досліді послідовно, повторність триразова. Площа дослідної ділянки - 72 м 2, облікової - 40 м 2. Відповідно до схеми досліду вносили аміачну селітру (34 % N, ГОСТ 2-85), карбамід (46 % N, ГОСТ 2081-92), суперфосфат гранульований (19,5 % P2O5, ГОСТ 5956-78) та калій хлористий (60 % K2O, ГОСТ 4568-95). Фосфорні та калійні добрива вносили під основний обробіток ґрунту, а азотні - відповідно до схеми досліду: під передпосівну культивацію, у підживлення напровесні, в фазах кущіння, виходу в трубку, а також позакореневе підживлення карбамідом у фазі молочно-воскової стиглості.

Вміст білка в зерні визначали за ДСТУ 4117:2007 [7], клейковини - за ГОСТ 13586.1-68 [8], склоподібність - за ГОСТ 10987-76 [9], натуру зерна - за ГОСТ 10840?64[10]. Чорнозем опідзолений на дослідних ділянках мав підвищений вміст гумусу, вміст азоту лужногідролітичних сполук був низький, рухомих сполук фосфору і калію - середній, реакція ґрунтового розчину - слабокисла. Погодні умови в роки досліджень були різними, що й вплинуло на врожайність і якість зерна пшениці спельти. У 2011 р. були сприятливі умови впродовж вегетації, а у 2012 - посушливі для росту і розвитку рослин, також сприятливий 2013 р., з нормальним вологозабезпеченням. спельта пшениця азотний добриво

Відомо, що білковість зерна залежить від генотипних особливостей та забезпеченості рослин азотом [11]. Екологічні чинники також впливають на цей показник. Наприклад, за умов посухи на тлі загального зниження врожайності білковість зерна може навіть дещо зрости [12]. За низьких температур у період наливу зерна та за високої забезпеченості рослин азотом у зерні збільшується вміст вільних амінокислот за зменшення вмісту білка [13]. Отже, у пшениці реутилізація азоту зі стебла та листків до зерна залежить від екологічних чинників, внесених добрив і генотипу [14 - 16].

Одним із найважливіших параметрів клейковини пшениці спельти є кількісні співвідношення різних типів білків зерна. Ці співвідношення не є постійними, вони змінюються залежно від сорту. Для спельти вони становлять 75/25 %, відповідно гліадинів і глютенів. Білки клейковини складають загалом близько 80 - 85 % від загального вмісту білка в зерні. Вони несуть основне функціональна навантаження щодо їх впливу на якість клейковини. Особливо помітну роль відіграють глютени, які, головним чином, формують макромолекулярний каркас клейковини і відповідають за такі важливі властивості тіста, як його еластичність і пружність.

Амінокислотний склад запасних білків має досить добре виражену специфічність. Це можна пояснити передусім тим, що запасні білки мають чітко визначене біологічне функціональне навантаження: вони є джерелом азоту для зародка насінини, що проростає [17]. Як видно з даних табл. 1, в середньому за роки досліджень у варіанті без добрив уміст білка в зерні становив 14,2 %, а клейковини - 27,5 %. Найвищими ці показники були у варіанті, де під основний обробіток ґрунту вносили P60K60, N60 напровесні, по N30 - у фазу кущіння та колосіння і проводили позакореневе підживлення - відповідно 23,1 % білка і 49,4 % клейковини. Високі показники також отримано за дворазового підживлення - напровесні та у фазі кущіння в дозі N60, що відповідно становили 21,2 % і 44,2 %.

Таблиця 1

Вміст білка та клейковини у зерні залежно від особливостей удобрення азотом

* N30 вносили позакоренево.

Перше підживлення напровесні сприяє швидшому відростанню пшениці після перезимівлі, підвищує кущистість, що відновлює густоту стеблостою, яка значною мірою визначає обсяг врожаю. Вміст білка за внесення напровесні N120 в середньому за три роки підвищувався на 4,8 абсолютних відсотка. Друге підживлення у фазі кущіння поліпшувало регенерацію рослин, збільшувало кількість пагонів продуктивного кущіння. Приріст білка за одноразового підживлення N60 становив 2,8 абсолютних відсотка. Третє підживлення у фазі виходу в трубку пшениці спельти сприяло кращому виживанню продуктивного стеблостою, збільшенню кількості закладених колосків у колосі, підвищувалася посухостійкість. Позакореневе підживлення карбамідом у дозі 30 кг д.р./га сприяло зростанню вмісту білка в середньому на 1,5 %, а клейковини - на 2,7 %. Внесення азотних добрив напровесні в середньому давало приріст вмісту білка 1,3 %, а клейковини - 2,6 %.

Натура зерна залежить від сферичності, щільності, розмірів, стану поверхні зерна, наявності домішок у зерновій масі. Вологе зерно завжди має меншу натуру [1]. З даних табл. 2 видно, що зі збільшенням норми азотних добрив натура зерна зменшується. У середньому за три роки у варіанті без добрив вона становила 750 г/л. За одноразового внесення азотних добрив у дозі від 30 до 120 кг д.р./га натура зменшувалася з 739 до 730 г/л. Роздрібне внесення азотних добрив сприяло ще більшому зменшенню натури зерна. У варіанті, де вносили Фон + N30 + N30, показник становив 737 г, а у варіанті Фон + N30 + N30 + N30 - 731 г. Варіанти з високим внесенням азотних добрив характеризувалися меншою різницею Фон + N60 + N60 + (N30 позакоренево) і Фон + N60 + N30 + N30 + (N30 позакоренево) - 726 - 724 г.

Таблиця 2

Натура зерна пшениці спельти за різних норм і строків внесення азотних добрив, г/л

* N30 вносили позакоренево.

За збільшення доз азотних добрив (як в одноразове, так і багаторазове внесення) натура зерна пшениці спельти зменшується від 750 до 724 г/л. Отже, добрива на натуру зерна пшениці спельти великого впливу не мають.

Склоподібність як показник якості використовують для оцінки зерна пшениці і низки інших зернових культур. Підвищена склоподібність зерна є основною передумовою виробництва якісного борошна. З цим показником значною мірою пов'язані механічні властивості зерна (міцність і твердість). Склоподібне зерно легше вимелюється, ніж борошнисте. Хлібопекарські якості склоподібних пшениць зазвичай вищі від борошнистих [1].

Як видно з рис.1, мінеральні добрива мають прямий вплив на склоподібність пшениці спельти. Склоподібність зерна за високих норм азотних добрив може доходити до 90%. За роки наших досліджень залежно від внесення азотних добрив показник складав у межах 20,0 - 90,1 %.

Рис. 1. Склоподібність зерна пшениці спельти залежно від особливостей застосування азотних добрив: 1) без добрив (контроль); 2) фон (P60K60); 3) фон + N60; 4) фон + N90; 5) фон + N120; 6) фон + N30 + N60; 7) фон + N60 + N60, 8) фон + N60 + N60 + N30 (позакоренево); 9) фон + N30 + N60 + N30; 10) фон + N60 + N30 + N30; 11) фон + N60 + N30 + N30 + N30 (позакоренево).

Дослідження свідчать, що зі збільшенням вмісту клейковини здатність тіста утримувати вуглекислий газ підвищується, однак ще більше вона залежить від якості клейковини. Міцна клейковина вирізняється повільними процесами її формування: відразу після відмивання вона кришиться, а після 20 - 30 хв відлежування набуває достатню зв'язність, розтяжність, еластичність і велику пружність. Добра клейковина навіть безпосередньо після замісу утворює еластичну пружну масу. Слабка ж формується так само швидко, як і добра, але наприкінці відмивання втрачає еластичність і пружність. Якість клейковини було оцінено на приладі ІДК - 1. Як видно з рис. 2, клейковина з поліпшенням азотного живлення із задовільно слабкої переходить у незадовільно слабку.

Рис. 2. Індекс деформації клейковини: 1) без добрив (контроль); 2) фон (P60K60); 3) фон + N60; 4) фон + N90; 5) фон + N120; 6) фон + N30 + N60; 7) фон + N60 + N60; 8) фон + N60 + N60 + N30 (позакоренево); 9) фон + N30 + N60 + N30; 10) фон + N60 + N30 + N30, 11) фон + N60 + N30 + N30 + N30 (позакоренево).

Висновки

Пшениця спельта як високобілкова культура добре реагує на застосування азотних добрив. Залежно від фази росту, норми і строків внесення азотні добрива сприяють підвищенню вмісту білка на 1,5 - 4,8 %. Азотний компонент повного удобрення відіграє основну роль у нагромадженні білка і клейковини в зерні пшениці спельти. Натура зерна коливається в діапазоні 720 - 750 г/л. Склоподібність зерна за високих норм азотних добрив може доходити до 90%. Проте вона має незадовільно слабку клейковину, що ускладнює випікання хліба. У середньому за три роки найвищі показники якості були отримані у варіанті, де на фоні P60K60 вносили напровесні N60, у фазах кущіння - виходу в трубку - по N30 і у фазі молочно-воскової стиглості проводили позакореневе підживлення карбамідом 30 кг/га.

Бібліографічний список

1. Гасанова І. Максимум для пшениці / І. Гасанова // Рослинництво. - 2013. - № 5. - С. 46-51.

2. Пшеницы мира / [Дорофеев, Р.А. Удачин, Л.В. Семенова и др.]. - [2-е изд., перераб. и доп.]. - Л. : Агропромиздат, Ленингр. отд-ние, 1987. - 560 с.

3. Спельта і полба в органічному землеробстві / О.В. Твердохліб, О.В. Голік, А.К. Нінієва, Р.Л. Богуславський // Посібник українського хлібороба. - 2013. - С. 154 - 155.

4. Горн Е. Лучше чем пшеница, но... / Евгений Горн // Фермерське господарство. - 2008. - № 4 (372). - С. 21-22.

5. Парій Ф.М. Оцінка господарськи цінних властивостей нового сорту пшениці спельти озимої Зоря України / Ф.М. Парій, О.Г. Сухомуд, В.В. Любич // Насінництво. - 2013. - № 5. - С. 5-6.

6. Марчук И.У. Весеннее питание озимой пшеницы / И.У. Марчук, В.М. Макаренко, В.Е. Розстальный // Настоящий хозяин. - 2004. - № 2. - С. 19-21.

7. Зерно та продукти його переробки. Визначення показників якості методом інфрачервоної спектроскопії : ДСТУ 4117:2007. - [Чинний від 2007-08-01]. - К. : Держспоживстандарт України, 2007. - 4 с. - (Національний стандарт України).

8. Зерно. Методы определения количества и качества клейковины в пшенице: ГОСТ 13586.1-68. - М. : Государственный комитет СССР по управлению качеством продукции и стандартам, 1968. - 10 с.

9. Зерно. Методы определения стекловидности: ГОСТ 10987-76. - М. : Государственный комитет Совета Министров СССР по управлению качеством продукции и стандартам, 1976. - 3 с.

10. Зерно. Методы определения натуры: ГОСТ 10840?64. - М. : Государственный комитет Совета Министров СССР по управлению качеством продукции и стандартам, 2001. - 4 с.

11. Gyuga P. Photosynthesis and grain growth of wheat under extreme nitrogen nutrition regimes during maturation / Gyuga P., Demagante A. L., Paulsen G. M. // J. Plant Nutr. - 2002. - 25, N 6. - P. 1281 - 1290.

12. Павлов А.Н. Закономерности накопления белка в зерне пшеницы и их значение для селекции на качество урожая / А.Н. Павлов // Физиология растений в помощь селекции. - М. : Наука, 1974. - С. 178-192.

13. Tahir I. Remobilization of nitrogen and carbohydrate from stems of bread wheatin response to heat stress during grain filling / Tahir I., Nakata N. // J. Agron. Crop Sci. - 2005. - Vol. 191, N 2. - P. 106-115.

14. Nitrogen remobilization during grain filling in wheat: Genotypic and environmental effects / Barbottin A., Lecomte C., Bouchard C., Jeuffroy M.H // Crop Sci. - 2005. - Vol. 45, N 3. - P. 1141-1150.

15. Recovery of nitrogen from different sourcesfollowing applications to winter wheat at and after anthesis / Gooding M. J., Gregory P. J., Ford K. E., Ruske R. E. // Field Crops Res. - 2007. - 100, N 2 - 3. - P. 143-154.

16. Van Sanford D. A. Variation in nitrogen use efficiency among soft red winter wheat genotypes / Van Sanford D. A., MacKown C. T. // Theor. Appl. Genet. - 1986. - Vol. 72. - P. 158-163.

17. Tosi P. Studying the pattern of synthesis, deposition and tissue location of gluten proteins by epitope tagging / Tosi P., Gritsch C., Freeman J. // Proc. of the 10th Intl. Gluten Workshop. - Clermont-Ferrand, 2009. - Р. 17-20.

Размещено на Allbest.ru