Рис. 7. Суммарный ФП за вегетацию оз. пшеницы, (ср. за 4г), тыс. м²/сутки Чга

Самой большой величины ФП достигал к концу вегетации, так как именно в этот межфазный период (колошение - полная спелось) формировалась самая высокая ассимиляционная поверхность растений и продолжалась накопление растениями сухой биологической массы. К концу вегетации суммарный ФП растений составлял от 1,749 до 2,197 млн. м²/сутки Чга (табл. 23, прил. 9).

Рассматривая влияние сроков посева на величину ФП можно отметить, что при обычной обработке почвы наибольшего значения он достигал у сорта Безостая - 1 при посеве 10 октября (1,92 млн. м²/сутки Чга) и превосходил по суммарному показателю за вегетацию остальные сроки сева на 0,131 - 0,154 млн. м²/сутки Чга.

У сорта Таня суммарный ФП за вегетационный период составил: при первом сроке сева - 1,92; втором - 1,95 и третьем - 1,87 млн. м²/сутки Чга, то есть незначительно выше, чем у сорта Безостая - 1.

Еще выше оказались значения ФП при возделывании сорта Нота, когда суммарный за вегетацию показатель равнялся от 1,93 (третий срок сева) до 2,02 (второй срок сева) млн. м²/сутки Чга.

Наибольший фотосинтетический потенциал формировался у сорта Москвич. При первом сроке сева суммарное его значение за вегетацию было выше, чем у сорта Безостая - 1 на: 0,179 млн. м²/сутки Чга; Таня - на 0,222 млн. м²/сутки Чга и Нота - на 0,200 млн. м²/сутки Чга. Аналогичные показатели были установлены и при последующих сроках сева и особенно в сравнении с третьим сроком, когда разница составила у сорта Безостая - 1 на по сравнению с сортом Москвич - 0,296; Таня - 0,250 и Нота - 0,057 млн. м²/сутки Чга Заметная разница в величине суммарного ФП выявлена при поверхностной обработке почвы по сравнению со вспашкой.

При первом сроке сева у сорта Безостая -1 (при поверхностной обработке почвы) она была ниже на 0,16, втором - на 0,06 и третьем - на 0,08 млн. м²/сутки Чга. У сорта Таня эта разница соответственно по срокам сева составила: 0,03; 0,11 и 0,11 млн. м²/сутки Чга. Такая незначительная разница в показателях ФП по срокам сева объясняется менее продолжительным (5-7 дней) периодом вегетации скороспелым сортом Таня.

Незначительные отличия по срокам сева отмечены и при возделывании скороспелого сорта Нота и среднеспелого - Москвич.

Следовательно, самые высокие показатели суммарного ФП растений установлены при возделывании сорта Москвич при посеве 10 - 30 октября (2,16 - 2,20 млн. м²/сутки Чга) на фоне обычной основной обработки почвы. Поверхностная обработка приводила к снижению этого показателя в среднем по срокам сева и возделываемым сортам на 0,03 - 0,078 млн. м²/сутки Чга.

Чистая продуктивность фотосинтеза и динамика ее формирования

Высокая урожайность озимой пшеницы зависит не только от величины листовой поверхности и хода ее формирования, но и от продуктивности фотосинтеза. Поэтому необходимо с увеличением площади ассимиляционного аппарата растений создавать условия для его продуктивной работы. Для характеристики продуктивности работы листьев в посеве применяется такой показатель как чистая продуктивность фотосинтеза (ЧПФ), которая показывает число граммов сухой биомассы растения, созданных единицей листовой поверхности за единицу времени в течение вегетации.

Данные, многих исследователей свидетельствуют о довольно широком диапазоне изменений продуктивности фотосинтеза в течение вегетации в зависимости от сроков сева, способов обработки почвы, уровня минерального питания, условий увлажнения, возделываемых сортов и т.д. (Адиньяев, Э.Д., Джериев, Т.У., 1995; Данилец, Ю.И., 1990; Мельникова, О.В. Фокин, И.И., 2009).

Чистую продуктивность фотосинтеза (ЧПФ) вычисляли, по данным сухой массы и площади листьев. Эту величину рассчитывали по формуле Кидда, Веста и Бриггса:

,

где ЧПФ - отношение суточного прироста массы урожаев всего растения (г) к площади листьев (м²), «работавших» в течение суток (г/м²-сутки);

(В₂ - В₁) - сухая масса растений в конце и начале учитываемого периода;

(Л₁+Л₂) - площадь листьев растений в начале и конце того же промежутка времени;

(Л₁+Л₂): 2 - средняя площадь листьев за данный промежуток времени Т.

В наших исследованиях чистая продуктивность фотосинтеза (ЧПФ) изменялась в течение роста и развития растений (табл. 24). Кривая ЧПФ в динамике имеет волнообразный вид и достигает своего максимума в фазу выхода в трубку - колошения, а затем постепенно снижается до молочной спелости зерна. К периоду полной спелости зерна ЧПФ достигает нуля.

Анализ полученных данных показывает, что в фазу кущения показатель ЧПФ у сорта Безостая - 1 при разных сроках сева на фоне вспашки колебалась в пределах 1,62 - 2,62 г./м² Ч сутки. В межфазный период от кущения до колошения она резко возрастает, достигая 8,34 - 10,11 ед. Затем в конце фазы колошения она снижалась до величины 5,98 - 6,69 ед., а к концу восковой спелости до 3,21 - 3,28 ед. В среднем за вегетационный период ЧПФ у сорта Безостая - 1 при первом сроке сева составила 4,88, втором - 5,10 и третьем - 5,50 г./м² Ч сутки (табл. 24).

Кривая ЧПФ при возделывании и других сортов имела такую же динамику. Однако, конечные результаты (в ср. за 4 г) несколько отличались между собой в зависимости от изучаемых агротехнических приемов.

Наибольшим показателем ЧПФ при первом сроке сева на фоне обычной обработки почвы выделялся сорт Москвич (5,68 ед.), который превысил Безостую - 1 (в среднем) на 0,80, Таню - на 0,45, Ноту - на 1,04 г./м² Ч сутки. При втором сроке сева это превышение составило по сортам: 0,55; 0,34 и 0,44 и третьем - 0,57; 0,33 и 0,64 г./м² Ч сутки.

Таблица 26. Динамика ЧПФ в зависимости от сроков сева и глубины основной обработки почвы (ср. за 4г), г/м² Ч сутки

Установить четкую разницу между различными видами основной обработки почвы по показателю ЧПФ в сочетании с различными сроками сева не представляется возможным. Но в то же время на фоне поверхностной обработки почвы самыми высокими показателями ЧПФ при втором и третьем сроках сева выделялся сорт Нота (6,00 и 6,28 г./м² Ч сутки), который превысил другие сорта.

Следовательно, чистая продуктивность фотосинтеза (ЧПФ) изменяется в течение роста и развития растений. Кривая ЧПФ в динамике имеет волнообразный вид, достигая своего максимума в фазу колошения (8,34 - 10,11 ед.). К фазе восковой спелости ЧПФ снижается (3,21 - 3,28), а с наступлением полной спелости зерна кривая опускается до нуля. Наибольшим показателем ЧПФ на фоне обычной обработки почвы выделялся сорт Москвич (5,68 - 6,07), а при поверхностной - сорт Нота (6,00 -6,28 г./м² Ч сутки).

Рис. 8. ЧПФ в зависимости от сроков сева и глубины обработки почвы в среднем за вегетацию (2007-2010 гг.), г/м² Ч сутки.

4.5 Урожайность зерна озимой пшеницы в зависимости от изучаемых агротехнических приемов

Озимая пшеница является культурой, требовательной к плодородию почвы и отзывчивой на комплекс агротехнических приемов, включая удобрения, обработку почвы, сроки сева, отзывчивость сортов. Ее высокая требовательность, особенно удобрения, обусловливается относительно слабым развитием корневой системы, слабой способностью усваивать элементы пищи из труднодоступных форм и сильной реакцией на неблагоприятные условия внешней среды (понижение температуры, засуха и др.). Высокая требовательность озимой пшеницы обусловливается еще и тем, что преобладающее количество питательных веществ усваивается ею в относительно сжатые сроки.

Опытные данные многих научно-исследовательских учреждений и передовая практика показывают, что повышение урожая и улучшение качества зерна во многом зависят от правильного применения указанного комплекса агротехнических мероприятий, отличающегося разнообразием почвенно-климатических условий (Адиньяев Э.Д.; Джериев Т.У. 1996; Каспарова В.П., 1977).

Наши исследования показали, что наилучшие условия для роста и развития растений всех, испытываемых сортов сложились осенью 2007 г., когда за осенний период (октябрь - ноябрь) выпало соответственно 45,6 и 58,0 мм осадков (103,6 мм). Кроме этого хорошие условия для посевов в 2008 г. складывались и период налива и созревания зерна. Количество осадков в мае месяце составило 75 мм, в июне 89,5 мм и в июле 63,7 мм. Аналогичные условия увлажнения в период сева и формирования зерна складывались в 2009/2010 гг., когда за сентябрь - октябрь месяцы количество осадков соответственно составило: 42,1; 28,0 и 31,0 мм, то есть всего 101,1 мм, а за май - июль месяцы 243,3 мм.

Во все годы исследований на вариантах со вспашкой поддерживался более благоприятный водный режим, отмечена меньшая засоренность посевов, лучшее развитие растений уже в осенний период и как следствие хорошее укоренение растений и более мощное кущение, особенно в весенний период.

Из изучаемых сроков сева наиболее благоприятные условия роста и развития растений создавались при посеве 10 октября. Растения на этих вариантах уходили в зиму хорошо раскустившимися с более развитой биомассой, что, несомненно, сказывалось на продуктивности растений в весенне - летний период вегетации.

При позднем сроке сева (30 октября) растения успевали заложить узел кущения, но полностью не успевали раскуститься, кущение заканчивалось весной и поэтому посевы уступали пшенице, посеянной в конце оптимального срока.

При посеве в сверх поздний срок (20 ноября) растения уходили в зиму в фазу всходов с незаконченным периодом яровизации, который длится не менее 30 -35 дней. Растения сверх поздних сроков сева обладали слабой зимостойкостью, и часть посевов погибала в зимний период от таких неблагоприятных явлений как: выпирание, вымокание и вымерзание.

Таблица 27. Влияние глубины основной обработки почвы и сроков сева на урожайность зерна различных сортов озимой пшеницы, т/га

Растения этих сроков сева проходили фазу кущения после весеннего возобновления вегетации.

Средний урожай зерна по сорту Безостая 1 (на контроле) при вспашке составил 3,46 т/га или на 0,50 т/га выше, чем при дисковании (табл. 26). Аналогичные результаты получены и по другим сортам (Таня - 0,45, Нота - 0,34 и Москвич 0,52 т/га). При посеве в поздний срок также выявлено преимущество более глубокой основной обработки почвы по сравнению с поверхностной, когда по сорту Безостая 1 прибавка составила - 0,49, Таня - 0,43, Нота - 0,32 и Москвич - 0,52 т/га. Более низкая продуктивность посевов была установлена при сверхпозднем сроке посева. Здесь снижение урожая, по сравнению с первым сроком сева, составило по сортам: Безостая 1 - 0,52 и 0,39; Таня - 0,46 и 0,31; Нота 0,34 и 0,45 и Москвич - 0,79 и 0,53 т/га.

Следовательно, среди изучаемых сортов озимой пшеницы самым высокоурожайным был Москвич, который превысил по урожайности сорт.

Безостая 1 при первом сроке сева - на 0,92, втором - на 0,66 и третьем - на 0,65 т/га. Прибавки урожая от возделывания сорта Таня при этом составили - 0,28; 0,25 и 0,34 т/га, а сорта Нота - 0,42; 0,52 и 0,60 т/га.

4.6 Усвоение солнечной энергии посевами озимой пшеницы в зависимости от изучаемых факторов

Известно, что фотосинтез - процесс связывания и запасания солнечной энергии в растении. По многочисленным данным (Ничипорович А.А., 1955,1964; Адиньяев Э.Д. 1988, Адиньяев Э.Д., 2010) установлено, что в 1 кг сухого органического вещества аккумулируется 18613 кДж (4,5 тыс. ккал.) солнечной энергии, которая называется фотосинтетически активной радиацией (ФАР). Поэтому, для оценки световых ресурсов зоны мы определяли (табл. 25) коэффициент использования ФАР.

Посевы сельскохозяйственных культур согласно расчетам А.А. Ничипоровича по значениям КПД ФАР подразделяются на следующие группы: обычно наблюдаемые 0,5-1,5%; хорошие 1,5-3,0%; рекордные 3,5-5,0% и теоретически возможные 6,0-8,0%.

Проведенные расчеты показали, что радиационный баланс или количество энергии, приходящая на каждый см² посевов в лесостепной зоне Республики Ингушетии (Адиньяев Э.Д., 2010) составил: при первом сроке сева (с 10 октября) - 22,55, втором сроке (30 октября) - 21,65 и третьем (с 20 ноября) - 20,85 ккал. Количество аккумулированной энергии растениями зависело от величины сухой биологической массы, накопленной растениями (табл. 20) и калорийности 1 кг органического вещества (4,5 тыс. ккал или 18613 кДж).

На основании этих данных было установлено, что у сорта Безостая - 1 на фоне обычной основной обработки почвы при первом сроке сева количество утилизированной энергии ФАР составило: - 1,3; втором - 1,35 и третьем - 1,27%. Это характеризует посевы как обычно наблюдаемые. Подобные результаты получены и при возделывании сорта Таня, где КПД ФАР составил от 1,49 до 1,41%.

Таблица 28. Использование солнечной энергии (ФАР) посевами различных сортов озимой пшеницы в зависимости от изучаемых факторов.

При возделывании сортов Нота и Москвич растениями было аккумулировано от 1,53 до 1,75% ФАР, что позволяет квалифицировать эти посевы - как хорошие. При этом наивысшее значение по использованию солнечной энергии установлено при первом и втором сроках сева у сортов Нота (1,55 -1,56%) - и Москвич (1,75 - 1,62%). При посеве озимой пшеницы в более поздний срок (20 ноября) КПД ФАР снижался на 0,03 - 0,10%. Но даже в этом случае эти посевы можно отнести к категории - хорошим.

Замена обычной основной обработки почвы на поверхностную понижало количество утилизированной растениями солнечной энергии, а следовательно и использование ФАР посевами.

Рис. 9. Аккумулировано ФАР посевами озимой пшеницы в зависимости от изучаемых факторов, % (ср. за 4 г.)

5. Влияние комплекса мероприятий на физические, технологические и хлебопекарные качества зерна различных сортов озимой пшеницы

Зерно - кладовая множества веществ, необходимых для развития организма человека. В нем содержатся белки, углеводы, витамины, жиры, минеральные вещества. Пшеница служит одним из основных источников растительного белка.

Основной недостаток зерна пшеницы - сравнительно невысокое содержание белка, но главное, что этот белок дефицитен по некоторым незаменимым аминокислотам и, особенно по содержанию лизина.

Многочисленными исследованиями установлено, что при нарушении комплекса технологических приемов по возделыванию озимой пшеницы снижается качество зерна. Значительное влияние на устранение этого снижения оказывают удобрения, глубина основной обработки почвы, сроки сева, подбор высокопродуктивных сортов. Именно оптимизация этих приемов применительно к конкретным почвенно-климатическим условиям, увеличивают урожай и улучшают качество зерна.

От уровня развития зернового хозяйства и его эффективности во многом зависит экономическое состояние сельскохозяйственных предприятий и их финансовые возможности.

Однако, в последние годы в связи с непродуманным «реформированием» происходит существенное сокращение технической оснащенности хозяйств, применение удобрений и средств защиты растений, что существенно снижает урожайность, качество зерна озимой пшеницы и устойчивость зернового хозяйства.

В настоящее время как отечественная, так и иностранная сельскохозяйственная наука накопили большой экспериментальный материал по регулированию указанных агротехнических приемов в различных почвенно-климатических условиях (Губанов Я.В., Иванов Н.Н..1988; Коданев И.М., 1976; Минеев В.Г., Павлов А.Н., 1981; Церлинг В.В., 1993; Горянина Т.А., 2011). Что же касается аналогичных исследований в лесостепной зоне Республики Ингушетия, применительно к новым высокопродуктивным сортам, то они здесь не проводились.

Отсутствие данных по влиянию этих приемов на качество зерна озимой пшеницы при ее возделывании и определило задачу наших исследований.

5.1 Физические свойства

Известно, что физические свойства зерна формируются под воздействием многочисленных факторов внешней среды, которые зависят от биологических особенностей сорта, культуры земледелия, степени обеспеченности растений основными факторами жизни (Созинов А.А., Жемела Г.П., 1983; Суднов П.Е., 1986; Политыко П.М. и др., 2009).

В результате проведенных нами исследований наблюдалось существенная зависимость формирования качественных показателей зерна от метеорологических условий вегетационного периода и применяемых агротехнических приемов.

Из данных таблицы 29 видно, что при обычной основной обработке почвы, при первом сроке сева, по сравнению с третьим, были получены наиболее высокие качественные показатели зерна сорта Безостая - 1 (по натуре зерна на 32 г./л, стекловидности на 5% и массе 1000 зерен на 3,7 г.).

Незначительно уступал по физическим показателям зерна сорт Москвич. По сравнению с третьим сроком сева масса 1000 семян при посеве 10 октября была также выше на 2,7 г, натура зерна - на 22 г./л и стекловидность - на 4%.

Физические свойства зерна возделываемых сортов Таня и Нота были примерно одинаковыми, но несколько ниже, чем у сорта Москвич и особенно, чем у сорта Безостая - 1.

Сравнивая между собой влияние глубины основной обработки почвы на эти показатели можно убедительно доказать преимущество вспашки перед дискованием. При всех сроках сева показатели массы 1000 семян, натуры и стекловидности зерна всех, испытываемых сортов были выше.

Таблица 29. Физические свойства зерна различных сортов озимой пшеницы в зависимости от сроков посева и глубины обработки почвы (ср. за 4 г.)

Наивысшие показатели по натуре зерна (728 г./л), массе 1000 зерен (44,1 г) и стекловидности (71%) были получены при обычной основной обработке почвы и посеве в первый срок (10 октября) у сорта Безостая -1.

5.2 Технологические свойства

Технологические свойства зерна, эффективность их реализации в технологическом процессе и экономическая эффективность производства являются взаимосвязанными сторонами проблемы обеспечения высокого уровня использования зерна в народном хозяйстве.

Исследованиями последних лет установлено, что химический состав зерна пшеницы не постоянен и зависит от целого ряда факторов: климата, района произрастания, агротехники, сортовых особенностей и т.д. Влияние климата на качество зерна пшеницы, выращенной в различных почвенно-климатических зонах страны, изучал коллектив сотрудников ВИРа под руководством Н.Н. Иванова. На основании этих исследований была составлена таблица географической изменчивости белка в зерне, показывающая, что по мере продвижения пшеницы с запада на восток и с севера на юг содержание белка в зерне повышается.

Исследования ряда авторов показали, что содержание белка в зерне озимой пшеницы изменяется также в зависимости от условий вертикальной зональности. Они считают, что повышение содержания белка в зерне озимой пшенице, выращенной в степных районах, объясняется повышенной температурой воздуха и пониженной относительной влажностью его (Суднов П.Е., 1986; Горянина Т.А., 2011).

Из трех элементов климата (вода, свет и тепло), определяющих содержание белка в зерне пшеницы, наиболее важным является степень обеспеченности растения влагой. При обеспечении растений влагой в процессе отложения запасных веществ, преобладает образование углеводных форм - крахмала, сахара, технически ценной клетчатки и жира; при относительном же недостатке ее за вегетационный период - белковых форм и веществ, связанных с ними. Основными причинами, ведущими к снижению белка в зерне озимой пшеницы:

а) повышенная влажность почвы и растения, затягивающая вегетационный период и способствующая тем самым большому отложению крахмала за счет уменьшения азота;

б) пониженная концентрация почвенного раствора, ведущая к уменьшению накопления азота в зерне;

в) недостаток усвояемого азота в почве, так как растения, развиваясь более энергично, требуют большего количества питательных веществ.

Так как белок участвует в образовании клейковины, то с изменением содержания белка изменяется и качество клейковины. Более благоприятными условиями для образования упругой, эластичной клейковины является повышенная температура воздуха и пониженная влажность.

Значение сроков посева и глубины основной обработки почвы на содержание белка в зерне различных сортов озимой пшеницы и сбор общего белка с гектара приведены в таблице 30 и приложении 12.

Таблица 30. Влияние сроков посева и глубины основной обработки почвы на содержание белка в зерне различных сортов озимой пшеницы (ср. за 4 г.)

Данные таблицы 30 показывают, что наибольшим содержанием белка в зерне (14,4%) выделялся сорт Безостая - 1 при первом сроке сева. Остальные сорта также характеризовались относительно высоким содержанием белка в зерне (14,0-14,2%). При позднем сроке сева (30.Х) только зерно сорта Безостая - 1 содержало белка более 14%, а остальные от 13,6% (Таня) до 13,9% (Москвич). Аналогичная зависимость содержания белка в зерне возделываемых сортов установлена и на фоне поверхностной обработки почвы. Самым низким содержанием белка в зерне отличалось зерно, полученное при сверх позднем сроке сева, как на фоне вспашки, так и при дисковании.

Самый высокий выход белка с 1 га отмечен у относительно новых перспективных сортов: Таня, Нота и особенно Москвич. По сравнению с сортом Безостая - 1 сбор белка у этих сортов был выше на фоне вспашки при первом сроке сева - на 25,4 (Таня), 48,9 (Нота) и 123,8 (Москвич) кг/га. При втором сроке сева это превышение составило: 17,8; 58,3; 85,3, а при третьем соответственно 29,9; 67,5 и 77,7 кг/га. Проведение поверхностной обработки почвы сопровождалось формированием более низкого урожая зерна, несколько низким содержанием белка и как следствие меньшим сбором белка с 1 га.

Только за счет глубины основной обработки почвы (замена вспашки на дискование) недобор белка с 1 га по сортам при первом сроке сева составил: 77,9 (Безостая -1), 69,6 (Таня), 39,7 (Нота) и 71,6 (Москвич); втором - 77,3, 61,5, 47,3 и 68,1 и третьем - 50,3, 39,3, 48,1 и 34,6 кг/га.

Следовательно, наибольшим содержанием белка в зерне выделялись все сорта озимой пшеницы посеянные 10 октября на фоне вспашки - от 14,0

(Таня) до 14,4% (Москвич) при сборе белка с 1 га соответственно от 498,2 (Безостая -1) до 622,0 (Москвич) кг/га. При посеве 30 октября содержание белка в зерне снижалось на 0,1 - 0,3%, а выход белка с 1 га - на 47,3 - 77,3 кг/га. Самое низкое содержание белка (13,1 - 13,6%) и его выход с 1 га (349,5 - 442,5 кг) отмечен при посеве всех сортов пшеницы 20 ноября.

В годы исследований отмечалась неодинаковая отзывчивость растений на агротехнические приемы, связанные с содержанием белка в зерне. Увеличение количества осадков в период весенне-летней вегетации озимой пшеницы в 2007 и 2009 гг. способствовало усилению ростовых процессов, что приводило к увеличению расхода поступающего в растения азота на эти процессы. Как следствие, на процессы зернообразования тратилось меньше азота, в связи, с чем содержание в зерне белка и клейковины оказывалось меньшим, чем в урожае 2006 и 2008 гг. В целом содержание белка на всех вариантах колебалось по годам незначительно.

Таблица 31. Влияние сроков посева и глубины обработки почвы на содержание клейковины в зерне различных сортов озимой пшеницы (ср. за 4 г.)

Содержание и качество клейковины, как и белка в зерне пшеницы зависело от создаваемых условий (глубины обработки почвы, сроков сева, возделываемых сортов при одинаковых условиях питания).

Из представленных данных видно, что наименьшее количество клейковины (23,8-24,1%) содержалось в зерне сорта Таня, а наибольшее (27,9-28,6%) у сорта Безостая - 1. По всем сортам и срокам сева на фоне вспашки содержание клейковины в зерне было выше, чем при мелкой основной обработке почвы. Наибольшим содержанием клейковины (28,6%) отличался сорт Безостая - 1 при посеве 10 октября, наименьшим (23,8%) - сорт Таня - при посеве 20 ноября. Достаточно высокими показателями по содержанию клейковины характеризовался и сорт Москвич (28,1 -24,1%).

При первом и втором сроках сева на фоне вспашки у всех возделываемых сортов клейковина имела I группу, а при третьем сроке - II группу. На фоне мелкой основной обработки почвы озимая пшеница, высеваемая 30 октября (кроме сорта Безостая-1) и 20 ноября характеризовалась II группой клейковины. Изменение содержания клейковины под влиянием рассматриваемых агротехнических приемов происходит, по-видимому, вследствие изменения соотношения в белковом комплексе зерна основных клейковинообразующих фракций.

Таким образом, исследуемые приемы (обработка почвы, сроки сева, возделываемые сорта) в сочетании с минеральными удобрениями дают возможность регулировать содержание в зерне пшеницы количества и качества клейковины.

5.3 Хлебопекарные качества

Основными показателями хлебопекарных качеств пшеницы принято считать «силу» муки и объемный выход хлеба. «Сила» муки - это ее способность улучшать пекарные достоинства другой муки, имеющей низкое качество. Понятие «сила» пшеницы объединяет целый ряд физико-химических и биохимических свойств зерна, совокупность и взаимосвязь, которых определяет поведение муки в процессе приготовления хлеба.

Многочисленные исследования показали, что технологические качества зерна пшеницы определяются, прежде всего, состоянием белкового компонента, который в основном характеризует хлебопекарные достоинства муки (Горянина Т.А., 1997; Казаков Е.Д., Кретович В.Л., 1980; Политыко П.М. и др, 2011).

В большинстве случаев у сортов пшеницы, произрастающих в Российской Федерации, наблюдается прямая зависимость между количеством белка, клейковины в зерне и хлебопекарной «силой» муки.

Содержание белка в зерне непостоянно и зависит от целого ряда факторов - влагообеспеченности, вносимых питательных веществ и др. (Лазарев В.И., 1996; Луговенко Е.В., А.П. Шутко, Ю.Н. Ляхов, 2009).

Безазотистые вещества в зерне (крахмал, жир) наряду с азотистыми играют немаловажную роль в процессе тестообразования. Так, крахмал обеспечивает необходимую для выпечки хлеба связывающую поверхность и определяет структуру мякиша, тогда как клейковина выполняет в основном функцию связывающего «агента». Большое количество жира в зерне полезно, когда приготовление теста идет с крепкой клейковиной и растяжимостью 8-10 см (Луговенко Е.В., А.П. Шутко, Ю.Н. Ляхов, 2009; Никитин В.В., Толстенко А.Ф., Савин Н.А., 1996; Макаров Р.Ф., Архипова В.В., 2000; Ишмухамедова Р.Ч., Убайдуллаева Д.И., Ирназарова Н.И., 2011).

Основными технологическими качествами являются количество и качество клейковины. Чем выше они, тем выше хлебопекарная «сила» муки и объем хлеба.

В настоящее время для наиболее полного выявления «силы» пшеницы применяют оценку качества муки по физическим свойствам теста с использованием приборов альвеографа и фаринографа.

Особую ценность для мукомольной и хлебопекарной промышленности имеют так называемые «сильные» пшеницы. Они характеризуются повышенными качествами зерна. У таких пшениц в зерне содержится 14% и более белка, 28% и более клейковины, общая стекловидность составляет не менее 60-70%, а объемный выход хлеба из 100 г. муки 550 см³. Кроме того, в зерне пшеницы содержится большой набор незаменимых аминокислот, среди которых важнейшими являются лизин, метионин и триптофан, а также углеводы, минеральные вещества и витамины.

С улучшением условий питания растений в зерне озимой пшеницы клейковина накапливается интенсивнее, улучшаются физические свойства теста и хлебопекарные качества муки.

Результаты наших исследований по влиянию сева сроков сева и глубины обработки почвы на физические свойства теста и хлебопекарные качества муки различных сортов озимой пшеницы приведены в таблице 30 и на рисунках 10-25.

Из приведенных данных видно, что наиболее высокие показатели физических свойств теста и хлебопекарных качеств муки выявлены у сорта Безостая - 1 при первом сроке сева (10 октября). На этом варианте в среднем за 2 г. по сравнению с третьим сроком сева (20 ноября) повысились: «сила» муки на 70,45 Дж., разжижение теста улучшилась на 20 е.ф., валориметрическая оценка на 10 е.в., объем хлеба на 47 см³. Водопоглотительная способность муки снизилась на 5,7%. Отношение высоты подового хлеба к его диаметру была ниже на 0,03. Второй срок сева (30 октября) незначительно уступал по показателям альвеографа и фаринографа первому сроку сева, но существенно превосходил показатели третьего срока сева.

Высокими показателями «силы» муки отличался и сорт Таня при первом и втором сроках сева, когда она была в пределах 264 и 266 Дж., а объем хлеба составлял 448 - 471 см³. Показатель разжижения теста при этих сроках сева находился в пределах 155 - 158 е.ф., а валометрическая оценка при этом составила 37 е.в.

Таблица 32. Физические свойства теста и хлебопекарные качества муки сортов озимой пшеницы в зависимости от сроков сева на фоне вспашки (20-22 см) (ср. за 2009-2010 гг.)

Сравнивая различные сроки сева четырех сортов озимой пшеницы можно видеть, что самыми низкими показателями физических свойств теста и хлебопекарных качеств муки выделялось зерно пшеницы третьего срока сева и особенно у сортов Таня и Нота. По сравнению с сортом Безостая -1 сила «муки» у сорта Таня была ниже на 15 Дж., а у сорта Нота на 28 Дж. Относительно хорошими показателями «силы» муки и объемным выходом хлеба выделялся сорт Москвич при всех сроках сева, а при третьем даже превосходил сорт Безостая - 1.

Следовательно, по физическим свойствам теста и хлебопекарным качествам муки наилучшими показателями выделялся сорт Безостая - 1 с показателем «силы» муки превышающий 300 Дж. и объемным выходом хлеба 450 см³. Незначительно уступая ему - сорт Москвич. Относительно низкими показателями хлебопекарных качеств (показателями альвеограммы и фаринограммы) характеризовались сорта Нота и Тан.

На основании изложенного можно сделать следующие заключения:

а) По вспашке при всех сроках сева показатели массы 1000 семян, натуры и стекловидности зерна испытываемых сортов были выше. Наивысшие показатели натуры (728 г./л), массы 1000 зерен (44,1 г) и стекловидности (71%) выявлены в первый срок сева (10 октября) у сорта Безостая -1.

б) Наибольшим содержанием белка в зерне выделялись все сорта озимой пшеницы посеянные 10 октября на фоне вспашки - от 14,0 (Таня) до 14,4% (Москвич) при сборе белка с 1 га соответственно от 498,2 (Безостая -1) до 622,0 (Москвич) кг/га. При посеве 30 октября содержание белка в зерне снижалось на 0,1 - 0,3%, а выход белка с 1 га - на 47,3 - 77,3 кг/га. Самое низкое содержание белка (13,1 - 13,6%) и его выход с 1 га (349,5 - 442,5 кг) отмечен при посеве всех сортов пшеницы 20 ноября.

б) Относительно высоким содержанием клейковины (28,6%) отличался сорт Безостая - 1 при посеве 10 октября, низким (23,8%) - сорт Таня - при посеве 20 ноября. Хорошим содержанию клейковины выделялся сорт Москвич (28,1 -24,1%). При посеве 10 и 30 октября по вспашке у всех сортов клейковина была I группы, а при третьем сроке - II группы.

в) Лучшие физические свойства теста и хлебопекарные качества муки были у Безостой - 1 с показателем «силы» муки превышающий 300 Дж. и объемным выходом хлеба 450 см³. Незначительно уступая ему - сорт Москвич. Относительно низкими показателями альвеограммы и фаринограммы характеризовались сорта Нота и Таня.

5.4 Содержание тяжелых металлов в муке

При росте масштабов загрязнения окружающей среды - почвы, воздуха и грунтовых вод - производство биологически чистой продукции, безвредной для человека и животных, становится все более сложной проблемой. Для этого необходимы специальные знания по физиологии и биохимии растений, химии почв и поведению в ней ионов вредных веществ, поступлению их в растения и нарушению ферментного комплекса растений.

Экологически чистая технология производства продукции растениеводства предполагает исключения загрязнения почвы, поверхностных и грунтовых вод, воздуха токсическими веществами, нарушающими биологическое равновесие экологической среды. Она предусматривает применение небольших норм азотных удобрений, не загрязняющих грунтовые воды нитратами. Будущее, безусловно, за такими технологиями. Однако эти технологии не исключают применения быстро детоксицируемых гербицидов, прочих пестицидов, не накапливающихся в растениях, а также умеренных норм азотных удобрений (Дзанагов С.Х., 1987).

Из выше сказанного можно сделать заключение, что в настоящее время использование именно агротехнических приемов является актуальной темой в отношении производства экологически чистой продукции.

Термин тяжелые металлы, характеризующий широкую группу загрязняющих веществ, получил в последнее время значительное распространение. В различных научных и прикладных работах авторы по-разному трактуют значение этого понятия. В связи с этим количество элементов, относимых к группе тяжелых металлов, изменяется в широких пределах. В качестве критериев принадлежности используются многочисленные характеристики: атомная масса, плотность, токсичность, распространенность в природной среде, степень вовлеченности в природные и техногенные циклы (Вагин В.С., 1998; Корсунова Т.М., Ямпилова Т.Д., Струганов В.Н., 1992; Чуян О.Г., Еремина Р.Ф., 1997; Агафанов Е.В., Цыганков А.В., 2011).

К тяжелым металлам относят обычно химические элементы с плотностью более 5 г/см³. Не вс...