Пищевая Биохимия / Казаков Е.Д., Карпиленко Г.П. - Биохимия зерна и хлебопродуктов

ГЛАВА 10__________________________________________________________

Рис. 37. Изменение плотности (а), натуры (б), стекловидности (в), содержания белка (г), крахмала (д) и зольности (е) зерна пшеницы в зависимости от его

крупности: 1 — сорт Саратовская 42; 2 — Саратовская 29

нормально развитое и зерно щуплое. Их физические, био- химические и технологические свойства неодинаковы: мелкое, нормально развитое зерно по всем показателям ближе к здоро- вому, чем щуплое.

Если не принимать во внимание щуплое зерно, можно наблюдать, что изменения состава и качества в зависимости от размеров зерна при общей тенденции к их ухудшению в мел- ком зерне могут быть выражены в разной степени. Вместе с

тем в этих изменениях нет строгой закономерности вследствие большой биологической изменчивости зерна на корню под влиянием большого числа факторов. Особый интерес пред-

ставляет содержание белка и клейковины в крупном и мелком зерне пшеницы. По пяти сортам озимой и яровой пшеницы среднее содержание белка составило в остатках на ситах (%): 2,5 х 20 — 13,9; 2,2 х 20 — 15,1 и соответственно содержание клейковины — 27,9 и 27,6.

ВЛИЯНИЕ ПРИГОДНО КЛИМАТИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ

Почти одинаковое содержание клейковины в зерне из ос-

татков на двух смежных ситах при значительном расхождении и них количества белковых веществ объясняется возрастанием в более мелком зерне доли белка из периферийных слоев зер- новки. Белки этих слоев и, прежде всего, алейронового слоя, не дают клейковины.

Из разнокачественности зерна вытекает целесообразность раздельной его переработки или различной подготовки перед размолом. Исследован технологический эффект при перера- ботке трех сортов пшеницы с различной исходной качествен- ной характеристикой. Зерно для помолов готовили по двум схемам: по первой схеме каждая проба пшеницы проходила гидротермическую подготовку по оптимальным, эксперимен- тально установленным режимам, смешивание производили перед I драной системой; по второй — зерно помольной (сме- шанной) партии очищали от примесей и проводили его гид- ротермическую обработку в одном потоке.

Зерно размалывали по полной схеме трехсортного помола со снятием количественного баланса всего процесса и каче- ственного баланса муки. При раздельной подготовке зерна к помолу получен больший выход муки (78%) по сравнению с помолом зерна, прошедшим совместную подготовку (77,4%), при снижении средневзвешенной зольности на 0,11%, что по- зволило увеличить выход муки высоких сортов. Подготовка проб пшеницы к помолу влияет и на хлебопекарное достоин- ство муки, которое по всем показателям лучше при раздельной подготовке зерна к помолу.

§ 6. ВЛИЯНИЕ МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ НА КАЧЕСТВО ЗЕРНА

Применение минеральных удобрений — одного из ведущих элементов интенсивного земледелия — оказывает большое влияние не только на повышение плодородия почвы и уро- жайности, но и на биохимические свойства и качество зерна

(рис. 38).

Особую заботу земледельцев вызывают азот, фосфор и ка- ши, которые усваиваются растениями из почвы, но доступ-

ГЛАВА 10_____________________________________________________________

ные формы составляют 1—2% от общего запаса тех же эле- ментов, находящихся в недо- ступной для растений форме. В богатых почвах типа черно- земов этих недоступных запа-

сов хватило бы на сотни и даже тысячи урожаев, но их

невозможно быстро перевести в усвояемый вид, не разрушив почвы. Чтобы преодолеть этот дефицит, в почву вносят

органические и минеральные удобрения.

В среднем по основным зернопроизводящим районам страны прибавка урожая зерна в результате применения минеральных удобрений (азотных, фосфорных, калийных) составила (ц/га): по озимой ржи 7,0; озимой пшенице 6,7; яровой пшенице 4,5; кукурузе 11,6; яро- вому ячменю 6,8; овсу 7,1; гречихе 4,0; просу 4,0.

Минеральные удобрения могут резко изменить химический состав зерна (табл. 60).

Соответствующий подбор доз удобрений с учетом химиче- ского состава почвы наряду с повышением урожайности при- водит к значительному улучшению качества и технологиче- ского достоинства зерна пшеницы. Внесение только фосфора и фосфорно-калийных удобрений без азота способствует по- вышению урожая зерна, но не дает эффекта или даже несколь- ко снижает содержание в нем белка.

Такая же картина наблюдается при внесении минеральных удобрений под другие культуры. Вместе с тем в ряде случаев отмечалось, что азотные удобрения, особенно при больших дозах, приводили к ухудшению хлебопекарных свойств зерна пшеницы ввиду ослабления клейковины.

Установлено, что азотные удобрения, повышая содержание клейковины, влияют на ее качество по-разному в зависимости от сорта и сопутствующих погодных условий в период налива, созревания и уборки зерна. В условиях повышенной температу-

__________________ВЛИЯНИЕ ПРИРОДНО КЛИМАТИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ

Таблица 60

Содержание белка и клейковины и хлебопекарные достоинства зерна пшеницы Безостая 1 в условиях применения азотно-фосфорного удобрения

* Без удобрений.

**N120P120— внесение в почву на 1 га действующих веществ удобрений: азота 120 кг фосфора 120 кг.

ры и недостатка влаги качество зерна, выращенного с примене- нием удобрений по сравнению с контрольным (без удобрений) улучшается; при созревании и уборке в дождливом году — ухуд- шается, а в ряде случаев остается без изменения. Фосфорные удобрения на фоне достаточного содержания азота могут суще- ственно повысить содержание белка в растениях и зерне.

При длительном применений удобрений на кислой почве азотные удобрения понижают содержание и качество белка, а одновременное использование фосфорных удобрений не толь- ко погашает отрицательное влияние азотных, но и увеличива- ет содержание белка и улучшает его качество. Таким образом,

при выяснении влияния внешней среды на качество белка и клейковины необходимо, прежде всего, учитывать погодные условия периода налива и созревания зерна. Руководствоваться

средними метеорологическими условиями за вегетационный период в данном случае нельзя. Необходимо также иметь в виду сортовые особенности зерна, состав и соотношение минераль- ных удобрений, сроки и дробность их внесения.

Интенсивность накопления сахарозы в зерне пшеницы так- же зависит от видов органических и минеральных удобрений, однако решающая роль принадлежит метеорологическим осо- бенностям года урожая. Для пивоваренных свойств ячменя большое значение имеет экстрактивность зерна. При одном и том же удобрении содержание белка, крахмала и экстрактив- ность ячменя однозначно не изменяются. Однако при сни-

ГЛАВА 10

жени и относительной экстрактивности выход экстракта с 1 га всегда значительно возрастает как результат увеличения уро- жая. Пленчатость ячменя всегда находится в обратной зависи- мости от урожайности и натуры.

§7. ВЛИЯНИЕ ХИМИЗАЦИИ НА ПРОИЗВОДСТВО ЗЕРНА

Наряду с механизацией и автоматизацией производства, созданием и внедрением в практику высокопродуктивных сор- тов и разработкой интенсивной технологии производства зер-

на успешное развитие земледелия во многом определяется его химизацией.

Необходимость широкого применения средств химизации при производстве зерна диктуется уменьшением природного плодородия почвы и большими его потерями на всех этапах выращивания, уборки урожая, хранения, транспортирования и переработки.

Известны данные о мировых потерях основных культур от сорняков, вредителей и болезней растений. Болезни, вызыва- емые грибами, нематодами, бактериями и вирусами, приво- дят к 10—25% потерям общего количества зерна. Если учесть еще потери, вызываемые сорняками, то ущерб еще до сбора урожая зерна составляет 24—40%. После сбора урожая при пе- ревозках и хранении теряется от 5 до 25% (в зависимости от урожая, технической оснащенности зернохранилищ и общей культуры организации хранения). В США, Канаде, Австралии и др. цивилизованных странах потери зерна при хранении не превышают 2—4%, у нас считается около 15% — в 5—7 раз боль- ше. Можно быть уверенными, что в условиях глубокого разва- ла организованности и технической обеспеченности агропро- мышленного комплекса в России эти цифры еще больше.

Если бы удалось избавиться хотя бы от половины таких по- терь, можно было бы не только прокормить тех, кто недоеда- ет, но и улучшить качество питания большинства людей. Уче- ные давно пришли к выводу, что без применения химии люди не смогут обеспечить себя продуктами питания. Выращива- ние зерна и других сельскохозяйственных культур требует при-

ВЛИЯНИЕ ПРИРОДНО КЛИМАТИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ

менения до десяти агрохимических операции по их обработ- ке — протравливание семян, внесение в почву минеральных удобрений, химическая борьба с сорняками, насекомыми, грибковыми заболеваниями, грызунами и т.д., обработка для подсушивания растений на корню, удаление листьев, дезин- фекция хранилищ и другие производственные мероприятия.

Велика роль минеральных удобрений. Растения получают из почвы только 0,5% своей массы, необходимой им для пи- тания (не считая воды). Причем в той форме, в которой ра- стение может извлечь необходимые ему вещества из почвы — способные переходить в почвенный раствор и доступные ра- стению для всасывания и ассимиляции. Остальное хлебное растение синтезирует само за счет реакции фотосинтеза в ли- стьях из диоксида углерода СО2 и воды. Но эти 0,5% продук- тов питания ему абсолютно необходимы. Без них растение не способно осуществить фотосинтез и формировать зерно.

Без помощи химии — без минеральных удобрений и раз- личных пестицидов— люди будут обречены на повсемест- ный голод и массовую гибель в результате оскудения плодо- родия до самого низкого уровня. Но есть и вторая сторона вопроса. Минеральные удобрения и все другие химические средства, применяемые в сельском хозяйстве, могут загряз- нять почву и переходить в состав зерна, затем в хлебопродукты и в виде ксенобиотиков (чуждые и вредные организму веще- ства) в желудочно-кишечный тракт, вызывая его дисфунк- цию (нарушение свойственных ему физиологических процес- сов) и способствуя возникновению различных, в том числе и очень тяжелых заболеваний. Так, при использовании соеди- нении связанного азота (аммиачной селитры, сульфата ам- мония, мочевины) становится возможным загрязнение нит- ратами (солями азотной кислоты) почвы, почвенных вод и накопление их в зерне и другой растениеводческой продук- ции (особенно в плодах и овощах).

Под влиянием микрофлоры пищеварительного тракта и тканевых ферментов нитраты восстанавливаются до нитритов (солей азотистой кислоты), оказывающих вредное действие на организм человека— нарушается работа центральной не- рвной системы (ЦНС), снижается умственная и физическая

ГЛАВА 10

работоспособность. Нитриты способны превращать гемогло- бин крови в непригодный для переноса кислорода метгемог- лобин, а также образовывать с вторичными аминами N-нит- розамины, оказывающие канцерогенное действие. Пестициды способны уничтожать сорняки, вредителей, предохранять и избавлять растения от болезней. Они могут быть при извест- ных условиях опасными для человека, а также для полезных фауны и флоры. По данным ВОЗ (Всемирной организации здра- воохранения), в мире ежегодно регистрируется около 500 тыс. отравлений пестицидами. В загрязнении воздушной среды и

водоемов заметную долю вносят минеральные удобрения и пестициды. Для эффективного использования плодородия почвы и генетического потенциала растений ученые разрабо-

тали и предложили интенсивные технологии выращивания зерна. Интенсивная технология позволяет резко повысить сте- пень использования биоклиматического потенциала для уве- личения урожайности и повышения качества зерна.

Стратегия современного земледелия состоит не в расшире- нии посевных площадей, а в улучшении их использования. Интенсификация земледелия — магистральный путь приум- ножения продовольственного фонда страны.

Сущность интенсивной технологии состоит в оптимизации условий выращивания зерновых культур на всех этапах их ро- ста и развития. Для этих целей в интенсивной технологии боль- шое место отводится применению химических средств:

—известкование кислых и гипсование солонцовых почв;

—оптимальное обеспечение растений элементами мине рального питания с учетом их содержания в почве;

—дробное внесение азотных удобрений в период вегетации по данным диагностики почвы и растений;

—интегрированная система защиты растений от вредите лей, болезней и сорняков;

—регулирование роста растений ретандантами.

Для защиты хлебных растений от сорняков, вредителей, болезней и обогащения почвы минеральными удобрениями, прежде всего азотом, актуальным является разумное сочета- ние химических и агротехнических мероприятий, в частности, применение интегрированных систем, основывающихся на

ВЛИЯНИЕ ПРИРОДНО КЛИМАТИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ

рациональном использовании химикатов в сочетании с био- логическими и биотехнологическими агроприемами. Наука и практика учат, что применение минеральных удобрений, пестицидов и других химических средств в сельском хозяйстве, разработанные правила их перевозок, хранения и оператив-

ного использования обеспечивает устранение их возможных вредных последствий.

Обязательным условием совершенствования и наведения порядка в применении химических средств в сельском хозяй-

стве является постоянное внимание к вопросам повышения общей культуры земледелия, использования химических средств, а также контроль на всех этапах агротехнической ра- боты.

Современное развитие науки и техники позволяет органи- зовать применение химизации сельского хозяйства, полностью

исключающее вредные влияния минеральных удобрений и химических веществ на человека, сельскохозяйственных жи- вотных и окружающую среду.

§ 8. ВЛИЯНИЕ ОРОШЕНИЯ НА КАЧЕСТВО ЗЕРНА

Орошение — один из путей получения стабильных урожаев зерна независимо от состояния погоды. В засушливых райо- нах орошение повышает урожайность в 5—6 раз и выше (рис. 39). Однако увеличение урожайности при абсолютном возрастании белка с единицы площади ведет к относительно- му снижению белковости зерна (табл. 61). Уменьшение коли- чества белка в зерне пшеницы при орошении может быть зна- чительным.

Под влиянием орошения снижается содержание белка в зер- не и у других злаковых культур. У ячменя в проведенных на полях опытах под Ташкентом наблюдалось снижение содер- жания белка в зерне при орошении с 13,5—14,8 до 9,6—11,6%.

Снижение белка в зерне при орошении происходит под вли- янием двух причин. Во-первых, изменяется обеспеченность растений азотом. Растения испытывают возрастающую по-

требность в азоте в связи с большим развитием при орошении вегетативной массы и в результате частичного вымывания его

ГЛАВА 10___________________________________________________________

вглубину. Во-вторых, вегетаци- онный период и период отло- жения крахмала удлиняются,

что влечет за собой снижение белковости. Меньшее содержа-

ние белка при орошении часто объясняется также возрастанием

взерне доли эндосперма, так как

зерно при поливе становится более выполненным. В связи с

этим при относительном уменьшении содержания белка абсолютное количество его в зерне орошаемой пшеницы всегда выше и белок более полноценный.

Химический состав зерна мягкой пшеницы изменяется больше, чем твердой, наб- людается разница между сор- тами (табл. 62). Несколько снижаются также стекловид-

ность, относительное содержание клейковины и ее удельная растяжимость. Возникает вопрос: только ли потому при оро- шении снижается содержание белка в зерне, что растениям не хватает азота, или при орошении ослабевает также спо- собность колоса к биосинтезу белка? Было использовано

свойство срезанных колосьев энергично всасывать растворы с транспирационным соком, и доказано, что при орошении способность колоса к биосинтезу белка не снижается, а на- оборот, возрастает, но ограничивается содержанием азота.

На качественную характеристику зерна влияют способы орошения (табл. 63). Орошение повысило натуру зерна, но несколько снизило его стекловидность. При наземных спосо- бах орошения содержание сырой клейковины и белка остава- лось таким же, как и в варианте с влагозарядкой, а при дожде- вании снизилось. По хлебопекарным достоинствам зерно пшеницы, выращенной при влагозарядке и поливах по поло-

_______________ВЛИЯНИЕ ПРИРОДНО КЛИМАТИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ

Таблица 61

Влияние орошения на урожаи зерна пшеницы и выход белка

*По Пряниникову Д.Н.

сам, отвечало требованиям, предъявляемым к отличному хле- бу (5 баллов), а при дождевании — к хорошему (4 балла). В ряде случаев урожайность при дождевании немного ниже, чем при

Таблица 62

Влияние орошения на химический состав и качество зерна пшеницы

ГЛАВА 10

Таблица 63

Влияние способов орошения на качество зерна пшеницы Безостая 1

поливе по бороздам. Наиболее высокой урожайности обычно достигают при поливе по полосам.

Качество макаронных изделий из муки неорошаемой пше- ницы обычно лучше, чем из орошаемой. Поливы не во всех случаях ведут к уменьшению белковости зерна. При одном поливе нередко повышение урожайности сопровождается по-

вышением белковости зерна по сравнению с вариантом без полива. При последующих поливах всегда наблюдается сни- жение белковости зерна. Однако в связи со значительным уве- личением урожайности сбор белка с единицы площади значи- тельно выше, чем при одном поливе.

Повышение белковости зерна при поливах, отмечаемое многими исследователями, происходит в тех случаях, когда

поливы не создают в почве анаэробных условий на длительное время, а усиливают в ней накопление доступных для растений форм азота.

При применении полива большое значение имеет сорт, различные сорта реагируют на орошение неодинаково. У засу- хоустойчивого сорта пшеницы Лютесценс 62 урожай при поли- ве увеличивался на 65%, тогда как у пшенично-пырейного гиб- рида 22850, приспособленного к влажным районам, — на 200%. Сорта яровой пшеницы (Саратовская 42, Саратовская 44, Са- ратовская 36) по качественным показателям были выше, чем озимые. Образующийся при орошении разрыв в обеспеченнос- ти растений водой и питательными веществами (прежде всего азотом) полностью устраняется при умелом использовании удобрений. Эффективность удобрений в условиях орошения и районах достаточного увлажнения повышается.

ВЛИЯНИЕ ПРИРОДНО КЛИМАТИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ

Аминокислотный состав отдельных фракций белков под влиянием удобрений не изменяется. Если соотношение от- дельных белков в зерне с различным аминокислотным соста- вом становится иным, то аминокислотный состав суммарных белков зерна также несколько изменяется. С увеличением ко- личества суммарного белка в зерне под влиянием азотных удоб- рений в белке несколько повышается содержание глютамино- вой кислоты, фенилаланина, лейцина, пролина и снижается содержание лизина, глицина, аргинина, валина, аспарагино- вой кислоты. Снижение белковости зерна при орошении при одновременном возрастании урожая наблюдается у всех зла- ковых культур, хотя и в неодинаковой мере.

Снижение белковости зерна при орошении кукурузы мень- ше, чем у пшеницы и других злаков. С повышением содержа-

ния белка в зерне кукурузы под влиянием азотных удобрений его биологическая ценность снижается, что происходит глав- ным образом за счет увеличения зеина, содержащего очень мало лизина и лишь следы триптофана. В целом при увеличе-

нии белковости кукурузы в ее белках уменьшается содержание лизина, триптофана, метионина, аргинина, валина и треони- на. Одновременно заметно возрастает содержание в белке про- лина, глютаминовой кислоты, лейцина и других аминокис- лот, которых в зеине больше, чем в других белках.

Общее количество незаменимых аминокислот с единицы площади в связи с резким повышением урожайности возра- стает. Разница в почвах, в том числе по концентрации водо- родных ионов, влияет на поглощение и распределение мине- ральных веществ в зерне больше, чем внесение в почву больших количеств азота, фосфора и калия. В содержании углеводов в зерне нет резких колебаний.

§9. ВЛИЯНИЕ ПРЕДШЕСТВЕННИКОВ НА УРОЖАЙ И КАЧЕСТВО ЗЕРНА

Большое значение для урожайности и качества зерна име- ют предшественники. При сопоставлении в качестве предше- ственников перед посевом озимой пшеницы черного пара, го- роха на зерно и кукурузы на силос, по данным Верхнячской

ГЛАВА 10______________________________________________________________

Таблица 64

Качество зерна озимой пшеницы при посеве семенами, выращенными по разным предшественникам, в среднем за 4 года

опытно-селекционной станции за несколько лет, выявилось преимущество черного пара. Аналогичные закономерности наблюдали и у сорта Безостая 1, значительно менялось и каче- ство зерна (табл. 64).

У обоих сортов натура, масса 1000 зерен, стекловидность,

содержание сырой клейковины в зерне были выше при посеве семенами, выращенными по черному пару. Большое значение в качестве предшественников имеют бобовые культуры, обо- гащающие почву азотом (люцерна, клевер, люпин). Ороше- ние дает результат не само по себе, а в сочетании с научно раз- работанной системой агротехнических мероприятий, в которой важная роль принадлежит обработке почвы, при- меняемой с учетом ее водно-физических свойств и предше- ствующей культуры, состава и срока внесения удобрений, сор- тового состава и др.

§10. МЕХАНИЧЕСКИЕ ПОВРЕЖДЕНИЯ ЗЕРНА ПРИ УБОРКЕ УРОЖАЯ И ПРИ ХРАНЕНИИ

При уборке зерновых происходят потери, которые делят на две группы — прямые и косвенные. К первым относят потери количества урожая, ко вторым — качества или снижения то- варных (натуры, массы 1000 зерен, стекловидности), хлебо- пекарных достоинств (количества и качества сырой клейко- вины, белков, силы муки) и посевных (энергии прорастания,

_______________ВЛИЯНИЕ ПРИРОДНО КЛИМАТИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ

всхожести, силы роста) кондиций вследствие ранней или по- здней уборки, а также неправильного режима работы моло- тильного устройства комбайна (рис. 40—43).

Большое влияние на товарные, хлебопекарные и посев- ные качества зерна при обмолоте оказывают его механиче- ские повреждения: дробление, плющение и раздавливание, шелушение и микроповреждения. При этом если зерно с микроповреждениями (дробленое, плющеное) можно вы- делить из общей массы на зерноочистительных и сорти- ровальных машинах, то зерно с микроповреждениями ото- брать практически нельзя, так как оно не имеет каких-либо существенных физико-механических отличий от неповреж- денного зерна.

Механически поврежденное зерно труднее хранить. Оно более интенсивно дышит, выделяя значительное количество тепла и влаги. Создаются условия для быстрого возникно-

ГЛАВА 10______________________________________________________________

вения очагов самосогревания и снижения качества зерна. Возникает необходимость оперативной и тщательной обра- ботки, что создает дополнительные организационно-хозяй- ственные трудности, увеличивает затраты труда и средств. Наблюдениями установлено, что семена с микроповрежде-

ниями вызывают значительное снижение урожайности (в среднем каждые 10% — на 1 ц/га), в связи с чем хозяйства не добирают ежегодно около 3 ц/га биологического урожая.

Имеются многочисленные данные о размерах механиче- ских повреждений зерна при обмолоте. В среднем по РФ ко- личество дробленого зерна озимой ржи составляет 3,8%, ози- мой пшеницы — 4,0 и яровой пшеницы — 3,9%; зерна с микроповреждениями озимой ржи — 59,7, озимой пшеницы — 34,8 и яровой пшеницы 34,3%. Наиболее подвержена микро- повреждениям озимая рожь.

При обмолоте озимой ржи микроповреждения наиболее ча- сто получают более крупные и тяжеловесные зерна, озимой и

________________ВЛИЯНИЕ ПРИРОДНО КЛИМАТИЧЕСКИХ ФА КТОРОВ

яровой пшеницы — с меньшей массой 1000 зерен (ниже сред- ней). Полностью выбивается зародыш у мелкого зерна. Обра- ботка зерна на существующих поточно-технологических ли-

ниях хлебоприемных предприятий также сопровождается повреждениями зерна. В общей сложности они составляют 20— 25%. При этом на долю технологического оборудования при- ходится в среднем 19,5% от общего травмирования на поточ- ной линии, на долю самотечного оборудования — в среднем 30,1%. Наибольшее повреждение (в среднем 50,4%) получает зерно на транспортирующих средствах и погрузочно-разгру- зочных механизмах.

Проблема сохранения качества зерна при уборке, транс-

портировании и хранении приобретает общегосударственное значение. Ее решение требует комплексных мероприятий, осуществляемых в сельскохозяйственном производстве: со- вершенствование конструкций машин и аппаратов для эле- ваторов, мельзаводов и крупяных предприятий при их про- ектировании, применение мягких режимов обработки зерен при оперативной работе на этих предприятиях и др. Многое могут сделать селекционеры при выведении новых сортов зер- новых культур с более прочными цветковыми и другими по- кровными тканями.

§11. ГИДРОТЕРМИЧЕСКИЙ КОЭФФИЦИЕНТ

И КАЧЕСТВО ЗЕРНА

Погодные условия в период налива зерна оказывают боль- шое влияние на его качество. Наблюдается зависимость влаж-

ности зерна от гидротермического коэффициента в период его массовой закупки.

Гидротермический коэффициент — отношение количе- ства осадков (мм) за какой-либо период к средней темпе- ратуре воздуха (°С) за тот же период. При возрастании вели-

чины гидротермического коэффициента повышается и средневзвешенная влажность зерна всех культур, так как по- вышение величины гидротермического коэффициента от- ражает увеличение суммы осадков при одновременном сни- жении средней температуры, т.е. уменьшение испаряемости

ГЛАВА 10

влаги и соответственно возрастание остаточного количества влаги в зерне.

Величины гидротермического коэффициента закономер- но возрастают по мере продвижения от южных районов стра- ны к центральным, восточным и западным, что совпадает с более сложными условиями работы хлебоприемных предпри-

ятий в этих районах в период массовых закупок зерна от его производителей. При экспериментальном наблюдении гид- ротермический коэффициент в этот период составил: в По- волжье 1,87; на Северном Кавказе 2,70; в Башкирии 4,29; в Красноярске 5,80. Средневзвешенная влажность зерна, по- ступившего на хлебоприемные предприятия, соответствен-

но была (%): 11,9; 13,2; 18,6; 21,6.

Определение и применение гидротермического коэффици- ента позволяет лучше организовывать и проводить на хлебо-

приемных предприятиях послеуборочную обработку зерна в потоке, подготовку и проведение сушки зерна.

§ 12. СПОСОБЫ УВЕЛИЧЕНИЯ БЕЛКОВОСТИ ЗЕРНА

От сорта, природно-климатических условий и агротехни- ческих мероприятий зависит содержание в зерне белка. Уве-

личение производства и потребления белка остается одной из наиболее актуальных проблем. Белку принадлежит решающая роль в обеспечении полноценного питания человека.

В решении проблемы увеличения пищевого и кормового растительного белка особая роль принадлежит зерновым и бобовым культурам, обеспечивающим около 46% его произ- водства. В белковом рационе питания людей не менее 50% за- нимают продукты переработки зерна пшеницы. Другой важ- ный источник растительного белка— масличные культуры, особенно подсолнечник. Существуют два основных пути уве- личения производства растительного белка — селекция и аг- ротехнические мероприятия.

Повышение на 1 % содержания белка в зерне пшеницы мето-

дом селекции при нынешних урожаях позволило бы получить его дополнительно около 1 млн. т, что могло бы удовлетворить

ВЛИЯНИЕ ПРИРОДНО КЛИМАТИЧЕСКИХ ФА КТОРОВ

потребность более 16 млн. человек. В коллекции Всероссийс- кого научно-исследовательского института растениеводства им. Н. И. Вавилова имеются образцы пшеницы, зерно которой со- держит 19—22% белка, что на 6—9% выше, чем у известных рай- онированных сортов Безостая-1, Одесская 51 и др.

Исследования показали, что доноры с высоким содержа- нием белка обычно характеризуются невысокой продуктив- ностью, и количество белка в зерне подвергается сильной из- менчивости, так как они не обладают достаточно прочным механизмом гомеостаза— способностью противостоять изме-

нениям и сохранять динамическое относительное постоянство состава и свойств. Получение сортов, хорошо реагирующих на

интенсивные технологии и формирующих большие урожаи высокобелкового зерна, сопряжено с большими трудностями,

так как обычно между продуктивностью и содержанием белка в зерне существует обратная корреляционная зависимость. По данным известного селекционера П.П. Лукьяненко, коэффи-

циент корреляции между содержанием белка и урожайностью пшеницы в отдельные годы составлял r= -0,919 +/- 0,04. Наука и практика вместе с тем показывают, что селекция имеет боль- шие резервы для повышения белка в зерне различных культур.

Очень трудно получить сорта пшеницы, сочетающие высо-

кую белковость зерна с повышенным содержанием лизина и высоким качеством клейковины. Последние исследования дают основание считать, что эта задача осуществима. Перс- пективны работы по созданию трехвидовых гибридов пшени- цы и ржи — амфидиплоидов тритикале.

В повышении содержания белка в зерне озимой ржи важ- ная роль принадлежит полиплоидии. Тетраплоидная рожь, как правило, содержит белка на 1,5—3% больше, чем диплоидная. Заслуживает внимания межвидовая гибридизация высокопро- дуктивных сортов с образцами белозерной сорно-полевой ржи, которые содержат до 16—20% белка.

Селекционерами получены сорта ячменя, которые превос- ходят ныне существующие по содержанию белка на 1,5—2%, а также сорта с повышенным содержанием лизина. Проводится

работа по обеспечению более высокого содержания лизина в лучших районированных сортах ячменя методом скрещивания

ГЛАВА 10

их с высоколизиновым мутантом Хайпроли. В последние годы на основе использования высоколизиновых мутантов Опейк- 2 и Флаури-2 созданы аналоги основных районированных гиб- ридов кукурузы, зерно которых содержит почти в 2 раза боль-

ше лизина по сравнению с распространенными сортами и гибридами. Успехи в области селекции кукурузы позволяют предполагать, что вскоре будут созданы и внедрены в произ- водство гибриды с содержанием в зерне 14—15% белка.

В настоящее время возникает необходимость усиления селекционной работы не только с точки зрения повышения урожая, но и улучшения качества зерна. Успешное решение этих сложных вопросов возможно лишь при комплексной ра- боте селекционеров, биохимиков, физиологов, агрохимиков, фитопатологов. Использование агротехнических мероприятий

для увеличения производства белка должно проводиться на основе совершенствования структуры посевных площадей, рационального размещения отдельных культур по зонам и внут- ри зон страны. Из всего комплекса агротехнических меропри-

ятий наиболее важным является правильное использование удобрений.

Удобрения — один из наиболее доступных и быстродей- ствующих факторов внешней среды, оказывающих влияние не только на урожай, но и на белковость зерна. Правильно приме- нять удобрения — прежде всего, учитывать особенности пита- ния растений по фазам их роста и развития. Недостаток азота в начале вегетации озимой пшеницы приводит к резкому сниже- нию урожайности, а при наливе зерна — к заметному ухудше- нию качества зерна и, прежде всего к снижению белковости.

Обычно белок в зерне пшеницы образуется в основном в результате реутилизации (вторичного использования) азота, накопленного в вегетативных органах растения до начала на- лива зерна, его оттока в колос, а также в результате поглоще- ния азота из почвы в период налива. В связи с этим весьма эф- фективна внекорневая подкормка растений азотом (обычно раствором мочевины) в фазу колошения и начала налива. В ре- зультате увеличивается содержание белка (на 1,5—2%) и клей- ковины (на 3—5%), возрастает сила муки, увеличивается объем хлеба.

ВЛИЯНИЕ ПРИРОДНО КЛИМАТИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ

Большое значение имеет снижение потерь белка от вреди- телей и болезней. Особенно ощутимый ущерб качеству зерна пшеницы причиняет клоп-черепашка. У сорта Безостая 1 со- держание белка в здоровом зерне составило 13,42%; при по-

вреждении зерна на 3% - 13,29; 6% — 13,13; 15% - 12,93%. )тот вредитель резко ухудшает также качество клейковины и хлебопекарные достоинства муки. Серьезную роль для увели-

чения производства растительного белка призваны сыграть проводимые РАСХН и другими научными сельскохозяйствен- ными учреждениями страны разработка и внедрение интен- сивной технологии возделывания зерновых, бобовых и кор- мовых культур для каждой зоны страны, обеспечивающие максимальный сбор белка с единицы площади.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1.Что такое генотип зерна, каково его значение?

2.Что представляет собой действие внутренних и внешних факторов на качество зерна?

3.Что такое сорт зерна, каково его значение?

4.Как влияют на качество зерна географический фактор, климат и состав почвы?

5.От чего зависит разнокачественность зерна?

6.Какое влияние на качество зерна оказывают минераль ные удобрения?

7.Как сказываются на качестве зерна применяемые при его производстве химические вещества, орошение, предшествен ники?

8.Какие механические повреждения зерна возникают при уборке урожая и при хранении? Каковы меры их сокращения?