5. Формирование пищевой ценности зерна при выращивании

Стадии развития зерна

Типичная форма и размеры зерна, а также их анатомическое строе­ние характерны только для созревшего зерна. У зерновых злаковых культур принято различать несколько этапов в развитии зерна: форми­рование, налив и созревание (по Н. И. Кулешову).

Формирование зерна начинается после оплодотворения. На этом этапе формируются главные составные части зерновки: зародыш, эн­досперм, оболочки. Зерно достигает своей окончательной длины. Влажность зерновки составляет 70...80 %. В зерновке преобладают рас­творимые соединения, поступающие из основных фотосинтезирую­щих органов —.листьев. Поступающие растворимые органические ве­щества под действием ферментов постепенно полимеризуются с образованием крахмала, белков, жиров.

Налив зерна характеризуется увеличением ширины и толщины и интенсивным поступлением веществ. Окраска изменяется от интен­сивно-зеленой в начале налива до желтой в конце. Консистенция зер­на. меняется от молочного, тестообразного состояния с содержанием влаги 70% до воскового с влажностью 35...40%. К концу налива пре­кращается поступление пластичных веществ и зерно достигает своей конечной сухой массы 20...25 %.

Созревание зерна характеризуется тем, что вода, пластические ве­щества и ферменты перестают поступать из растения в зерно. Вследст­вие ссыхания зерно несколько уменьшается в размерах, становится твердым и приобретает окраску зрелого зерна. В течение этого периода происходят биохимические превращения отложенных в зерне веществ и его высыхание. Содержание влаги снижается до 14...18 %, а иногда и ниже в зависимости от климатических условий выращивания.

Сроки прохождения всего процесса формирования зерна и его от­дельных этапов в значительной степени зависят от метеорологических условий. Кроме того, опыление цветков в колосе, метелке и початках происходит неодновременно, и прохождение фаз спелости для различ­ных зерен также различно по времени. Поэтому при уборке урожая в зерновой массе могут встречаться зерна различных фаз спелости, а также зерно с отклонением в нормальном ходе созревания (морозо- бойное, суховейное). Такое зерно имеет пониженное качество, значи­тельно хуже хранится; в связи с этим его содержание нормируется стандартами.

Растения необходимо скашивать в конце стадии восковой спелос­ти, чтобы исключить обсыпание зерна с колосьев и уменьшения объ­ема зерна.

Факторы, влияющие на качество зерна при выращивании

Качество урожая определяется соотношением внутренних и вне­шних факторов. К внутренним относят природные особенности расте­ний, наследственные признаки. Внешние — климатические условия, состав почв, агротехнические мероприятия.

Селекция обеспечивает широкие возможности создания сортов ин­тенсивного направления, урожайность которых в 2...3 раза превышает известные сорта. Создано и улучшено тысячи сортов зерновых, бобо­вых и масличных культур, дающих высокие и устойчивые урожаи. По­сев сортовыми и гибридными семенами по сравнению с несортовыми повышает урожай на 15...20 %.

Селекционеры разных стран вывели высоколизиновые сорта сорго, риса, ячменя. Созданы урожайные сорта высокобелковой и высоко- киейковинной пшеницы; создаются высокомасличные сорта кукуру- 1м, из которых одновременно с крупой можно получать большое коли­чество растительного масла.

Многолетняя работа многих ученых показывает значительную гео­графическую и сортовую изменчивость растений, а также влияние почвенных условий, удобрений и других агротехнических приемов на химический состав и пищевую ценность зерна.

Одним из важнейших показателей химического состава зерна пшеницы является содержание белка. Работы, проведенные во Все­российском институте растениеводства, послужили основой для со­ставления так называемых белковых карт, которые показывают, что особенно богато белками зерно пшеницы, а также других злаков, произрастающих в Казахстане, Поволжье, Западной Сибири (Алтай­ский край, Омская обл.), на Северном Кавказе. Эти районы дают лучшую мягкую пшеницу. Накоплению питательных веществ меша­ют дожди в первый период налива зерна, когда поступающие в него питательные вещества находятся в низкомолекулярном, раствори­мом состоянии. Растворимые углеводы и белки, как бы вымываются из зерна и оно остается щуплым, т. е. плохо налившимся. Поэтому районы, где часты дожди в это время, дают урожай с меньшим содер­жанием белка.

На качество урожая оказывают влияние состав и обработка почвы. Правильная и своевременная обработка почвы улучшает ее строение, водный, воздушный и тепловой режимы, уничтожает сорняки, вносит и почву удобрения и растительные остатки, создает необходимые усло­вия для дыхания корней растений и деятельности микроорганизмов. Действие удобрений чрезвычайно многообразно: они снабжают расте­ния усвояемой пищей, изменяют реакцию почвы, повышают жизнеде­ятельность микроорганизмов в почве. Удобрения могут быть мине­ральные (азотные, фосфорные, калийные и сложные), органические (навоз, торф, компосты) или зеленые (зеленая масса бобовых и других растений, запахиваемые в почву для обогащения ее органическими ве­ществами и азотом). Особой формой органических удобрений являют­ся бактериальные удобрения — специальные препараты почвенных микроорганизмов, способные улучшить питание сельскохозяйствен­ных растений (азотобактерин, фосфобактерин и др.). Этими препара­тами обрабатывают семена перед посевом. В результате использования удобрений прибавка урожая зерна может достигать 4... 10 ц/га. Однако

растения должны получать необходимые элементы питания с учетом их наличия в почве и прогнозируемого урожая. Избыток удобрений, так же как и недостаток, снижает урожай, ухудшает его технологичес­кие и пищевые достоинства и может привести к образованию вредных веществ, например нитрозаминов.

Повысить урожай при выращивании возможно, используя совре­менные способы защиты растений от вредителей, болезней и сорной рас­тительности. Общие мировые потери от этих факторов оцениваются примерно в 35 % потенциального урожая. Средние потери от вредите­лей составляют 12,3 %, от болезней — 11,8 %, от сорной растительнос­ти - 9,7 %.

В борьбе с вредителями, болезнями и сорняками используют целый комплекс мероприятий, который включает агротехнические, физико­механические, химические и биологические методы борьбы. Однако, применяемые при этом химические препараты: гербициды, уничтожа­ющие сорняки; фунгициды, предохраняющие растения от болезней; инсектициды, уничтожающие вредителей и др. могут накапливаться в зерне, оказывать неблагоприятное действие на его качество, поступать с пищей в организм человека. Поэтому в большинстве стран мира, и также в России, установлены предельные нормы содержания этих ве­ществ в зерне и продуктах его переработки (прил. 1, с. 395).

В настоящее время большое внимание уделяется биологическим методам борьбы с насекомыми — использование паразитических и хищных насекомых и насекомоядных птиц, а в борьбе с сорной расти­тельностью — агротехнические мероприятия (обработка почвы, опти­мальные сроки посева, чередование культур в севообороте и др.).