Влияние биотических и абиотических факторов на хлебопекарные свойства муки в Оренбургской области

2. Осмоляльностъ сока листьев растений яровой пшеницы в фазе всходов в зависимости от обработки семян

Вариант обработки семян Сорт Среднее по сортам

Салават Юлаев Ватан

Контроль (вода) 0,39 0,57 0,48

Фитоспорин-М 0,48 0,56 0,52

Бинорам 0,44 0,47 0,46

Биосил 0,65 0,52 0,58

Гуми-20М 0,46 0,46 0,46

Среднее по опыту 0,48 0,52 0,50

применения показателя осмотического потенциала растений для научных исследований.

Выводы. Полученные средние многолетние данные указывают на имеющуюся сортовую отзывчивость яровой пшеницы на действие изучаемых биопрепаратов после их применения при предпосевной обработке семян. Отмечается наибольшая синхронная положительная реакция изучаемых сортов по показателю полевой всхожести на препараты Биосил и Бинорам. На препараты Фитоспорин-М и Гуми-20М реакция двух сортов яровой пшеницы была неоднозначной — сорт Салават Юлаев проявил относительно слабую отзывчивость по сравнению с сортом Ватан. Одновременно следует отметить, что предпосевная обработка семян оказала специфическое влияние на концентрацию осмотически активных веществ в листьях всходов в ответ на действие биопрепаратов. Растения сорта Ватан снижали значение данного показателя по всем вариантам изучаемых препаратов, а растения сорта Салават Юлаев, наоборот, повышали их относительно значения контроля.

Соответственно в нашем опыте у сорта пшеницы Салават Юлаев потенциал механизма осмотической регуляции реализован не в полной мере, и поэтому он повышается под действием биопрепаратов, применяемых для обработки семян перед посевом. Следовательно, в технологии возделывания яровой пшеницы необходимо дифференцированно применять препараты с биологической активностью, учитывая сортовую специфичность растений.

Литература

1. Исмагилов Р. Р. Производство продукции растениеводства для целевого использования / Р.Р. Исмагилов, Б.Г. Ахияров, Р.К. Кадиков, К.Р. Исмагилов. Уфа: Гилем, 2016. 272 с.

2. Калимуллин А.Н. Научные основы производства семян зерновых культур в Среднем Поволжье. Самара, 1999. С. 136—139.

3. Нигматьянов А.А., Кадиков Р.К., Мигранов Р.Р. Сортовая отзывчивость яровой пшеницы на биопрепараты при обработке семян // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2015. № 2 (52). С. 31—33.

4. Кадиков Р.К., Никулин А.Ф., Исмагилов Р.Р. Зависимость урожайности сортов яровой пшеницы от погодных условий вегетации // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2012. № 6 (38). С. 63.

5. Печаткин В. А., Абдулвалиев Р. Р., Нигматьянов А. А. Прогнозирование качества созревающего зерна мягкой пшеницы в степном Предуралье Башкортостана // Проблемы и перспективы развития агропромышленного комплекса регионов России: матер. Междунар. науч.-практич. конф. Уфа, 2002. С. 193-196.

6. Zhang J., Nguyen H.T., Blum A. Genetic analysis of osmotic adjustment in crop plants // Journal of Expérimental Botany. 1999. V. 50. P. 291-302.

7. Исмагилов Р.Р. Эффективность некорневых азотных подкормок яровой пшеницы / Р.Р. Исмагилов, В.А. Печаткин, И.И. Багаутдинов, А.А. Нигматьянов, И.А. Хайруллин // Качество зерна и приёмы его повышения: матер. республик. науч.-практич. конф. Уфа, 1997. С. 57-60.

8. Serraj R. and Sinclair T.R. Osmolyte accumulation: can it really help increase crop yield under drought conditions? // Plant, Cell and Environment. 2002. V. 25. P. 333-341.

9. Кадиков P.K., Зыкин В.А. Новые сорта яровой пшеницы с агроэкологической адаптивностью к зональным условиям Башкортостана // Достижения науки и техники АПК. 2010. № 2. С. 18-20.

10. Методика государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур. Вып. 2. М., 1989. 196 с.

Влияние биотических и абиотических факторов на хлебопекарные свойства муки в Оренбургской области*

Г.Н. Сандакова, к.т.н., ФГБНУ ФНЦ биологических систем и агротехнологий РАН

Мука — основное сырьё для хлебопекарной промышленности.

Главным методом оценки хлебопекарных свойств пшеничной муки является пробная выпечка хлеба, результаты которой в значительной мере зависят от физических и биохимических особенностей муки — силы муки. Сила муки рассматривается как способность сильной пшеницы поддерживать в определённом процентном соотношении слабую в хлебопекарном отношении пшеницу для производства из неё хлеба удовлет-

ворительного качества. Для оценки качества муки, помимо метода пробных выпечек, используют показатели физических свойств теста, определяемые при помощи самопишущих приборов: альвеографа, фаринографа, экстенсографа и др. Существуют более быстрые методы предварительной оценки качества зерна пшеницы по мукомольным и хлебопекарным свойствам при приёмке и размещении зерна на элеваторах, мелькомбинатах, позволяющие правильно размещать партии, разнородные по качеству. Данные показатели исходного качества зерна включены в ГОСТ Р 52554-2006 и являются ориентировочной оценкой хлебопекарных свойств пшеницы.

* Работа выполнена при поддержке РФФИ, проект № 17-04-203-74/17

Госкомиссия по сортоиспытанию с.-х. культур для характеристики сортов пшеницы по хлебопекарным качествам отобрала комплекс наиболее существенных показателей, который был положен в основу примерной схемы оценки пшеницы по силе, физическим и биохимическим показателям зерна, физическим свойствам теста, а также пробным выпечкам.

Поскольку мука является промежуточным продуктом между зерном и хлебом, проблема влияния на физические свойства теста и хлебопекарные свойства муки исходного качества зерна, погодных факторов и агротехнических приёмов возделывания находится в центре внимания оренбургских учёных, разным аспектам его применения посвящены многие работы, однако все результаты исследований были получены в краткосрочных опытах, комплексных же исследований в этой области на представительной выборке сортов яровой мягкой пшеницы сильных сортов, по существу, не проводилось, несмотря на их актуальность [1—5].

Материал и методы исследования. Для исследования были использованы материалы по оценке хлебопекарных свойств сильных сортов яровой мягкой пшеницы, полученные в Центральной лаборатории Госкомиссии по сортоиспытанию с.-х. культур, за период 1980—2016 гг. по всем госсортоучасткам Оренбургской области (всего выборка составила 216 образцов пшеницы), а также материалы гидрометеостанций за рассматриваемый период. Вероятностную оценку образцов проводили на соответствие физических свойств теста и хлебопекарных качеств муки требованиям, предьявляемым к сильным пшеницам, по трём предшественникам: пар, озимые, яровая пшеница.

Поиск количественных связей физических свойств теста и хлебопекарной оценки муки с показателями качества зерна, погодными (биотическими) факторами и агротехническими приёмами возделывания (абиотическими факторами) яровой мягкой пшеницы, разработка моделей (регрессионных) осуществлены методом нелинейного корреляционно-регрессионного и множественного регрессионного анализов на ПЭВМ с помощью прикладных программ ЕхБе1, $1а11811ка.

Результаты исследования. Определение хлебопекарных свойств пшеницы имеет большое значение не только для хлебопекарной промышленности, но и для сельского хозяйства. Известно, например, что пшеница с высоким содержанием клейковины обеспечивает больший выход хлеба из единицы веса сырья, чем пшеница худшего качества [6]. Поиск корреляционных связей исходного качества зерна с показателями физических свойств теста и хлебопекарных качеств муки позволили получить множественные регрессионные модели «исходное качество зерна — удельная работа деформации теста», «исходное качество зерна — объёмный выход хлеба», «исходное качество зерна — общая хлебопекарная оценка» (табл. 1).

На основании полученных уравнений были сделаны выводы, что удельная работа деформации теста в 64% случаев зависит от содержания и качества клейковины в зерне. Увеличение количества клейковины на 1% (в изученных пределах 19,7— 43,3%) и уменьшение показания прибора ИДК-1 на 1 ед., т.е. улучшение качества клейковины (в изученных пределах 45—105 ед. ИДК-1) приводят к повышению данного показателя на 12,83 и 5,22 е.а. соответственно.

1. Множественные регрессионные модели влияния исходного качества зерна яровой мягкой пшеницы сильных сортов на физические свойства теста и хлебопекарные качества муки

Независимая переменная Коэффициент Стандартная Т- Уровень В-коэф-

(исходное качество зерна) регрессии ошибка значение значимости фициент

Удельная работа деформации теста по альвеографу, е.а.

Свободный член 280,311 42,816 6,547 0,000 -

Содержание клейковины, % (х^ 12,828 1,216 10,547 0,000 0,484

Качество клейковины, ед. ИДК-1 (х2) -5,225 0,432 -12,082 0,000 -0,554

Для полной регрессии: стандартная ошибка оценки = 94,570 е.а.;

К2 = 0,638; Ротношение = 103,20; Ртеор.0,05 = 2,30

Объёмный выход хлеба, мл

Свободный член 500,248 77,974 6,415 0,000 -

Стекловидность, % (х1) 2,040 0,856 2,381 0,000 0,113

Содержание клейковины, % (х2) 20,403 1,766 11,550 0,000 0,567

Качество клейковины, ед. ИДК-1 (х3) -2,773 0,627 4,415 0,000 -0,216

Для полной регрессии: стандартная ошибка оценки = 136,67 мл ;

Я2 = 0,633; Е„ние = 49,604; Е™,^ = 2,30

Общая хлебопекарная оценка, балл

Свободный член 2,422 0,295 8,201 0,000 -

Стекловидность, % (х1) 0,010 0,030 3,528 0,000 0,171

Белок, % (х2) 0,139 0,015 8,966 0,000 0,434

Качество клейковины, ед. ИДК-1 (х3) -0,012 0,002 5,967 0,000 -0,288

Для полной регрессии: стандартная ошибка оценки = 0,458 балла;

Я2 = 0,605; Еотношение = 44,354; РтеорД05 = 2,30

В дисперсию объёмного выхода хлеба наибольшее положительное влияние вносит содержание клейковины (Р = 0,567), меньшее — качество клейковины (Р = -0,216) и стекловидность (Р = 0,113). Увеличение стекловидности зерна на 1% (в изученных пределах 47—90%), содержания клейковины на 1% и уменьшение показания прибора ИДК-1 на 1 ед. (улучшение качества клейковины) приводят к повышению объёмного выхода хлеба на 25 мл.

Общая хлебопекарная оценка муки в большей степени (Р = 0,434) зависит от содержания белка, в меньшей от качества клейковины (Р = -0,288) и стекловидности (Р = 0,171). Увеличение стекло-видности зерна на 1%, содержания белка на 1% (в изученных пределах 9,0—18,8%) и уменьшение показания прибора ИДК-1 на 1 ед. (улучшение качества клейковины) приводят к повышению общей хлебопекарной оценки на 0,16 балла.

Методом нелинейного регрессионного анализа рассчитаны корреляционные связи показателей физических свойств теста и хлебопекарной оценки

муки с погодными факторами: средней температурой воздуха и осадками в разрезе месяцев периода вегетации яровой мягкой пшеницы.

Выявлено, что физические свойства теста находятся в сильной корреляционной связи (^ = 0,78—0,89) со средней температурой июля (рис. 1). Увеличение средней температуры воздуха с 16,9 до 24,2°С способствует улучшению теоретического показателя разжижения теста с 105 до 89 е.ф., валориметрической оценки с 51 до 61 е. вал., отношения упругости теста к растяжимости с 1,7 до 0,9 ед. При росте средней температуры с 16,9 до 19,5°С наблюдается улучшение показателя упругости теста с 94 до 104 мм, дальнейшее повышение температуры до 24,2°С приводит к снижению упругости теста до 72 мм. Средняя температура в пределах 16,9—21,9°С способствует росту удельной работы деформации теста с 122 до 273 е.а., дальнейшее повышение средней температуры до 24,2°С приводит к снижению данного показателя до 243 е.а. Наблюдается рост общей хлебопекарной оценки муки по пробной выпечке с

Рис. 1 - Влияние средней температуры воздуха июля на физические свойства теста и хлебопекарные качества муки

Рис. 2 - Влияние осадков июля на физические свойства теста и хлебопекарные качества муки

4,0 до 4,3 балла в диапазоне средней температуры 16,9—20,2°С, повышение средней температуры до 24,2°С сопровождается снижением данного показателя до 3,8 балла.

Установлено, что в июле на физические свойства теста и хлебопекарную оценку муки сильное влияние ("л = 0,81—0,95) оказывают осадки (рис. 2). Увеличение осадков с 9,0 до 94 мм сопровождается ухудшением показателя разжижения теста с 83 до 119 е.ф., валориметрической оценки с 61 до 46 е.вал., отношения упругости теста к растяжимости с 0,8 до 2,4 ед., удельной работы деформации теста с 304 до 262 е.а., общей хлебопекарной оценки с 4,2 до 3,7 балла. Объёмный выход хлеба при увеличении осадков с 9,0 до 42 мм увеличивается с 1041 до 1118 мл, дальнейший рост осадков до 94 мм приводит к снижению данного показателя до 936 мл.

Чтобы оценить частоту формирования зерна с высокими показателями физических свойств теста и хлебопекарных качеств муки, т.е. насколько часто в многолетнем ряду повторяются те или иные параметры качества (их вероятность), исследованные партии сильных сортов пшеницы были сгруппи-

рованы по каждому признаку качества согласно Классификационным нормам ЦЛГ и вычислено число партий в %, соответствующее этим нормам по каждому виду предшественника (табл. 2).

При оценке на фаринографе сильной считается мука, которая имеет показатель разжижения теста не более 60 е.ф. Наибольшая вероятность формирования сильной муки по данному показателю наблюдается по предшественнику пар — 39%, по озимым и яровой пшенице вероятность одинаковая — 30%. Однако по озимым выше вероятность формирования ценной муки — 24% против 13% по яровой пшенице.

Валориметрическая оценка для сильной муки должна быть не менее 70 е. вал. 47% партий муки с таким показателем формируется по предшественнику — пар, по озимым — 26, по яровой пшенице — 13%.

При исследовании на альвеографе сильная мука должна иметь показатель W (удельная работа деформации теста по альвеографу) не менее 280 е.а. По данному показателю мука соответствует требованиям по пару в 62, по озимым — в 54, по яровой пшенице — в 33% случаев.

2. Вероятность формирования физических свойств теста и хлебопекарных качеств муки сильных сортов яровой пшеницы в зависимости от предшественников на госсортоучастках

Оренбургской области

Физические свойства теста Хлебопекарная оценка муки

Характеристика сортов пшеницы разжижение теста, е. ф. валориметри-ческая оценка, е. вал. удельная работа деформации теста, е.а. упругость теста, мм отношение упругости к растяжимости, ед. объёмный выход хлеба, мл общая хлебопекарная оценка, балл

Предшественник - пар

Отличный улучшитель Хороший улучшитель Удовлетвор. улучшитель Ценные пшеницы Хороший филлер Удовлетвор. филлер Слабые пшеницы Итого, % 11 15 13 21 25 8 7 100 6 14 27 39 9 6 0 100 6 19 37 9 8 13 9 100 47 16 12 10 7 6 2 100 53 0 12 6 8 14 6 100 3 9 13 17 47 7 3 100 10 11 4 46 22 4 3 100

Предшественник - озимые

Отличный улучшитель Хороший улучшитель Удовлетвор. улучшитель Ценные пшеницы Хороший филлер Удовлетвор. филлер Слабые пшеницы Итого, % 6 13 11 24 36 9 3 100 9 5 12 34 26 15 0 100 8 10 36 11 2 20 14 100 47 17 11 7 9 3 7 100 35 0 19 5 15 13 13 100 1 3 14 18 46 12 6 100 10 6 6 38 31 7 3 100

Предшественник - яровая пшеница

Отличный улучшитель Хороший улучшитель Удовлетвор. улучшитель Ценные пшеницы Хороший филлер Удовлетвор. филлер Слабые пшеницы Итого, % 7 16 7 13 36 11 11 100 0 4 9 44 22 20 0 100 2 13 18 9 7 27 24 100 36 13 2 13 13 16 7 100 36 0 17 0 20 16 12 100 0 0 9 9 47 20 16 100 7 2 4 31 29 13 13 100

Кроме того, сильная мука должна иметь показатель упругости теста не менее 80 мм. В 75% случаев мука сильная по предшественникам пар и озимые, по яровой пшенице — в 51% случаев.

Для сильной муки отношение упругости к растяжимости теста должно находиться в пределах значений 0,7—2,0 ед. По данному показателю мука сильная по пару в 65% случаев, по озимым — в 54, по яровой пшенице — в 53% случаев.

Объёмный выход хлеба из 100 г муки сильной пшеницы должен быть не менее 1200 мл (метод лабораторной выпечки ЦЛГ), по данному показателю мука сильная в 25% случаев по пару, по озимым — в 18, по яровой пшенице — в 9% случаев.

Общая хлебопекарная оценка для сильной муки должна быть не ниже 4,5 балла, по пару она в 25, по озимым — в 22, по яровой пшенице — в 13% случаев является сильной.

Если за 100% принять сумму всех вероятностей по всем рассмотренным показателям физических свойств теста и хлебопекарной оценки муки, то

вероятность соответствия показателей качества сильной муке составит по пару 48%, по озимым — 40%, по яровой пшенице — 29%. Вероятность соответствия ценной муке составит: по пару — 21%, по озимым — 20%, по яровой пшенице — 17%. Хорошему филлеру соответствует по пару 18%, по озимым — 23, по яровой пшенице — 25% партий муки, удовлетворительному филлеру соответственно 8, 11 и 18% партий муки. Слабая мука составила по пару 4%, по озимым — 6, по яровой пшенице — 12%.

Выводы. На физические свойства теста и хлебопекарные качества муки оказывают влияние биотические (исходное качество зерна, погода) и абиотические (агротехнические) факторы.

Полученные регрессионные уравнения, описывающие связь данных показателей с исходным качеством зерна, могут применяться на практике для оценки хлебопекарных свойств яровой мягкой пшеницы на определённых этапах производства зерна, они позволят заменить сложный метод — выпечку хлеба более простыми методами оценки.

Регрессионные уранения, описывающие связь показателей физических свойств теста и хлебопекарной оценки муки со средней температурой и осадками в июле могут применяться на практике для прогноза показателей качества в зависимости от данных погодных факторов.

Установлено, лучшим предшественником для формирования показателей физических свойств теста и хлебопекарной оценки муки, соответствующих сильным пшеницам, является пар, худшие показатели получены по предшественнику яровая пшеница.

Литература

1. Крючков А.Г. Современные технологии в сельском хозяйстве. Оренбург, 2007. 432 с.

2. Дегтярева Г.В. Погода, урожай и качество зерна яровой пшеницы. Л.: Гидрометеоиздат, 1981. 216 с.

3. Ряховский А.В. Урожай и белковость зерна яровой пшеницы по различным предшественникам в зависимости от нормы высева семян и удобрений // Зерновые культуры, 1998. № 3. С. 18.

4. Долгалев М.П., Тихонов В.Е. Адаптивная селекция яровой пшеницы в Оренбургском Приуралье. Оренбург, 2005. 290 с.

5. Соколов Ю.В., Яичкин В.Н. Влияние почвенно-климати-ческих условий Оренбуржья, сортовых особенностей и агротехники выращивания на мукомольные и хлебопекарные свойства зерна яровой мягкой пшеницы // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2008. № 2 (18). С. 27-28.

6. Козьмина Н.П. Зерно. М.: Колос, 1969. 216 с.

Эффективность влияния азотосодержащих, калийных удобрений и серы на урожайность и качество ярового ячменя

Л.В. Сидорова, аспирантка, ФГБОУ ВО Оренбургский ГАУ

Ячмень — это одна из основных, важнейших зернофуражных культур в мире. По посевным площадям и валовому сбору среди зерновых он имеет достаточно большой удельный вес как в России, так и в мировом земледелии. По сравнению с пшеницей у данной культуры более короткий вегетационный период, и она способна формировать высокие урожаи как при коротком, так и при длинном световом дне.

Зерно ячменя содержит крахмал (50—60%) и белок (11—15%). Важно, что в белке имеются все незаменимые аминокислоты, большое количество солей железа, калия, кальция, магния, фосфора. Удельный вес ячменя в производстве зерна на кормовые цели достигает 80%. Зерно ячменя в производстве на кормовые цели (для приготовления круп), в пивоварении, медицине и др. [1, 2].

Сборы ячменя в РФ в 2015 г. составили 17546,2 тыс. т, что на 11,9% больше, чем в 2005 г. При этом посевные площади ячменя сократились на 2,2%. Весь прирост производства ячменя в РФ обеспечивается за счёт улучшения качественных показателей.

Первое место по размерам посевных площадей под ячмень в России занимает Оренбургская область — 573,1 тыс. га, или 6,1% от общей площади посевов. Однако из-за низкой урожайности регион в 2014 г. находился на 20-м месте по объёму валовых сборов [3].

В 2016 г. наблюдалось некоторое сокращение посевных площадей и рост валовых сборов ячменя в России. По данным МСХ РФ, Росстата, посевные площади ярового и озимого ячменя в России в 2016 г. в хозяйствах всех категорий составляли 8358,3 тыс. га, это на 5,9%, или на 527,1 тыс. га, меньше посевов 2015 г. Для сравнения: 10 лет назад (по итогам 2006 г.) площади составляли

9927,6 тыс. га, 15 лет назад (по итогам 2001 г.) — 10094,7 тыс. га.

На 1 ноября 2016 г. ячмень яровой и озимый был обмолочен с площади 8111,2 тыс. га, или 97% к посевной площади (в 2015 г. — 8190,2 тыс. га). Намолочено было 19056,4 тыс. т (в 2015 г. — 18221,6 тыс. т) при урожайности 23,5 ц/га (в 2015 г. — 22,2 ц/га). Прирост валовых сборов составил 834,9 тыс. т, или 4,6%. 10 лет назад (по итогам 2006 г.) валовые сборы составляли 18036,5 тыс. т, 15 лет назад (по итогам 2001 г.) — 19477,6 тыс. т.

На рисунке отражена структура производства ячменя в Российской Федерации.

Общий объём сборов составлял 19056,4 тыс. т. Доля Оренбургской области была равна 2,8,%, т.е. 526,8 тыс. т [4].

Одно из важнейших мест в системе агротехнических мероприятий, обеспечивающих получение стабильных урожаев сельскохозяйственных культур и повышение плодородия почв, принадлежит применению минеральных и органических удобрений. Минеральные и органические удобрения представляют сильное средство воздействия на почву (её физические, химические и биологические свойства) и растения — их питание, рост и развитие, урожай и его качество, устойчивость к неблагоприятным условиям. С увеличением дозы удобрений урожай растёт только до определённого предела [5, 6].

В связи с вышеизложенным перед нами встаёт следующая задача — увеличение валовых сборов ячменя и улучшение его качества. Для этого необходимо скорректировать технологию возделывания ярового ячменя к почвенно-климатическим условиям Оренбургской области, в том числе определить отзывчивость ячменя на припосевное внесение минеральных удобрений.

По нашему мнению, внесение минеральных удобрений весной во влажный слой почвы увеличит их