Формирование качества зерна сортов яровой мягкой пшеницы

УДК 633.111.1

ФОРМИРОВАНИЕ КАЧЕСТВА ЗЕРНА СОРТОВ ЯРОВОЙ МЯГКОЙ ПШЕНИЦЫ

Н.З. ВАСИЛОВА, кандидат сельскохозяйственных наук, зав. лабораторией

Д-л.Ф. АСХАДУЛЛИН, кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник

Д-р.Ф. АСХАДУЛЛИН, кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник

Э.З. БАГАВИЕВА, кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник

М.Р. ТАЗУТДИНОВА, научный сотрудник Г.Р. НАСИХОВА, младший научный сотрудник И.И. ХУСАИНОВА, младший научный сотрудник Татарский научно-исследовательский институт сельского хозяйства, Оренбургский тракт, 48, Казань, 420059, Российская Федерация

Резюме. Влияние почвенно-климатических условий региона на качество зерна пшеницы неоспоримо, в то же время имеются результаты исследований, убедительно доказывающие наличие сортов с высокими хлебопекарными и мукомольными свойствами более адаптивных по параметрам качества зерна. Цель наших исследований изучение закономерностей формирования качества зерна у районированных сортов яровой мягкой пшеницы в условиях Предкамской зоны Республики Татарстан (более увлажненной и прохладной части республики) для выявления сортов, которые устойчиво формируют высокое качество зерна, удовлетворяющее требованиям хлебопекарной промышленности. Проведен анализ качества зерна 15 сортов яровой мягкой пшеницы, допущенных к использованию по Республике Татарстан, в семилетнем испытании. Содержание белка и клейковины в зерне зависело от ГТК и суммы осадков в июле (период налива зерна). Генотип оказывает большее влияние на содержание клейковины в зерне, массу 1000зерен, время образования и устойчивости теста, а также валориметрическую оценку; условия выращивания - на содержание белка в зерне, объем хлеба, стекловидность зерна и водопоглотительную способность муки. Сильной изменчивостью характеризуется признак сила муки; слабой - натура зерна, содержание клейковины и ее качество (ИДК-1), валориметрическая оценка. Разжижение теста и максимальное избыточное давление отличаются сильной изменчивостью по условиям выращивания и средней по сортам. Наилучшим сочетанием параметров качества из районированных сортов обладает Тулайковская 10, он так же более адаптивный по параметрам качества. По большинству показателей качество зерна районированных сортов соответствует требованиям, предъявляемым к «сильной» и «ценной» пшенице. Исключение составляет - сила муки, которая удовлетворяет требованиям «сильной» и «ценной» пшеницы только у сортов Тулайковская 10, Хаят, Казанская Юбилейная и Злата. При соблюдении «технологической дисциплины» условия региона благоприятны для производства зерна яровой мягкой пшеницы высокого качества, даже сортов отнесенных к «филлерам». Ключевые слова: яровая мягкая пшеница, сорт, качество зерна, белок, клейковина, реологические свойства теста Для цитирования: Формирование качества зерна сортов яровой мягкой пшеницы/ Н.З. Василова, Д-л.Ф. Асхадуллин, Д-р.Ф. Асхадуллин, Э.З. Багавиева, М.Р. Тазутдинова, Г.Р. На-сихова, И.И. Хусаинова// Достижения науки и техники АПК. 2016. Т.30. №11. С. 42-44.

В Государственном реестре селекционныхдостижений, допущенных к использованию по Республике Татарстан на 2016 г., находились 5 сортов «сильной» пшеницы, 8 сортов «ценной» и 5 сортов «филлеров». Почвенно-климатические условия региона благоприятны для выращивания зерна яровой мягкой пшеницы с высокими хлебопекарными свойствами. Однако из-за нарушения технологической дисциплины в производственных условиях не всегда проявляют свои свойства даже сорта «сильных» пшениц. Валовой сбор зерна яровой пшеницы в республике по

данным МСХиП РТ в 2015 г. составил 1,01 млн т, при этом сбор продукции сортов, отнесенных к «филлерам» составляет, по меньшей мере, 70%. Таким образом, имеющиеся тенденции могут привести к снижению качества заготавливаемого зерна. В то же время есть результаты исследований, убедительно доказывающие наличие сортов с высокими хлебопекарными и мукомольными свойствами более адаптивных по параметрам качества зерна [1, 2, 3, 4, 5], то есть их широкое распространение позволит сгладить последствия нарушения агротехники.

Цель наших исследований - изучить закономерности изменения качества зерна сортов яровой мягкой пшеницы в условиях Республики Татарстан для выявления сортов, которые устойчиво формируют высокое качество зерна, удовлетворяющее требованиям хлебопекарной промышленности.

Условия, материалы и методы. Работа выполнена в лабораториях селекции яровой пшеницы и технологических анализов Татарского НИИСХ по результатам экологического сортоиспытания в 2009-2015 гг.

Опытные посевы закладывали на экспериментальных участках института в Предкамской зоне Республики Татарстан на типичных серых-лесных, хорошо окультуренных почвах. Почвы среднегумусированные, реакция среды, близкая к нейтральной, содержание подвижных форм фосфора и калия в пахотном слое почвы по Кирсанову (ГОСТ 26207-91) - 312 и 178 мг/кг почвы, соответственно. Технология возделывания - типичная для зоны.

Мукомольно-хлебопекарные качества зерна оценивали по общепринятым методикам: содержание белка - по Кельдалю (ГОСТ 10846-91); стекловидность - по ГОСТ 10987-76, натуру - по ГОСТ 10840-64, массу 1000 зерен -по ГОСТ 10842-89; количество сырой клейковины в зерне -ручным методом (ГОСТ 13586.1-68, ГОСТ Р 54478-2011); качество клейковины - по индексу деформации на приборе ИДК-1; реологические свойства теста - на приборах аль-веограф (ГОСТ Р 51415-99) и фаринограф (ГОСТ Р 5140499). Хлебопекарную оценку проводили по лабораторным выпечкам (ГОСТ 27669-88) методом интенсивного замеса без добавления улучшителей. Статистическую обработку результатов исследований осуществляли по методическому руководству Б.А. Доспехова.

Объектом исследования служили 15 сортов яровой мягкой пшеницы, районированных в Татарстане в разные годы, различающихся по потенциалу продуктивности и имеющих разные хлебопекарные качества.

Погодные условия весны - лета в период проведения исследований имели свои особенности. Гидротермический коэффициент мая - июня, когда происходит интенсивный рост вегетативной массы, варьировал по годам испытания от 1,11 в 2011 г. до 0,33 в 2010 г. (табл. 1). В июле (период налива зерна) размах колебаний величины этого показателя был еще больше - от 0,11 в 2010 г. (при сумме среднесуточных температур 831 0С и практически полном отсутствии осадков - 9 мм) до 1,86 в 2015 г. (когда сумма осадков в июле составила 111 мм).

Результаты и обсуждение. О сильном влиянии на хлебопекарные качества пшеницы почвенно-климатических условий региона указывал еще Фляк-сбергер К.А [6], при этом он отмечал важную роль сорта в повышении качества зерна. Корреляционный анализ продемонстрировал наличие средней линейной зависи-

Таблица 1. Характеристика гидротермического режима за май - июль

Показатель 2009 г. 2010 г. 2011 г.\2012 г.\2013 г. 2014 г. 2015 г.

ГТК май-июнь 0,57 0,33 1,11 0,95 0,53 0,8 0,63

ГТК июль 1,20 0,11 0,59 0,87 1,55 0,53 1,86

Сумма среднесуточных

температур в июле, 0С 583 831 694 833 619 583 597

Сумма осадков в июле, мм 70 9 41 55 96 31 111

Валориметрическая оценка - обобщающий показатель реологических свойств теста. Наилучшая величина этого показателя отмечена у Тулайков-ской 10 - в среднем 72%. У

мости содержания белка и клейковины в зерне от ГТК в остальных сортов она не опускалась ниже 51%. Вели-июле (соответственно, г=0,46**±0,09 и г=0,51**±0,08) и чины удельной работы деформации теста (сила муки), суммы осадков в июле (соответственно, г=0,48**±0,09 удовлетворяющие требованиям «сильной» пшеницы, и г=0,52**±0,08, здесь и далее ** - значимо на 1%- отмечены у сортов Тулайковская 10, Хаят и Казанская ном уровне). От суммы среднесуточных температур в Юбилейная.

Таблица 2. Показатели качества рекомендованных к возделыванию в РТ сортов яровой мягкой пшеницы

Сорт, линия Зерно Мука

стекло-вид- ность, % содержание, % качество клейковины, е.шк степень разжижение теста, е.ф. валориметрическая оценка, % удельная работа деформации теста, е.а. упругость теста, мм P/L

белка сырой клейковины

«Сильная»

Тулайковская 10 73 15,5 34,4 78 45 72 347 96 1,01

Казанская Юбилейная 68 13,8 30,7 79 73 60 304 101 1,10

Среднее 71 14,6 32,6 78 59 66 326 99 1,06

<Ценная»

Злата 76 15,3 31,0 81 58 57 262 80 0,97

Экада 109 61 13,5 27,7 78 73 57 182 60 0,54

Иделле 65 14,6 29,3 86 61 58 237 96 1,20

Хаят 77 13,6 29,2 80 60 60 337 88 0,90

Экада 113 72 14,4 32,0 88 75 62 215 80 0,48

Омская 33 55 12,9 26,2 80 75 56 241 66 0,67

Эстер 78 15,6 33,6 83 61 66 240 70 0,65

Среднее 69 14,3 29,9 82 66 59 245 77 0,77

«Филлер»

Йолдыз 70 12,8 24,4 75 75 55 208 76 0,79

Симбирцит 64 13,5 28,5 84 76 57 206 72 0,83

Экада 70 67 13,9 29,6 81 72 58 241 79 0,80

Маргарита 65 13,5 27,6 88 98 51 133 61 0,89

Экада 66 68 13,9 29,3 81 67 62 209 73 0,91

Среднее 67 13,5 27,9 82 78 57 199 72 0,84

Классификационные нормы

Ценная 50 13 25 45-85 <80 55 260 70 0,7-2,2

Сильная 60 14 28 45-75 <60 70 280 80 0,7-2,0

июле зависела водопоглотительная способность муки и стекловидность (соответственно, r=0,59**±0,08 и r=0,60**±0,08), что косвенно отражает влияние среднесуточных температур на формирование крахмала в зерне. Взаимосвязи с другими показателями качества были либо слабыми, либо не достоверными.

В наших исследованиях все сорта, кроме Омской 33, по стекловидности зерна соответствовали ограничительным классификационным нормам «сильной» пшеницы. Наибольшей она была у сортов Эстер, Хаят и Злата (табл. 2).

Самым высоким содержанием белка отличались сорта Тулайковская 10, Злата и Эстер, первый из которых отнесен к «сильным», а остальные к «ценным» пшеницам. По количеству клейковины в зерне все сорта, кроме Йолдыз, соответствовали показателям «сильной» и «ценной» пшеницы. Наибольшая величина этого показателя отмечена у сорта Тулайковская 10 - 34,4%. Качество клейковины соответствовало II-III группе у всех сортов, кроме упомянутого сорта Йолдыз, у которого оно находилось на уровне I группы. Ни один из изученных сортов не гарантировал получения зерна 2-го и более высокого класса во все годы изучения, главным образом из-за несоответствия клейковины I группе качества.

Степень разжижения теста у большинства сортов яровой пшеницы, выращенных в условиях региона, была низкой, только у сорта Маргарита она не удовлетворяла требованиям «ценной» пшеницы.

У всех сортов, отнесенных к «филлерам», кроме сорта Маргарита, упругость теста и ее отношение к растяжимости (РД) находились на уровне «ценных» сортов, то есть эти признаки не могут быть достаточно надежными при определении качества зерна в нашей зоне.

По результатам дисперсионного анализа «качественных» характеристик зерна большее влияние

Таблица 3. Доля влияния факторов в формировании «качественных» характеристик яровой мягкой пшеницы, %

Показатель «Генотип» (n=15) «Условия» (m=7) Случайные

Содержание белка в зерне 21,6 66,0 12,4

Содержание сырой клейко-

вины в зерне 45,7 37,8 16,5

Показатель ИДК-1 23,1 24,1 52,8

Масса 1000 зерен 36,0 30,5 33,5

Стекловидность зерна 15,2 58,0 26,8

Водопоглотительная спо-

собность 28,8 55,1 16,1

Время образования теста 45,1 23,5 31,4

Устойчивость теста 40,2 38,6 21,1

Степень разжижения теста 26,4 47,9 25,8

Валориметрическая оценка 35,8 29,7 34,5

Энергия деформации теста 35,9 39,0 25,1

Упругость/растяжимость, Р^ 16,6 54,2 29,2

Упругость теста 27,1 33,7 39,2

Объем хлеба 10,0 72,1 17,9

Таблица 4. Варьирование показателей качества зерна яровой пшеницы

Показатель Фактор Предел варьирования Cv, %

Натура зерна, г/л сорт 770-809 1,2

условия 771-810 1,6

Содержание белка, % сорт 12,8-15,6 6,4

условия 13,1-15,8 12,0

Содержание клейкови- сорт 24,4-34,4 9,0

ны, % условия 27,1-33,7 8,7

Качество клейковины, сорт 75-88 5,1

ед. ИДК-1 условия 75-88 6,1

Сила муки, е.а. сорт 133-347 24,1

условия 179-338 24,4

Разжижение теста, е.ф. сорт 45-98 17,0

условия 50-94 23,3

Валориметрическая сорт 51-72 8,4

оценка условия 54-67 8,3

Максимальное избыточ- сорт 61-101 16,9

ное давление, мм условия 61-100 20,8

Объемный выход хлеба, сорт 415-546 6,1

см3 условия 340-598 17,9

генотипа отмечено на такие признаки, как содержание клейковины в зерне, масса 1000 зерен, время образования и устойчивость теста, валориметрическая оценка (табл. 3). От условий выращивания сильнее зависели содержание белка в зерне, объем хлеба, сте-кловидность зерна и водопоглотительная способность муки. Сильной изменчивостью отличался признак сила муки, слабой - натура зерна, содержание клейковины и ее качество (ИДК-1), валориметрическая оценка (табл. 4). Разжижение теста и максимальное избыточное давление характеризовались сильной

изменчивостью по условиям выращивания и средней по сортам.

Наилучшей выраженностью большинства показателей качества зерна отличался сорт Тулайковская 10, что подтверждает предположение о наличии сортов яровой мягкой пшеницы более адаптивных по параметрам качества.

В целом следует отметить, что однолетние испытания не позволяют объективно оценивать все показатели качества сорта. Так, ни в один год наших исследований не формировались условия для реализации сразу всех изученных параметров.

Выводы. Среди испытанных 15 сортов яровой мягкой пшеницы, допущенных к использованию по Республике Татарстан, наилучшим сочетанием параметров качества обладал сорт Тулайковская 10. Кроме того, он отличался большей устойчивостью их проявления в различных условиях среды. Наиболее «слабым» качеством зерна по комплексу признаков характеризовался сорт Маргарита.

По усредненным данным большинство показателей качества зерна испытанных сортов соответствовало параметрам «сильной» и «ценной» пшеницы, исключение составляла сила муки. Этот признак находился на уровне «сильной» и «ценной» пшеницы только у сортов Тулайковская 10, Хаят, Казанская Юбилейная и Злата.

Условия выращивания оказывали наибольшее влияние на такие параметры качества зерна пшеницы, как содержание белка, объем хлеба, стекловидность, водопоглотительная способность муки.

Даже сорта яровой мягкой пшеницы, отнесенные к «филлерам», формировали в регионе зерно высокого качества.

Литература.

1. Бебякин В.М., Прянишников А.И., Сергеева А.И. Адаптированность сортов озимой пшеницы в условиях Поволжья и вклад генотипа в формирование качества зерна // Сельскохозяйственная биология. 2005. №1. С. 55-58.

2. Неттевич Э.Д. Избранные труды. Селекция и семеноводство яровых зерновых культур. Селекция яровой пшеницы. М.: Немчиновка, НИИСХЦРНЗ, 2008. С. 194-197.

3. Сандухадзе Б.И., Рыбакова М.И., Осипова А.В. Качество сортов озимой пшеницы, возделываемых в условиях Центрального Нечерноземья //Хлебопродукты. 2013. № 9. С. 62-64.

4. Сергеева А.И. Качество зерна, смесительная способность и адаптивность сортов и линий озимой пшеницы в связи с селекцией: автореф. дис. ...канд. с.-х. наук. Саратов, 2007. 23 с.

5. Шаболкина Е.Н., Чичкин А.П., Сюков В.В. Генотип-средовые взаимодействия по показателям качества зерна у сортов яровой мягкой пшеницы //Аграрный вестник Юго-Востока. 2010. № 2 (5). С. 22-23.

6. Фляксбергер К.А. Пшеницы. М.; Л.: Сельхозгиз, 1938. 295 с.

FORMATION OF GRAIN QUALITY OF SPRING SOFT WHEAT VARIETIES

N.Z. Vasilova, D-l.F. Askhadullin, D-r.F. Askhadullin, E.Z. Bagavieva, M.R. Tazutdinova, G.R. Nasihova, I.I. Khusainova

Tatarian Agricultural Research Institute, ul. Orenburgskii trakt, 48, Kazan', 420059, Russian Federation

Summary. The influence of soil and climatic conditions of the region on the quality of wheat grain is undeniable, at the same time, there are research results, convincingly proving the existence of varieties with good baking and milling properties, which are more adaptive in the parameters of grain quality. The purpose of our research was the investigation of formation regularities of grain quality from the zoned cultivars of spring soft wheat under conditions of Pre-Kama zone of the Republic of Tatarstan (more moist and cool part of the republic), in order to identify varieties stably forming grain of high quality, satisfying the requirements of the baking industry. The analysis of grain quality of 15 varieties of spring soft wheat, approved for use in the Republic of Tatarstan, was carried out in the seven-year investigation. The protein and gluten contents in grain depended on the hydrothermal coefficient and the amount of precipitation in July (the period of grain formation). The genotype has a greater effect on gluten content in grain, weight of 1000 grains, the time of formation and stability of dough, as well as on valorimeter score; the cultivation conditions influence protein content in grain, bread volume, hardness of grain and water absorption capacity of flour. The flour strength is characterized by strong variability; grain unit, content and gluten quality (IDK-1), valorimeter score are characterized by weak variability. Dilution of dough and maximal overpressure are distinguished by strong variability over growing conditions and average one over varieties. Tulaikovskaya 10 variety has the best combination of quality parameters, it is also more adaptive in quality parameters. According to the most characteristics, the quality of grain of the zoned cultivars complies with the requirements to "strong" and "valuable" wheat. The exception is the strength of flour, which meets the requirements of "strong" and "valuable" wheat only in the varieties Tulaikovskaya 10, Khayat, Kazanskaya Yubileinaya and Zlata. In compliance with the "technological discipline," the conditions of the region are favorable for the production of grain of spring soft wheat of high quality, even for the varieties considered as "fillers".

Keywords: spring soft wheat, variety, grain quality, protein, gluten, rheological properties of dough.

Author Details: N.Z. Vasilova, Cand. Sc. (Agr.), head of laboratory (e-mail: tatniva@mail.ru); D-l.F. Askhadullin, Cand. Sc. (Agr.), senior research fellow; D-r.F. Askhadullin, Cand. Sc. (Agr.), senior research fellow; E.Z. Bagavieva, Cand. Sc. (Agr.), senior research fellow; M.R. Tazutdinova, research fellow; G.R. Nasihova, junior research fellow; I.I. Khusainova, junior research fellow For citation: Vasilova N.Z., Askhadullin D-l.F., Askhadullin D-r.F., Bagavieva E.Z., Tazutdinova M.R., Nasihova G.R., Khusainova I.I. Formation of Grain Quality of Spring Soft Wheat Varieties. Dostizheniya nauki i tekhnikiAPK. 2016. V.30. No. 11. Pp. 42-44 (in Russ.).