1.2 Биологические особенности культуры
Яровая пшеница из всех зерновых культур наиболее требовательна к условиям произрастания. Это объясняется некоторыми ее биологическими особенностями. Во-первых, следует отметить недружность и изреженность ее всходов. Во-вторых, развитие всходов происходит медленно. Вследствие этого посевы часто угнетаются сорняками. Кроме того, основная масса корней располагается в пределах пахотного слоя на глубине до 30 сантиметров, предельная глубина их проникновения редко превышает 50-60см. Поэтому влагу и питательные вещества пшеница может использовать только из верхних горизонтов почвы.
Яровая пшеница в целом требовательна к теплу, хорошо растет и развивается при умеренных температурах. Для дружного и быстрого прорастания семян пшеницы необходима температура 12-20градусов. Всходы переносят непродолжительные заморозки до 10градусов. Наибольшую устойчивость к низким температурам яровая пшеница проявляет в самые ранние фазы. Более устойчивыми к заморозкам являются засухоустойчивые сорта. Кущение лучше проходит при температуре 10-12градусов. Пониженная температура почвы в этот период положительно влияет на образование и развитие узловых корней, а тем самым и на высоту урожая пшеницы. В фазе колошения и молочного состояния зерна наиболее благоприятная температура 16-23градусов. В фазу всходов и начала кущения на сильно прогреваемых участках с почвами легкого механического состава могут быть ожоги прикорневых листьев, приводящие к их гибели.
Вода в жизни растений играет важнейшую роль. Она растворитель минеральных веществ и среда физико-химических процессов. Протоплазма живой клетки содержит более 80% воды, и только благодаря этому в ней может происходить непрерывный обмен веществ-основа жизни (А.С.Кружилин.,1977). Потребление воды по фазам развития распределяется следующим образом:
в период всходов 5-7% общего потребления воды за весь период вегетации;
в фазе кущения-15-20%;
выхода растений в трубку и колошения-50-60%;
молочного состояния зерна-20-30%;
восковой спелости-3-5%.
Период кущения и выхода растений в трубку-критический. Недостаток влаги в это время увеличивает количество бесплодных колосков (П.П.Вавилов., В.В.Гриценко.,1986).
По М.П.Кудинову(1925), П.Л.Удальской(1936),критический период начинается от выхода в трубку и продолжается до колошения.
А.И.Носатовский(1965) отмечает, что у пшеницы критический период наблюдается от кущения до колошения, когда идет развитие генеративных органов.
Яровая пшеница-растение длинного дня, что означает необходимость проведения посевов в ранние сроки.
Также высокие требования предъявляет к плодородию почвы, которая должна содержать достаточное количество усвояемых форм питательных веществ. Это объясняется относительно высоким и неравномерным поглощением питательных веществ за вегетационный период, слабой усвояющей способностью корней и сравнительно коротким вегетационным периодом. Пшеница хорошо удается на почвах со слабокислой и нейтральной реакцией почвенного раствора, плохо на супесчаных и засоленных почвах; также реагирует на плотность почвы: хуже растет на рыхлых супесях и уплотненных суглинках. На основных типах почв Забайкалья при высокой агротехнике и достаточном внесении удобрений дает довольно высокие урожаи до 30-40ц/га.
Яровая пшеница очень отзывчива на внесение удобрений. На формирование 1 центнера зерна и соответствующее количество соломы она использует 3,8-4,2кг. азота;1,1-1,2кг фосфора; 3,2-3,4кг калия, в первую очередь запасаясь фосфором, калием, и наконец азотом. В фосфорном питании она нуждается до полного колошения; в калийном-до цветения; в азотном-до молочной спелости (П.К.Иванов.,1971). Интенсивное поглощение азота в первой половине вегетации связано с ростом листьев и корней. После цветения, в период формирования и налива зерновок, также необходим большой приток азота, который удовлетворяется за счет внутренних резервов элемента, освобождающегося при распаде белков стареющих листьев и частей стебля.
Калий регулирует обводненность клеток, участвует в физиологических процессах и углеводном обмене.
Фосфор участвует в энергетическом обмене; особенно необходим в начальный период вегетации, когда энергично протекают ростовые и синтетические процессы. При недостатке фосфора в растениях накапливаются свободные нитраты, а значит синтез белков задерживается. Дефицит фосфора тормозит поступление аммонийного азота, а недостаток азота, в свою очередь, замедляет поступление фосфора (И.Г.Важенин, Е.А.Важенина.,1969).
1.3 Основные требования к качеству зерна яровой пшеницы
При рассмотрении понятия качество зерна необходимо разграничивать две основные стороны этого вопроса:
1. пищевое достоинство
2. технологические свойства-пригодность для изготовления хлеба.
Пищевое достоинство пшеницы зависит от химического состава зерна, главным образом содержания белка и его аминокислотного состава.
Белок-наиболее ценная часть пшеничного зерна. Поэтому содержание и состав его являются важнейшими показателями качества зерна. Чем выше содержание белка в зерне, тем лучше хлебопекарные свойства пшеницы. Количество протеина в пшеничном зерне может колебаться от7 до 22%. Для выпечки хлеба с содержанием протеина не ниже 12%. Белки формируются в эндосперме зерна. Их количество возрастает от центра зерна к периферии. Максимум белковых веществ находится в алейроновом слое, которые имеют низкую пищевую ценность. Качество белка определяется его составом и зависит от наследственных свойств сорта. Белки пшеничного зерна можно подразделить на четыре группы, различающие по растворимости в различных растворителях: альбумины-белки, растворимые в воде; глобулины-белки, извлекаемые растворами нейтральных солей; глиадины-белки, растворимые в 70-80% - ном растворе этилового спирта; глютенины-в слабых растворах щелочей. Корме перечисленных групп белков в зерне содержатся азотистые вещества, которые не извлекаются растворителями и составляют фракцию нерастворимого остатка. В белке пшеничного зерна содержится альбуминов 10-12%; глобулинов 8-10; глиадинов 45-50; глютенинов 30-40%. Основную часть белка составляют глиадины и глютенины. Это запасные белки, образующие клейковину. Альбумины и глобулины-ферментативные белки, играющие важную роль в ферментативных процессах, происходящих в растениях и организме человека. Они значительно богаче незаменимыми аминокислотами, такими, как лизин, триптофан, метионин, чем запасные белки. Однако хлебопекарные свойства пшеницы зависят от количества и качества запасных белков. (М.П.Чуб.,1980).
Содержание клейковины: Пшеница занимает первое место в мировом производстве. Этим она обязана, прежде всего, удивительной способности образовывать клейковину, от количества и качества которой зависит качество хлеба. Клейковина пшеницы представляет собой сложный белковый комплекс, получаемый при отмывании водой пшеничного теста. В этом комплексе молекулы белка при замешивании теста соединяются посредством дисульфидных, водородных, ионных и других связей в своего рода каркас, пронизывающий тесто. Именно то клейковины зависят, прежде всего, вязко-эластичные свойства теста, его способность удерживать углекислый газ, разрыхлятся и давать при выпечке упругий, эластичный, пористый мякиш хлеба. Хлебопекарные качества муки определяются не только количеством, но и качеством клейковины. Например, два сорта с одинаковым содержанием белка могут давать хлеб совершенно различного качества. Под качеством клейковины понимают совокупность ее физических и физико-химических свойств- эластичность, упругость, растяжимость, связность, способность к набуханию.(В.Г.Минеев, А.Н.Павлов.,1981). Для оценки качества клейковины применяют ряд приборов. Измеритель деформации клейковины ИДК-1 показывает сжимаемость шарика сырой клейковины грузом определенной величины. Для определения на ИДК-1 требуется 4 грамма сырой клейковины. При определении качества клейковины, как подчеркивает Н.П. Козьмина(1976), необходимо учитывать, что процесс формирования клейковины при отмывании протекает во времени и зависит от температуры, и, что особенно важно, свойства отмытой клейковины как упруго-вязко-эластичного тела изменяется с течением времени. Поэтому качество клейковины следует определять объективными методами не только при строго определенном времени от завершения отмывания до начала измерения, но и через определенные промежутки времени отлежки клейковины.
Оценка качества муки: На альвеографе Шопена определяют хлебопекарную силу муки в Джоулях. Этот показатель выражается через работу, затраченную на выдувание теста в пузырь до разрыва. Хорошая мука образует упругое тесто, не разжижающееся при активном замесе, способное удерживать большое количество газа. Этот показатель определяют по измерению альвеограммы, вычерчиваемой прибором. По высоте альвеограммы устанавливают упругость клейковины, по основанию-растяжимость. Упругость теста сильных пшениц должна быть не ниже 80 мм, а отношение упругости к растяжимости - в пределах 0,8-2. Тесто из муки слабых пшениц легко растягивается и быстро разрывается. У сильной пшеницы сила 280-300 Дж, средней- 200 и слабой-ниже 200Дж.
На фаринографе Брабендера определяют водопоглотительную способность муки и физические свойства теста. Показатель разжижения теста на фаринографе в у. е. для сильной пшеницы должен быть не более 80, для средней-не более 150, для слабой - более 150. Обобщающим показателем физических свойств теста является валориметрическая оценка
Объемный выход хлеба: дает наиболее полное представление о хлебопекарных качествах пшеницы. Он является комплексным показателем газообразующей и газоудерживающей способности муки и зависит от содержания естественных сахаров, качества крахмала, ферментативной активности амилазы, содержания и качества клейковины, активности фермента протеазы. При оценке качества выпеченного хлеба определяют его внешний вид, пористость, эластичность, цвет мякиша, вкус и запах. Эти показатели устанавливают органолептически и оценивают по пятибалльной шкале.
Стекловидность зерна: важнейший показатель его качества. Он характеризует консистенцию эндосперма. Стекловидность определяется по внешнему виду и степени прозрачности эндосперма. По стекловидности зерно подразделяют на стекловидное, частично стекловидное и мучнистое. Стекловидное зерно отличается повышенным содержанием белка, клейковины, хорошей углеводно-амилазной активностью, высоким выходом муки. Для определения стекловидности зерновки разрезают поперек, посередине и разделяют на три группы, которые были перечислены выше.
Натура зерна: масса единицы объема, она тем больше, чем большее количество зерен поместилось в определенном объеме, и чем больше удельный вес зерна. Натура в первую очередь зависит от плотности укладки зерна в данном объеме, или от скважности зерновой массы. На натуру зерна оказывает влияние форма зерна, его выполненность и характер поверхности. Натурная масса непосредственно связана с выходом муки. Чем выше натура зерна, тем выше выход муки. Натуру зерна определяют взвешиванием определенного объема зерна с помощью пурки, и выражают 1 литр зерна в граммах(750-800гр.).
Масса 1000 зерен: по В.Г.Минееву, А.Н.Павлову(1981) масса 1000 зерен характеризует размер и выполненность зерна. В зависимости от условий выращивания этот показатель колеблется в широких пределах(20-50г.). Масса 1000 зерен является не только показателем качества зерна, но и в какой-то мере характеризует условия выращивания. Имеются данные о том, что масса 1000 зерен находится в обратной корреляции с содержанием белка в зерне. Но также имеются данные и о том, что между этими показателями нет обратной зависимости, наоборот наблюдается даже положительная корреляция. И на основании этого можно сделать заключение:
1. Когда масса 1000 зерен уменьшается в результате действия неблагоприятных погодных условий, то более мелкое зерно будет иметь повышенное содержание белка;
2. Если различия в величине зерновок связаны с их расположением в колосе, то более крупное зерно имеет и более высокое содержание белка;
3. Чрезвычайно важным фактором, определяющим накопление белка в зерне, являются условия азотного питания. Хорошее снабжение растений азотом и благоприятная водообеспеченность повышает содержание белка в зерне и массу 1000 зерен.
1.4 Влияние природно-климатических условий на качество зерна
Из всех природных факторов-климатический менее всего поддается воздействию направленной деятельности человека. Постоянным влиянием этого фактора определяется известная степень риска ведения сельскохозяйственного производства. Необходимо учитывать воздействие климатического фактора, применительно к условиям района, конкретного хозяйства, культуры, чтобы применять гибкую, соответствующую обстоятельствам агротехнику. Для формирования высокого урожая зерна хорошего качества растениям, кроме наличия в почве элементов питания необходимо во время прорастания семян и на протяжении всего вегетационного периода соответствующее влагообеспечение.
Многочисленные исследования показали, что в зависимости от района произрастания сильно меняется химический состав зерна различных культур, и в частности, содержание белка. Как правило, низкой белковостью отличается зерно, получаемое в районах с избыточным увлажнением, и наивысшей-в засушливых.(Н.С.Беркутова.,1991).
Учитывая высокую ценность белка, уделяли особое внимание выяснению роли метеорологических факторов в его накоплении в зерне яровой пшеницы. С увеличением количества осадков и запасов продуктивной влаги в почве содержание белка в зерне уменьшается, а с повышением температуры-увеличивается. Для накопления белка в зерне мягкой пшеницы наиболее существенное значение имеет обеспеченность растений влагой в фазу выхода в трубку, а в зерне твердой-в фазы выхода в трубку и молочной спелости. Наиболее сильное влияние засухи на урожай пшеницы отмечается в период формирования цветка и архиспориальной ткани(6 этап органогенеза), который совпадает с фазой выхода в трубку. Чем больше влаги в почве в данный период, тем больше закладывается полноценных цветков в колосе и тем выше урожай. Влияние температуры на накопление белка в зерне имеет два максимума. Первый приходится на период всходы-начало выхода в трубку(2 и 4 этапы органогенеза-закладка сегментов стебля, колосков в колосе). По исследованиям Ф.М.Куперман, высокие температуры на 2-4 этапах органогенеза приводит к формированию меньшего числа сегментов стебля, листьев, колосков в колосе. Второй максимум совпадает с периодом колошение-молочная спелость. В это время оплодотворяется и формируется зерновка, в зерно поступает максимальное количество питательных веществ (Г.В.Дегтярева.,1981). Для формирования высокого урожая зернам хорошего качества нужен оптимальный погодный режим в период вегетации, в частности, во время налива зерна(от цветения до восковой спелости). В этой фазе желательна сравнительно сухая погода.
Обильное выпадение осадков нередко вызывает полегание посевов пшеницы. При этом нарушается нормальная ассимиляционная деятельность листового аппарата растений, а наливающееся зерно сильно дышит, расходуя на этот процесс углеводы. Выпадение обильных осадков в предуборочные дни и после уборки - обесцвечивание зерна. Ранние осенние заморозки сказываются на внешнем виде и вообще на качестве зерна.
В ходе налива и созревания зерна крайне нежелателен и острый недостаток влаги, и слишком высокие температуры, так как они обусловливают преждевременный переход азотистых веществ и углеводов из стеблей, листьев и колосковых чешуй в зерно и приводят к свертыванию белков, щуплости и снижению массы зерна. Т.И.Усольцева(1959) подтвердила зависимость качества клейковины от количества и распределения осадков в период созревания пшеницы, особенно во второй его половине. Чем больше выпадает в это время осадков, тем слабее клейковина. Искусственный полив пшеницы также ослабляет клейковину. В отношении влияния метеорологических условий на качество клейковины в созревающей пшенице следует особо отметить случаи повреждения ее ранними заморозками. Морозобойное зерно внешне выглядит невыполненным, щуплым и морщинистым, содержание клейковины в нем ниже, чем в нормальном, причем клейковина отмывается с трудом, так как частицы ее медленно набухают и плохо слипаются в общую массу. Только при длительном и осторожном отмывании удается выделить из морозобойного зерна максимум клейковины, которая получается малосвязной, короткорвущейся и по своим физиологическим свойствам очень похожа на клейковину из пшеницы на ранних фазах созревания(А.Б.Вакар.,1961).
Не рекомендуется смешивать влажное зерно с сухим, полученным в сухое время, так как от этого может ухудшиться состояние сухого. Зерно, увлажненное и поврежденное плесенью на корню, обладает повышенной активностью фермента амилазы, переводящей крахмал в сахар, который распадается на углекислоту и воду, что приводит не только к усилению дыхания зерна, но и к прорастанию. Такое зерно необходимо очистить от сорной примеси и просушить.
0 комментариев