Анализ взаимосвязи между признаками, характеризующими технологические свойства зерна и крупы риса

Рис является важной продовольственной культурой уже несколько тысяч лет. В Китае, Японии и Индии крупа риса -основной продукт питания. В быту также используют рисовую лузгу, солому, масло, муку, хлеб, крахмал, алкоголь и многое другое.

Современные технологии производства зерна и переработки его в крупу невозможны без глубокого изучения всех ботанических особенностей растения, анатомо-морфологических и физико-химических характеристик зерновки.

Анализ качественных показателей в питомниках контрольного и конкурсного испытания позволяет вести целенаправленный отбор лучших образцов в сочетании с высокой продуктивностью.

Цель исследований - оценить взаимосвязи между технологическими показателями зерна и крупы образцов риса лаборатории селекции, семеноводства и технологии возделывания риса ВНИИЗК им. И.Г. Калиненко.

Материал и методика. Объектом исследований послужили 140 образцов риса контрольного и конкурсного сортоиспытания урожая 2010—2012 года. В качестве стандарта был использован сорт Боярин (селекции ВНИИЗК), рекомендованный для возделывания в Ростовской области.

Технологические показатели качества зерна и крупы определяли в лабораторных условиях кафедры селекции и генетики сельскохозяйственных культур АЧГАА в двух повторениях согласно методике

ВНИИ риса [5]. Обработку данных проводили с помощью компьютерных программ Statistica 6.0 и Microsoft Excel.

Результаты исследований. Высокие технологические достоинства сортов риса определяются рядом показателей: индексом зерновки (отношение длины к ширине), массой 1000 зерен, пленчатостью, стекловидностью и трещиноватостью эндосперма, выходом крупы и целого ядра, коэффициентом разваримости и биохимическими показателями. Перспективную селекцию можно вести при изучении всего комплекса качественных показателей, используя взаимосвязи между ними [2,4].

В наших исследованиях установлены парные достоверные связи между всеми признаками. Для анализа связей был применен метод корреляционных плеяд, предложенный П.В. Терентьевым (1928), (рис. 1).

Рис. 1. Корреляционные плеяды признаков зерна и крупы риса, 2012 г.

Примечание: 1 — урожайность, т/га; 2 — пленчатость, %; 3 — выход мучки, %;

4 — выход крупы, %; 5 — выход сечки, %; 6 — выход целого ядра, %;

7 - стекловидность, %; 8 - масса 1000 зерен, г; 9 - трещиноватость, %;

10 - длина зерновки (1), мм; 11 - ширина зерновки (Ь), мм;

12-толщиназерновки, мм; 13 — 1/Ь.

Из графика видно, что основная плеяда находится на уровне 0,3 с мощностью 12, относительной мощностью - 0,92 и крепостью - 0,3. Таким образом, между технологическими показателями изученного набора сортообразцов в основном достоверные средние прямые и обратные связи.

Крупность характеризуется по массе 1000 зерен, длине и ширине зерновки. Максимальная масса 1000 зерен отмечена в 2010 г. - 40,3 г. У Боярина этот показатель в среднем 33,2 г. В 2011 г. анализируемые образцы были средней крупности, с массой 1000 зерен 24,0-31,2 г. В 2012 г. вариация признака составляла 24,2-32,4 г. В среднем за годы исследований у изученных образцов масса 1000 зерен варьировала в пределах 25-31,4 г. Самое крупное зерно, свыше 30 г, было у сортообразцов Дон 9442, Дон 9452, Дон 9470 и Дон 9870.

В резул ьтате корреляцион но-регрес-сионного анализа установлена средняя прямая связь между массой 1000 зерен, длиной (г = 0,56 ± 0,12) и шириной (г = 0,51 ± 0,13) зерновки и определена зависимость массы 1000 зерен от этих признаков (рис. 2).

Рис. 2. Зависимость массы 1000 зерен от длины и ширины зерновки, 201 1 г.

На графике поверхности видно, что при длине зерновки более 5,8 мм, а ширине - более 2,85 мм, масса 1000 зерен составляет более 29 г.

Сортовым признаком является плен-чатость^ или количество цветковой пленки по отношению к общей массе зерна в процентах. Признак имеет важное значение для защиты зерновки от болезней и вредителей, в то же время, высокая пленчатость приводит к снижению выхода крупы (г = -0,93 ± 0,04). Чешуя (шелуха) составляет приблизительно 20% общей массы риса, но колеблется в диапазоне от 16 до 28%. У современных российских сортов пленчатость составляет 16-22% (у стандарта -19,6%) [3]. В наших исследованиях данный признак варьировал в пределах 18-25,3%.

Основная задача переработки риса в крупу - максимальное удаление внешних покровов зерна, не усваиваемых человеческим организмом. Кроме того, зерно без оболочек легче и быстрее приготовить для употребления в пищу. В зависимости от способа обработки, рис делится на шлифованный, полированный и дробленый [1,2].

Общий выход крупы и содержание целого ядра являются комплексными показателями технологических качеств риса.

Это очень важные свойства риса, обусловленные особенностями строения эндосперма зерна. Определить эти свойства можно только с помощью специальных приборов; таких работ еще проводится недостаточно. В зависимости от различных факторов они могут варьировать в пределах 60-75 и 50-95% соответственно. Однако в процессе переработки зерна в крупу по общему выходу шлифованной крупы и содержанию в ней целого ядра с учетом всех других показателей (пленчатости, трещиноватости) можно дать характеристику качеству крупы. При соблюдении основных требований технологии возделывания, уборки и после-уборочной обработки риса, районированные сорта обеспечивают выход крупы в пределах 69-72% при содержании целого ядра 75-98%. В наших исследованиях варьирование признаков составило 64-72 и 52-95% соответственно.

Между выходом крупы и выходом целого ядра установлена прямая средняя корреляционная связь (г = 0,47 ± 0,18), а между выходом крупы и пленчатостью - обратная средняя (г = -0,56 ± 0,17). Выход целого ядра более 80% можно получить при выходе крупы более 67% и пленчатости менее 19 или более 23% (рис. 3).

Оптимальное сочетание этих признаков при значении пленчатости 18-19%. Высокий процент пленчатости, вероятно, защищает зерно от дробления и тем самым тоже способствует увеличению выхода целого ядра. То есть, связь здесь носит в какой-то степени криволинейный характер.

Рис. 3. Зависимость выхода целого ядра от выхода крупы и пленчатости, 2011 г.

Зерно риса сильнее, чем зерно других зерновых культур, при неблагоприятных условиях уборки, хранения или транспортировки подвергается растрескиванию, что влечет за собой необратимое ухудшение технологических свойств. Трещиноватость ведет к снижению качества готовой продукции, главным образом к уменьшению содержания целого ядра в рисовой крупе. Она является специфическим свойством зерна риса и оказывает большое влияние на степень разрушения ядер риса при производстве крупы [2, 3, 4].

Анализ результатов дает возможность сделать предположение о влиянии на содержание целого ядра не только трещиноватости зерна риса, но и признаков структуры зерновки. Повышенная трещиноватость зерна может быть обусловлена различной консистенцией эндосперма.

Между признаками выход целого ядра и трещиноватостью в среднем за три года установлена обратная корреляционная связь (г = -0,54 ± 0,16).

Между стекловидностью и массой 1000 зерен также наблюдается обратная средняя корреляционная связь (г = -0,65 ± 0,06). В селекционной работе следует стремиться к оптимальному соотношению этих признаков.

Одним из наиболее коррелируемых признаков в наших исследованиях является масса 1000 зерен (рис. 4).

Положительную среднюю связь с этим признаком имеет выход мучки (г = 0,40 ± 0,10) и выход дробленого ядра (г = 0,38 ± 0,10), положительную слабую -выход крупы (г = 0,28 ± 0,11). Обратные средние связи установлены с выходом пленок (г = -0,38 ± 0,10) и выходом целого ядра (г = -0,38 ± 0,10).

Таким образом, выявленные корреляционные взаимосвязи между изученными признаками свидетельствуют о том, что при селекции на качество зерна есть резерв и возможность отбора образцов по коррелирующим признакам.

В результате анализа выделены образцы, превышающие стандарт и модельный сорт по выходу крупы (табл. 1).

Рис. 4. Корреляционная связь массы 1000 зерен с технологическими показателями зерна и крупы сортообразцов риса, 2010-2012 г.

Таблица 1

Характеристика выделившихся образцов

Сортообразец, сорт	Масса 1000 зерен, г	Пленчатост ь, %	Выход крупы, %	Выход мучки, %	Выход целого ядра, %	Стекло-вид-ность, %	Трещиноватость, %
Боярин (st)	33,2	19,6	69,0	10,4	74,0	95,0	6,00
Дон 9253	29,3	19,6	71,7	8,7	85,9	96,5	3,00
Дон 9618	26,9	21,5	70.4	8,10	95,0	94,8	8,25
Дон 9620	26,9	21,1	70,1	8,80	94,7	94,3	3,00
Дон 15458	28,6	20,9	71,5	7,64	84,4	98,5	7,00
Модель	30,0	18,0	71,0	ИД	95,0	95,0	0,0
X	28,9	21,0	69.4	8,94	82,1	91,5	14,1
S	2,62	1,01	0,85	0,78	10,7	4,15	7,68
v,%	9,05	4,79	1,20	8,80	12,7	4,50	54,4
Sx	1,31	0,50	0,18	0,16	2,22	0,87	1,60

Образцы Дон 9253, Дон 9618, Дон 9620 и Дон 15458 представляют интерес для дальнейшей направленной перспективной селекции.

Выводы

• 1.    В результате анализа технологических признаков и свойств зерна и крупы сортообразцов риса установлено, что:

• 1)    изученные сортообразцы имеют широкий спектр значений проанализированных признаков;

• 2)    большинство корреляционных связей между признаками прямые средние и достоверные;

• 3)    положительные корреляции наблюдаются между: пленчатостью и вы-

  ходом целого ядра (г = 0,33 ± ОДО); выходом мучки с выходом крупы (г = 0,30 ± ОДО), выходом дробленого ядра (г = 0,43 ± 0,09), массой 1000 зерен (г = 0,40 ± 0,10), трещиноватостью (г = 0,23 ± 0,11), длиной (г = 0,35 ± 0Д0), шириной (г = 0,34 ± 0,10) и толщиной зерновки (г = 0,3 1 ± 0,10); выходом крупы с массой 1000 зерен (г = 0,28 ± 0,11), длиной (г = 0,45 ± 0,09) и индексом зерновки (г = 0,29 ± 0,11); выходом дробленого ядра с массой 1000 зерен (г = 0,38 ± 0,10), длиной (г = 0,33 ± 0Д0), шириной (г = 0,30 ± 0,10) и толщиной зерновки (г = 0,27 ± ОД 1); массой 1000 зерен с трещиноватостью (г = 0,24 ± 0,11), длиной (г = 0,61 ± 0,08), шириной (г = 0,54 ± 0,09) и толщиной зерновки (г = 0,58 ± 0,09); трещиноватости с шириной (г = 0,29 ± ОД 1) и толщиной зерновки (г = 0,44 ± 0,09); длиной и индексом зерновки (г = 0,69 ± 0,08), а также шириной и толщиной зерновки (г = 0,71 ±0,08);

• 4)    отрицательно коррелируют: плен-чатость с выходом мучки (г - -0,64 ± 0,08), выходом крупы (г = -0,93 ± 0,04), выходом дробленого ядра (г = -0,33 ± 0,10), массой 1000 зерен (г - -0,38 ± 0,10), длиной (г - -0,50 ± 0,09), шириной (г - -0,22 ± 0,11) и индексом зерновки (г - -0,24 ±0,11); выход мучки с выходом целого ядра (г = - 0,43 ± 0,09); выход целого ядра с массой 1000 зерен (г = -0,38 ± 0,10), длиной (г - -0,33 ± 0,10), шириной (г = -0,30 ± 0,10) и

• толщиной зерновки (г - -0,27 ± ОД 1); стек-ловидность с трещиноватостью (г - -0,38 ± 0,10) и шириной зерновки (г — -0,29 ± 0,11), индекс зерновки с трещиноватостью (г - -0,23 ± 0,11), шириной (г - -0,64 ± 0,08) и толщиной зерновки (г = -0,39 ±0,10).