Урожайность и качество зерна современных сортов ржи

Автор: Н.Н. Нуждина, Т.Я. Ермолаева, Д.В. Кайргалиев, Е.А. Лихолетов

Журнал: Фермер. Поволжье @vfermer-povolzhye

Статья в выпуске: 6 (94), 2020 года.

Бесплатный доступ

Представлены основные хозяйственно-биологические свойства и показатели качества зерна современных сортов озимой ржи, выращенных в условиях Нижнего Поволжья. Оценка сортов по урожайности зерна (характеристики колоса, зимостойкость и засухоустойчивость сортов) в засушливых условиях не позволила выявить значимых различий между 14 сортами озимой ржи. Саратовские сорта, формируя зерно с высокой натурной массой, лучше выдерживают тяжелые условия засухи (сорта Марусенька, Саратовская 7).

Короткий адрес: https://sciup.org/170177682

IDR: 170177682

Текст научной статьи Урожайность и качество зерна современных сортов ржи

По качеству зерна ржи выделяются сорта Радонь, Чулпан 7, Памяти Кунак-баева (по высоте амилограммы), хорошие результаты пробной выпечки продемонстрировал сорт Памяти Бамбы-шева (вязкость суспензии коррелирует с отношением высоты подового хлеба к диаметру 0,60; 0,64; «отрицательно» с объемом формового хлеба -0,60; -0,63). Авторы рекомендуют использовать зерно сортов первой группы (вязкость суспензии через 10 мин эксперимента V10 200-385 еВ) для производства кормов. По высоте амилограммы, числу падения, температуре достижения максимальной вязкости (общей хлебопекарной оценке) сорта можно рекомендовать для выпечки формового ржаного и ржано-пшеничного хлеба. Сорта озимой ржи с высоким содержанием пентозанов также отличаются хорошими хлебопекарными качествами. Сорта Альфа, Татьяна, Московская 12, Радонь, Таловская 41, Флора, Чулпан 7, Памяти Кунакбаева обладают большей адаптивностью к неблагоприятным условиям уборки урожая.

Озимая рожь – важная зерновая культура, характерными свойствами которой являются зимо- и морозостойкость, быстрое отрастание весной, наибольшая среди зерновых культур засухоустойчивость, средняя устойчивость к солевому и кислотному стрессам, спо- собность произрастать и давать урожай на низко плодородных почвах: кислых, торфяных, песчаных. Несмотря на то, что рожь в сложных климатических условиях является надежной страховой культурой, в России за последнее десятилетие произошло более чем двукратное сокращение ее посевов. Современные сорта озимой ржи должны соответствовать требованиям сельхозпроизводителей.

Цель нашего исследования: рассмотреть потенциальные возможности сортов озимой ржи по продуктивности и качеству зерна при выращивании в Нижнем Поволжье; обозначить возможные проблемы сельскохозяйственного производства и обосновать преимущества использования зерна озимой ржи.

Материалы и методы. В качестве экспериментального материала привлекали 13 современных и востребованных производством сортов озимой ржи из географически отдаленных регионов России и первый сорт саратовской селекции Саратовская 1 урожая 20152016 гг. Посев осуществляли в контрольном питомнике (КП) лаборатории селекции и семеноводства озимой ржи ФГБНУ «НИИСХ Юго-Востока». Площадь делянки составляла 13,2 м2, полевая повторность – трехкратная. Норма высева – 4 млн шт./га. Густота

стояния стеблей определялась путем отбора снопа с 1 м 2 ; показатели структуры колоса оценивались у 25 расте-ний с каждой полевой повторности. Содержание белка в зерне определяли по методу Кьельдаля. Число падения оценивали на приборе Falling Number 1500. Вязкость суспензии - на амилографе фирмы «Brabender», реологические свойства водных суспензий на основе шрота - на ротационном виско-графе той же фирмы. Фиксировались такие показатели, как начальная вязкость суспензии (ВС о ), вязкость суспензии через 10 и 30 минут эксперимента (ВС₁₀, ВС₃₀); рас-считывали средние скорости изменения вязкости через 10 и 30 минут эксперимента (V₁₀= (ВС₁₀-ВС₀)/10, V₃₀= (ВС₃₀ - ВС0)/30). Пробная выпечка хлебцев проводилась с использованием закваски.

По метеорологическим условиям 2015 г. характеризовался как сильно засушливый, ГТК мая-июля = 0,5; с экстремально-высоким температурным режимом в июне, а - 2016 г среднезасушливый, ГТК мая-июля = 0,7. Обильное выпадение осадков отмечалось во второй и третьей декадах мая и составило в сумме 74 мм. В первой декаде месяца наблюдался пониженный температурный режим - 15,9 0С. Все это способствовало более мощному развитию растений озимой ржи. Температурный режим и количество осадков июня и июля были характерными для засушливых условий Нижнего Поволжья, влажность воздуха составляла 54 %.

Результаты и обсуждение. Оценка сортов по урожайности зерна в засушливых условиях Нижнего Поволжья наиболее полно отражает их приспособленность к местным условиям, чем потенциальную продуктивность. Большое влияние на этот результирующий признак оказывают показатели, характеризующие колос, а также зимостойкость и засухоустойчивость сортов. По урожайности в 2016 г. современные сорта не имели значимых различий между собой, значительно превышая стародавний сорт Саратовская 1 (таблица 1).

В мягких условиях зимнего периода различия не доказывались и по зимостойкости; большинство сортов характеризовалось оптимальной густотой стояния растений и имело более 350 продуктивных стеблей на 1 м2. В связи с обильными майскими осадками высота растений у части сортов превы- »

Озимая рожь – важная зерновая культура, характерными свойствами которой являются зимо- и морозостойкость, быстрое отрастание весной, наибольшая среди зерновых культур засухоустойчивость, средняя устойчивость к солевому и кислотному стрессам, способность произрастать и давать урожай на низкоплодородных почвах: кислых, торфяных, песчаных. Несмотря на то, что рожь в сложных климатических условиях является надежной страховой культурой, в России за последнее десятилетие произошло более чем двукратное сокращение ее посевов. Современные сорта озимой ржи должны соответствовать требованиям сельхозпроизводителей.

шала 150 см, что способствовало полеганию растений и осложняло уборку урожая. В среднезасушливых условиях Нижнего Поволжья в 2015 году сорта характеризовались низкорослостью. Они достоверно различались по массе 1000 зерен и по натурной массе зерна. В условиях засухи зерно формировалось недостаточно выполненное, щуплое, отсюда снижение показателей в 2015 г., составившее соответственно 9 % и 8 % по сравнению с 2016 г. Натурная масса зерна в России используется как показатель базисной нормы при заготовке и ограничительной нормы (>715 г/л) при поставке на экспорт. При благоприятных условиях 2016 г. по натуре зерна все сорта превышали «ограничительную норму». Крупнозерные саратовские сорта характеризуются высокой натурной массой и достоверно отличаются от ряда сортов (таблица 1), они лучше выдерживают тяжелые условия засухи.

Современные сорта показывают высокую реализацию по колосу (таблица 2).

Достоверны были различия между сортами по длине колоса и его озернен-ности. Высокой завязываемостью зерен характеризуются сорта: Марусенька, Саратовская 7, Московская 12, Безен-чукская 110, Тантана. По массе зерна с колоса выделились сорта: Марусенька, Саратовская 7, Памяти Кунакбаева, Без-енчукская 110.

Рассмотрим данные по качеству зерна ржи, имеющие отношение к углеводам и ферментам углеводного цикла, в тесной связи «сорт - год» и при сравнении. Наиболее важным компонентом ржаной муки является крахмал, так как играет важную роль в образовании структуры мякиша выпеченного хлеба. Крахмал, в частично клейстери-зованной форме, укрепляет структуру мякиша и определяет его плотность. Недостаток крахмала или крахмал плохого качества может сильно влиять на свойства мякиша. Показатели качества зависят от метеорологических условий формирования и уборки урожая и имеют тенденцию к снижению как в условиях сильной засухи, так и при избыточном увлажнении. Необходимо также соблюдать своевременность при уборке урожая, задержка с уборкой на 10 дней значительно снижает показатели качества, особенно при неблагоприятных метеоусловиях.

В условиях 2015 г сорта сформировали зерно со следующими показате- лями качества: содержание белка высокое 10,77-15,05 г/100 г; максимальная температура, соответствующая высшей точке амилограммы, более низкая; чем в 2016 г., показатель «максимальная высота амилограммы (h)» варьировал в пределах 100-250 еа; 250-350 еа, при которых рекомендуется кислое ведение теста, так как возможно образование влажного и липкого мякиша (таблица 3).

Температура, при которой достигается высшая точка вязкости, является критерием активности амилазы, а также отражает условия клейстери-зации крахмала. Предположительно, при очень высоких температурах (экстремально-высокий температурный режим в июне 2015 г.) происходит повреждение крахмала до уборки, что отражается на его клейстеризу-ющих свойствах, гидролиз крахмала под действием ферментов при амилографическом испытании происходит быстрее. По высоте амилограммы выделились сорта Радонь, Чулпан 7, Памяти Кунакбаева. По числу падения зерно всех сортов соответствовало 1 классу По общей хлебопекарной оценке, по результатам пробной выпечки, выделились сорта Памяти Бамбышева и Памяти Кунакбаева.

В благоприятных условиях 2016 г. при своевременной уборке урожая с делянок, оценка качества зерна позволила выявить потенциальные возможности изучаемых сортов. Низкое содержание белка в зерне отчасти обусловлено пониженной температурой первой декады июня (15,9 0С). По высоте ами-лограммы различия были достоверны, лучшие показатели были у девяти сортов, попавших в группу от 350 до 650 е.а.; так как такая мука пригодна для хлебопечения при дрожжевой и кислой закваске, то это позволяет получить лучший по качеству хлеб. У четырех сортов: Памяти Кунабаева, Альфа, Московская 12, Безенчукская 110 – с показаниями от 650 до 800 е.а. – мука была пригодна для выпечки с дрожжевой закваской, использование кислой закваски нежелательно, так как в этом случае хлеб отличает сухой, крошащийся мякиш. Для сорта Флора предпочтительно использование солодовой закваски. Саратовские сорта характеризовались высокой температурой достижения максимума вязкости и оптимальными для выпечки показателями высоты амилограммы. По числу падения зерно всех сортов соответствовало

Таблица 1. Хозяйственно-биологические показатели сортов озимой ржи

Сорт	Урожайность, т/га, 2016 г.	Высота растений, см		Количество стеблей на 1м, 2016 г.	Масса 1000 зерен, г		Натура зерна, г/л
Сорт	Урожайность, т/га, 2016 г.	2015 г.	2016 г.	Количество стеблей на 1м, 2016 г.	2015 г.	2016 г.	2015г	2016г.
Саратовская 1	2,45	155	177	317	21,6	23,4	704	752
Саратовская 7	5,01	103	155	420	30,6	35,1	707	755
Марусенька	4,63	104	139	340	28,9	35,0	694	752
Памяти Бамбышева	3,97	114	169	393	30,0	34,2	708	756
Московская 12	4,52	–	143	474	–	25,6	–	734
Татьяна	4,16	–	140	428	–	27,2	–	736
Альфа	4,10	116	153	486	23,6	25,3	666	734
Тантана	4,28	–	181	382	–	27,8	–	739
Радонь	4,01	102	178	372	29,6	29,7	693	736
Таловская 41	4,56	91	149	452	25,6	28,2	684	745
Чулпан 7	4,38	116	170	390	28,8	31,6	659	719
Памяти Кунакбаева	3,92	115	166	390	25,2	28,1	659	718
Флора	4,03	–	157	440	–	21,2	–	721
Безенчукская 110	3,97	120	178	338	31,0	30,5	693	747
Fфакт	1,9*		11,9*	NS		18,3*		8,9
НСР₀₅	1,1		11,0	NS		3,0		11,0

Таблица 2. Характеристика сортов озимой ржи по колосу (2016 г.)

Сорт	Показатели по колосу
Сорт	длина, см	завязываемость зерен, %	плотность колоса, шт./см	масса 1000 зерен, г	количество зерен, шт.
Саратовская 1	9,5	80	3,3	1,2	44
Саратовская 7	8,6	84	3,7	1,8	45
Марусенька	10,5	86	3,5	2,3	52
Памяти Бамбышева	8,1	79	3,4	1,5	43
Московская 12	8,3	83	4,1	1,3	49
Татьяна	9,7	77	3,6	1,4	51
Альфа	8,4	80	3,8	1,3	50
Тантана	10,0	82	3,6	1,5	50
Радонь	10,7	80	3,4	1,5	47
Таловская 41	9,6	81	3,7	1,5	45
Чулпан 7	10,1	81	3,5	1,5	44
Памяти Кунакбаева	10,4	80	3,6	1,7	51
Флора	11,6	77	3,4	1,3	51
Безенчукская 110	8,7	83	3,8	1,6	50
F	8,6*	2,3*		NS	NS
НСР₀₅	1,1	5

Таблица 3. Качество зерна современных сортов озимой ржи

Сорт	Содержание белка (N×5,7) г/100 г		Высота амилограммы, еА		Температура max вязкости, ⁰ С		Число падения, с		Общая хлебопекарная оценка, балл
Сорт	2015	2016	2015	2016	2015	2016	2015	2016	2015	2016
Саратовская 1	13,51	8,03	310	520	67,2	78,5	247	355	4,48	4,80
Саратовская 7	10,77	6,84	240	570	65,5	82,7	237	324	4,70	4,86
Марусенька	12,14	5,24	240	500	67,5	83,0	231	311	4,73	5,00
Памяти Бамбышева	10,83	7,18	260	580	67,0	75,2	238	321	4,82	5,00
Московская 12	–	7,23	–	705	–	82,5	–	358	–	4,68
Татьяна	–	6,78	–	600	–	76,5	–	339	–	4,98
Альфа	13,68	8,94	205	715	65,3	85,0	223	390	4,61	4,88
Тантана	–	8,03	–	525	–	70,7	–	309	–	4,73
Радонь	13,9	7,58	340	480	68,5	73,0	224	332	4,76	4,96
Таловская 41	13,68	8,03	210	520	65,7	80,5	171	336	4,35	4,83
Чулпан 7	13,17	7,58	305	605	68,5	76,5	166	319	4,39	4,87
Памяти Кунакбаева	13,11	7,23	330	700	68,5	84,7	225	339	4,86	4,81
Флора	–	7,23	–	850	–	77,5	–	355	–	4,77
Безенчукская 110	15,05	7,35	300	665	65,0	78,7	205	326	4,59	4,94
Fфакт.				4,6*		NS		3,5*
НСР₀₅				175				52

Таблица 4. Показатели реологических свойств водных суспензий на основе шрота и хлебопекарного качества (2015 г.)

Сорт	Показатели реограммы вискографа (еВ)					Отношение h/d	Объем формового хлебца, см³
Сорт	ВС₀	ВС 10	ВС 30	V₁₀	V₃₀	Отношение h/d	Объем формового хлебца, см³
Саратовская 1	295	440	520	18,5	9,35	0,39	735
Саратовская 7	300	440	505	14,0	6,8	0,34	615
Марусенька	255	400	430	14,5	5,8	0,40	680
Памяти Бамбышева	210	310	380	10,0	5,7	0,36	625
Альфа	390	535	555	14,5	5,5	0,37	680
Радонь	320	500	590	18,0	9,0	0,33	670
Таловская 41	300	420	445	12,0	4,8	0,37	645
Чулпан 7	465	670	695	20,5	7,6	0,48	610
Памяти Кунакбаева	525	745	775	22,0	8,3	0,48	630
Безенчукская 110	400	590	660	19,0	8,7	0,32	620
F	3,0*	2,2	2,3	1,0	1,6
НСР₀₅	127	NS	NS	NS	NS

Таблица 5. Показатели реологических свойств водных суспензий на основе шрота и хлебопекарного качества (2016 г.)

Сорт	Показатели реограммы вискографа, еВ					Отношение h/d	Объем формового хлебца, см³
Сорт	ВС 0	ВС 10	ВС 30	V₁₀	V₃₀	Отношение h/d	Объем формового хлебца, см³
Саратовская 1	220	385	495	15,0	8,4	0,31	680
Саратовская 7	130	195	230	6,5	3,4	0,31	630
Марусенька	165	200	240	3,5	2,5	0,35	630
Памяти Бамбышева	180	230	225	5,0	2,9	0,36	650
Московская 12	235	350	440	11,5	6,8	0,33	610
Татьяна	250	385	475	13,5	7,5	0,34	600
Альфа	215	335	390	12,0	5,9	0,43	600
Тантана	180	285	340	10,5	5,4	0,29	610
Радонь	225	355	445	13,0	7,4	0,44	590
Таловская 41	205	340	435	10,5	10,7	0,31	650
Чулпан 7	170	305	400	13,5	7,7	0,35	580
Памяти Кунакбаева	205	350	455	14,5	8,3	0,41	550
Флора	235	435	540	20,0	10,2	0,44	560
Безенчукская 110	175	290	370	11,5	6,5	0,34	580
F	5,2*	6,0*	5,8*	4,3*	2,8*
НСР₀₅	50	102	135	7,1	4,7

I классу, муку из такого зерна можно использовать для улучшения более низкосортных партий. По общей хлебопекарной оценке, по результатам пробной выпечки выделились сорта Марусенька, Памяти Бамбышева, Татьяна, Радонь, Безенчукская 110.

Известно, что вязкость суспензии и скорость ее изменения зависят, в основном, от количества набухающих веществ (для ржи – это пентозаны) и их и гидратационных свойств. Реологические свойства водных суспензий, скорость изменения вязкости в течение эксперимента и отдельные хлебопекарные индексы приведены в таблице 4.

Корреляционный анализ результатов хлебопекарной оценки сортов и показателей реологических свойств (ВС30; ВС10) выявил, что вязкость суспензии достоверно коррелирует с отношением высоты подового хлеба к диаметру 0,60; 0,64; «отрицательно» с объемом формового хлеба – 0,60; -0,63 и натурой в зависимости от абсолютного значения показателя ВС30.

В 2015 г. между сортами наблюдались достоверные различия только по показателю ВС0. Наименьшей вязкостью суспензии характеризовались саратовские сорта. Через 30 минут эксперимента у всех сортов наблюдалась высокая вязкость, соответствующая градациям 385 – 570 еВ – вторая группа; 570 – 755 еВ – третья группа. Из числа изученных выделился сорт Памяти Кунакбаева. В условиях 2015 г. в зерне различных сортов содержание пентозанов было более высоким, чем в последующем 2016 г Скорость нарастания вязкости в течение 10 минут эксперимента варьировала в пределах 10,0 - 22,0 еВ/мин и была достаточно высокой. На втором этапе эксперимента (͞V30) отмечалось замедление процесса. Выделились сорта: Радонь, Саратовская 1, Памяти Кунакбаева, Без-енчукская 110.

В 2016 г. показатель ͞V10 в среднем, был ниже по абсолютному значению на 19 %, чем в 2015 (таблица 5). Выделились сорта: Таловская 41, Флора, Памяти Кунакбаева, Саратовская 1, Татьяна, Радонь, Флора. Наименьшее значение отмечено у Памяти Бамбы-шева. Различия между сортами были достоверны. Изученные сортообразцы соответствовали первым двум группам: I - 200 - 385 еВ; II - 385 - 570 еВ. В связи с этим, можно рекомендовать использовать зерно сортов первой группы для производства кормов.

Современные популяционные сорта озимой ржи в условиях Нижнего Поволжья характеризуются высокой урожайностью, благодаря зимостойкости и засухоустойчивости, отвечают требованиям экологической безопасности. Они зна-

чительно различаются по ответной реакции на изменение условий среды по хозяйственно биологи ческим признакам и по показателям, характеризующим качество зерна.

Анализ таких показателей, как высота амилограммы, число падения, температура достижения максимальной вязкости на амилографе, общая хлебопекарная оценка позволяет рекомендовать сорта первой группы для выпечки формового ржаного и ржано-пшеничного хлеба. Пониженное количество растворимых пентозанов способствует легкой переваримости продукта, однако данное явление требует дальнейшего исследования. Мука из такого зерна менее гигроскопична и способность к агломерации при просеивании у нее ниже. Формовой хлеб отличается меньшей плотностью мякиша и упругостью.

Сорта второй группы, благодаря более высокому содержанию пентозанов, рекомендуются для выпечки формового и подового хлеба. Мякиш при этом более плотный, подовые изделия характеризуются меньшим соотношением h/d. Сорта Альфа, Татьяна, Московская 12, Радонь, Таловская 41, Флора, Чулпан 7, Памяти Кунакбаева обладают большей адаптивностью к неблагоприятным условиям уборки урожая. При применении в комбикормовой промышленности требуют дополнительной обработки.

Заключение. Современные популяционные сорта озимой ржи в усло- виях Нижнего Поволжья характеризуются высокой урожайностью, благодаря зимостойкости и засухоустойчивости, отвечают требованиям экологической безопасности. Они значительно различаются по ответной реакции на изменение условий среды по хозяйственно биологическим признакам и по показателям, характеризующим качество зерна. Популяция как совокупность отдельных генотипов проявляет способность к компенсации. Так, снижение показателей: «высота амилограммы», «температура клейстеризации» сопровождается одновременно более высокой вязкостью суспензии на основе шрота, т.е. большим накоплением пентозанов. Все сорта соответствуют требованиям хлебопекарного производства. Также сорт Памяти Бамбы-

Статья научная