Влияние условий выращивания и генотипа на показатель пленчатости зерна ячменя сибирской селекции

Автор: Сумина А.В., Полонский В.И.

Журнал: Вестник Красноярского государственного аграрного университета @vestnik-kgau

Статья в выпуске: 8, 2013 года.

Бесплатный доступ

Авторами статьи изучен показатель пленчатости зерновки и исследована его зависимость от условий выращивания на образцах ярового ячменя, полученного по паровому предшественнику в трех географических пунктах. Показано, что варьирование массовой доли пленок в большей степени связано с климатическими условиями в течение вегетационного периода и генотипом ячменя.

Зерно, ячмень, пленчатость, генотип, агроэкологические условия выращивания

Короткий адрес: https://sciup.org/14083222

IDR: 14083222

Текст научной статьи Влияние условий выращивания и генотипа на показатель пленчатости зерна ячменя сибирской селекции

Введение . Качество зерна ячменя – сложный комплекс физиологических, химических и технологических показателей. Одним из важных технологических показателей при использовании зерна ячменя является пленчатость – масса пленок, выраженная в процентах от общей массы зерновки.

Интересные данные получили белорусские ученые при изучении оболочек мучнистого и стекловидного зерна ячменя. Оказывается, средневзвешенные значения толщины пленок и алейронового слоя у стекловидного ячменя меньше, чем у мучнистого. Так, толщина цветковых пленок у мучнистого зерна составляет 20,0 мкм, а у стекловидного – 18,3 мкм. Этот показатель плодовых и семенных пленок для двух типов зерна равен 28,0 и 26,0 мкм соответственно, что наряду со спецификой эндосперма стекловидного зерна ячменя объясняет его повышенное технологическое достоинство [1].

По относительной доле пленок зерно ячменя подразделяется на тонкопленчатое, если содержание пленок составляет 6–7 %, среднее – 8–9 % и толстопленчатое – более 10 %. В качестве сырья для выработки муки и крупы лучшим считается зерно со светлоокрашенными тонкими оболочками. На сегодняшний день путем удаления цветочных, а также частично плодовых и семенных пленок с зерна ячменя, получают два вида круп перловую и ячневую. При этом перловые крупы подвергаются обязательной шлифовке, а ячневые дроблению [2]. Пивоваренная промышленность также учитывает процентное содержание пленок при использовании зерна ячменя. Оптимальным считается пленчатость в интервале 8–10 %. Отсутствие или низкая доля пленок приводит к недостаточной толщине слоя, необходимого для фильтрации сусла, а высокая замедляет процесс соложения и придает пиву грубый, горький, неприятный вкус [3].

Зерно с высокой пленчатостью представляет собой меньшую ценность и как кормовой продукт. В таком зерне присутствует много клетчатки, коэффициент переваримости которой невысок. В среднем в зерновке ячмене содержится 5,5 % сырой клетчатки, но иногда при высокой пленчатости ее доля доходит до 7 %. Кроме того, в пленке ячменя содержится много лигнина, который не только не переваривается в желудочно-кишечном тракте животных, но и слабо подвергается воздействию микроорганизмов [4].

Проявление признака пленчатости зерна зависит от сорта, района и условий произрастания ячменя. В пределах каждой партии крупное и выполненное зерно характеризуется пониженным значением этого показателя, чем мелкое и щуплое, т.е. между крупностью зерна и его пленчатостью существует обратная корреляционная зависимость [2].

Установлено, что густота посева очень слабо влияет на пленчатость зерна. Значительнее проявляются особенности агроклиматических условий выращивания и внесение удобрений. В климатических зонах по мере увеличения количества осадков пленчатость зерна снижается примерно на 1,5–2,0 % в сравнении с засушливыми районами. Некоторые авторы указывают в своих исследованиях на присутствие зависимости показателя пленчатости от сроков сева. Оптимальным, как правило, считается ранний срок посева ячменя. Благодаря этому, рост происходит в сравнительно благоприятных по влагообеспеченности условиях, что способствует проявлению низкопленчатости зерновки [5].

Цель исследований. Определение показателя пленчатости у 24 образцов ячменя сибирской селекции и нахождение связи этого признака с условиями выращивания растений и генотипом.

Материалы и методы исследований. В качестве объекта исследований использовались сорта и селекционные линии сибирской селекции ярового пленчатого ячменя (Hordeum vulgare L,). Ячмень выращивали в 2008–2011 гг. по паровому предшественнику в Емельяновском районе Красноярского края (ОПХ Минино), а также в 2010–2011 гг. на территории Бейского и Алтайского районов (Республика Хакасия). В работе использовали 24 образца ячменя, которые были любезно предоставлены сотрудниками лаборатории селекции серых хлебов КНИИСХ СО РАСХН.

Климатические условия в годы исследований были различными как по температурному режиму, так и по влагообеспеченности (табл. 1).

Таблица 1

Распределение среднемесячных температур (0С) и осадков (мм) в пунктах исследования за период 2010–2011 гг.

Год	Май		Июнь		Июль		Август		Сентябрь
	Температура	Осадки	Температура	Осадки	Температура	Осадки	Температура	Осадки	Температура	Осадки
	Емельяновский район
2010	6,7	37,6	17,7	27,1	18,6	114,3	14,9	44,2	9,4	23,9
2011	10,8	44,2	19,6	36,4	16,8	123,9	15,5	95,6	8,5	23,1
Среднемноголетнее	10	29	15	43	19	66	16	61	8	34
	Бейский					район
2010	8,8	81,3	16,9	147,9	17,8	44,8	15,4	46,5	10	39,7
2011	10,6	40,9	18,5	33,7	16,7	105	15,8	47,1	9,3	39,9
Среднемноголетнее	10,4	47,1	16,1	59,6	18,1	77,7	15,5	69,1	9,4	45,7
	Алтайский район
2010	9,4	18,9	18	43,1	19,4	79,9	16,7	19,9	10,7	5
2011	11,8	24,2	20	84,8	17,8	67,4	17,3	60,1	10,2	10,7
Среднемноголетнее	11	26,8	17,3	56,4	19,5	66,7	15,5	54,5	9,9	35,4

Можно видеть, что метеорологические условия вегетационного периода 2010 года различались с аналогичным периодом 2011 года. Так, в мае 2010 г. на всех участках отмечался недостаток тепла при избытке влаги, что привело к задержке посева зерна. В июне этого года наблюдался недостаток осадков при средних температурных значениях выше среднемноголетних. Июль и август характеризовались низкими значениями температур при избыточном увлажнении.

В мае-июне 2011 года во всех исследуемых точках среднее значение температур превышало многолетнюю норму, при этом отмечался дефицит осадков в мае в Алтайском и Бейском районах и избыток дождей в июне в Алтайском районе. Температурные значения августа не имели больших отклонений от среднемноголетних значений, при этом количество осадков было выше нормы на всех участках, кроме Бейского. В целом метеорологические условия вегетационного периода 2011 года были более благоприятными для роста и развития ячменя в сравнении с 2010 годом.

Почвенные условия в Емельяновском районе представлены обыкновенным маломощным и среднемощным черноземами с проявлением эрозионных процессов и содержанием гумуса 4,2 %, реакция почвенного раствора рН – 6,2. Для участка в Алтайском районе характерны обыкновенные черноземы с низким содержанием гумуса – 2,6 % и нейтральной рН – 7,1. Почва в Бейском районе – обыкновенный чернозем, содержание гумуса 3,8 %, рН близко к нейтральной – 7,3.

Показатели влажности зерна всех образцов выравнивались в результате выдерживания их в помещении лаборатории при 20±2оС в течение нескольких месяцев в зимний период. Измерение пленчатости зерна проводили по методике Омарова [6] на базе лаборатории Хакасского государственного университета им. Н.Ф. Катанова.

Статистическая обработка результатов была проиведена с помощью программы обработки данных полевого опыта Field Expert vl.3 Pro [6] и Microsoft Excel 2003.

Результаты исследований и их обсуждение. Показатель пленчатости зерновки – важный признак при выращивании ячменя различного направления. Поэтому с позиции практической селекции интересно рассмотреть влияние генотипа, года и места выращивания на этот критерий качества зерна ячменя.

Пленчатость зерновки различных образцов ячменя в зависимости от года выращивания в условиях ОПХ Минино Емельяновского района

На рисунке отражено изменение массовой доли пленок зерновки исследуемых образцов в зависимости от года выращивания. Можно видеть, что максимальные значения этого показателя практически у всех исследуемых образцов отмечались в 2009 году, а минимальные – в 2008 году. Из этого можно предположить, что метеорологические условия 2008 года являлись наиболее благоприятными для выращивания ячменя с пониженным содержанием пленок. Средняя величина этого показателя по годам за период 2008– 2011 гг. соответствовала значениям 11,4; 15,1; 12,7; 12,6. Изменчивость рассматриваемого признака по годам была невысокой, о чем говорят пределы колебания значений и коэффициенты вариации пленчатости. Наибольшее варьирование указанного показателя наблюдалось у следующих образцов: Бархатный, Витим, Г 20752, Паллидум 4727 и Паллидум 4759. Существенные отличия от средних величин по пленчатости были выявлены по годам у образцов Омский 96, Симон, Г 20752. Стабильно низкими значениями изучаемого признака по годам отличались образцы Медикум 4771 и Рикотензе 4783.

В ходе наших опытов подтвердилось наличие определенной взаимосвязи между такими признаками, как пленчатость и масса 1000 зерен. Так, у исследуемых образцов Бархатный, Паллидум 4759 и Витим при высокой доле пленок масса 1000 зерен не превышала 40 г. Наряду с этим у образцов Г 19589, Г 18619, Омский 96 масса 1000 зерен составляла более 45 г, а показатель пленчатости соответствовал достаточно низкому уровню. Высокое значение коэффициента корреляции позволяет указывать на существование обратной зависимости между рассматриваемыми признаками. Среднее значение этого показателя по годам и пунктам испытания численно соответствует значению 0,52 ± 0,03. При этом коэффициент корреляции с массой 1000 зерен у 4 крайних по пленчатости образцов (т.е. имеющих максимальные и минимальные значения этого параметра) составляет -0,67±0,05.

С целью изучения влияния агроклиматических условий на показатель пленчатости зерна была оценена степень варьирования этого признака ячменя, выращенного в трех географических точках. Результаты представлены в табл. 2–3. Согласно полученным данным, все исследуемые образцы зерна можно отнести к толстопленчатым, т.е. имеющим значение массовой доли пленок более 10 %. В 2010 году наибольшее среднее значение пленчатости для всех образцов зерна наблюдалось у ячменя, выращенного в Алтайском районе (13,1 %), а минимальное – в Бейском районе (12,5 %). Вместе с тем, судя по амплитуде колебания средних значений этого признака, составляющего всего 4,6 %, можно говорить о небольшой его вариативности в течение одного вегетационного периода для различных пунктов выращивания. Схожая ситуация отмечалась и в 2011 году: на всех опытных участках амплитуда колебания средних значений имела невысокие значения.

Таблица 2

Пленчатость зерна различных образцов ячменя в зависимости от географического места выращивания в 2010 году

Образец	Пленчатость зерна, %			Амплитуда колебания признака по местам	Коэффициент вариации по местам, %
Образец	Емельяновский район	Бейский район	Алтайский район	Амплитуда колебания признака по местам	Коэффициент вариации по местам, %
А 5552	11,9	10,3	12,4	2,1	7,1
А 5554	13,6	11,2	14,1	2,9	9,1
Ача	11,1	10,5	10,6	0,6	2,3
Бархатный	19,3	17,9	15,4	3,9	8,1
Буян	13,1	10,6	12,8	2,5	8,6
Витим	11,3	17,1	13,9	5,8	14,2
Г 18619	12,3	12,1	12,3	0,2	0,7
Г 19589	12,1	11,3	13,4	2,1	6,2
Г 19921	12,6	12,3	12,4	0,3	0,9
Г 20487	11,3	10,7	10,9	0,6	2,0
Г 20752	10,6	11,1	12,1	1,5	4,9
Дыгын	10,3	12,1	13,6	3,3	9,4
КМ 564	12,2	13,1	12,3	0,9	3,0
Красноярский 80	12,4	12,4	12,9	0,5	1,8
Медикум 4771	13,4	13,8	13,1	0,7	1,8
Нутанс 4765	11,3	11,6	12,9	1,6	5,4
Омский 96	10,5	11,3	12,2	1,7	5,1
Паллидум 4727	14,6	13,6	15,1	1,5	3,8
Паллидум 4759	14,2	14,8	13,9	0,9	2,3
Партнер	12,3	12,9	11,6	1,3	3,6
Рикотензе 4783	11,5	13,6	13,8	2,3	7,5
Симон	12,8	15,1	16,1	3,3	8,5
Соболек	12,9	16,3	14,3	3,4	8,3
СП 44	11,6	12,4	13,1	1,5	4,1
Среднее	12,5±0,6	12,8±0,8	13,1±0,5	1,9± 0,5а *	5,4±1,3 а
Амплитуда колебания по генотипам	9,0	7,6	5,8	7,5±0,5 а	-
Коэффициент вариации по генотипам, %	9,6	12,9	7,8	-	10,1± 0,9а

* Значения средних в колонках с разными буквами различаются существенно при Р≤0,05.

Примечание . Полужирным выделено по 5 образцов с минимальным значением пленчатости за каждый год.

Таблица 3

Пленчатость зерна различных образцов ячменя в зависимости от географического места выращивания в 2011 году

Образец	Пленчатость зерна, %			Амплитуда колебания признака по местам	Коэффициент вариации по местам, %
Образец	Емельяновский район	Бейский район	Алтайский район	Амплитуда колебания признака по местам	Коэффициент вариации по местам, %
А 5552	10,7	11,8	11,6	1,1	3,9
А 5554	12,1	11,3	11,7	0,8	2,3
Ача	11,5	11,9	12,1	0,6	1,9
Бархатный	10,9	13,7	16,2	5,3	13,2
Буян	13,2	11,4	13,8	2,4	7,3
Витим	12,9	11,6	12,1	1,3	3,8
Г 18619	10,8	11,9	11,6	1,1	3,7
Г 19589	10,3	10,3	10,5	0,2	0,9
Г 19921	12,2	10,1	13,1	3	9,6
Г 20487	-	11,2	12,1	0,9	3,9
Г 20752	10,2	15,1	11,2	4,9	16,1
Дыгын	18,6	13,9	19,4	5,5	13,1
КМ 564	12,2	10,9	12,4	1,5	5,3
Красноярский 80	-	11	11,9	0,9	3,9
Медикум 4771	11,2	10,8	10,9	0,4	1,4
Нутанс 4765	11,1	9,8	10,6	1,3	4,4
Омский 96	11,2	12,9	11,4	1,7	6,0
Паллидум 4727	14,3	12,3	12,8	2	5,9
Паллидум 4759	15,6	14,3	13,9	1,7	4,6
Партнер	10,1	12,6	10,2	2,5	9,9
Рикотензе 4783	-	11,1	10,4	0,7	3,3
Симон	15,4	11,2	10,9	4,5	15,5
Соболек	13,4	10,3	12,4	3,1	9,6
СП 44	12,6	11,8	10,2	2,4	7,7
Среднее	12,4±0,8	11,8±0,5	12,2±0,7	2,1±0,6 а *	6,5± 1,2а
Амплитуда колебания по генотипам	7,5	5,3	9,2	7,3±0,6 а	-
Коэффициент вариации по геноти-пам,%	12,9	8,8	11,0	-	10,9± 0,7а

* Значения средних в колонках с разными буквами различаются существенно при Р≤0,05.

Примечание . Полужирным выделено по 5 образцов с минимальным значением пленчатости за каждый год.

В 2010 году минимальное значение показателя пленчатости численно выражалось значением 10,3 % и было отмечено у сорта Дыгын (Емельяновский район) и линии А 5552 (Бейский район), максимальное значение этого признака на всех участках было зафиксировано у сорта Бархатный (17,9 %). В 2011 году низким содержанием пленок отличались такие образцы, как Нутанс 4765, Партнер и СП 44. Особо следует выделить образцы Ача (2010 г.) и Г 19589 (2011 г.), у которых в течение одного вегетационного периода отмечались низкие значения пленчатости зерна на всех опытных участках. Методом дисперсионного анализа [6] было установлено, что факторы «год» и «генотип» вносили наибольший вклад в формирование пленок зерновки исследуемых образцов, что численно выражается значениями 37 и 35,4 % соответственно. На долю фактора «пункт испытания» приходится 5,3 % .

Заключение . Таким образом, можно отметить, что параметр пленчатости зерна ячменя имеет огромное значение при использовании ячменя в различных целях, как пищевых, так и кормовых. Варьирование массовой доли пленок в большей степени связано с климатическими условиями вегетационного периода и генотипом ячменя, что необходимо учитывать при выращивании зерна с определенными технологическими качествами.

Статья научная