Способ повышения стекловидности зерна озимой пшеницы

Способ повышения стекловидности зерна озимой пшеницы

Реферат

Изобретение относится к способу повышения стекловидности зерна при выращивании и может быть использовано в сельскохозяйственном зерноперерабатывающем производстве.

Стекловидность - один из важнейших показателей качества зерна пшеницы, который учитывается в практике зерноперерабатывающего производства. От ее значения зависят режимы гидротермической обработки и величина выхода готовой продукции [Егоров Г.А. Технологические свойства зерна. - М.: Агропромиздат, 1985. - 334 с.].

В образовании структуры эндосперма зерновки (стекловидность - мучнистость) большую роль играют коллоидные и оптические свойства крахмальных гранул.

Преобладание мелких крахмальных гранул (хондриосомного крахмала) в клетках дает мучнистую зерновку, а крупных крахмальных гранул (пластидного крахмала) - стекловидную.

Показатель стекловидности находится в тесной корреляционной связи с содержанием белковых веществ в зерне [Козьмина Н.П. Зерно и продукты его переработки. - М.: Издательство технической и экономической литературы по вопросам заготовки, 1961. - 520 с.].

Стекловидность является видовым, наследственным признаком, но на ее формирование влияет целый ряд факторов, в том числе обеспеченность растений минеральным азотом.

Известен способ повышения стекловидности зерна путем возделывания пшеницы на более высоком уровне минерального питания [Попова Е.П. Микроструктура зерна и семян. - М.: Колос, 1979. - 224 с.]. Известен способ возделывания пшеницы с внесением азотных удобрений при равномерном обеспечении растений пшеницы азотом на протяжении всей вегетации [Блохин Н.И., Ковбасенко Г.М. Сортовая агротехника и качество зерна озимой пшеницы // Селекция и сортовая агротехника зерновых культур. - М., - 1980. - С.18]. Применение азотных удобрений увеличивает содержание белка в зерне на 1,5-2,0% [Козьмина Н.П. Зерно. - М.: Колос, 1969. - 367 с.].

Недостатком этого способа является то, что он требует применения дополнительных технологических затрат и не всегда способствует повышению качества зерна [Шевелуха B.C. Рост растений и его регуляция в онтогенезе. - М.: Колос, 1997. - 594 с.; Дрогалин П.В., Неговелов С.Ф., Казанкова В.И. Влияние азотных удобрений на урожай озимой пшеницы // Агрохимия. - 1969. - №2. - С.21-24].

Техническим результатом изобретения является одновременное увеличение содержания белка в зерне и снижение содержания мелких крахмальных гранул в эндосперме.

Технический результат достигается тем, что в способе повышения стекловидности зерна озимой пшеницы, при выращивании растений однократно в стадию конец кущения - начало трубкования вносят препарат фуролан в дозах 4-6 г/га.

В результате проведенных исследований и сравнения с аналогом было установлено, что возделывание озимой пшеницы с внесением регулятора роста фуролан в дозах 4-6 г/га увеличивает стекловидность зерна на 5-7% за счет одновременного повышения содержания белка в зерне на 4,18-4,62% и снижения количества мелких крахмальных гранул в эндосперме на 13,9-19,7%. Дополнительное внесение азотных удобрений в меньшей степени повышает стекловидность зерна - на 3%, увеличивает содержание белка в зерне на 2,34% и мелких крахмальных гранул в эндосперме - на 4,5%.

Таким образом, совокупность существенных признаков, изложенных в формуле изобретения, позволяет достичь желаемого технического результата, а именно, увеличить стекловидность зерна путем применения регулятора роста фуролан при возделывании озимой пшеницы, позволяющего одновременно увеличить содержание белка и снизить содержание мелких крахмальных гранул в эндосперме.

Изобретение иллюстрируется следующим примером.

Пример. Повышение стекловидности зерна озимой пшеницы

Исследования проводили в многофакторном опыте на опытном поле КубГАУ на посевах озимой пшеницы сорта Батько (2001-2003 г.г.) в почвенно-климатических условиях Краснодарского края на выщелоченном черноземе.

Контролем служил естественный уровень плодородия (содержание гумуса 2,7-3,5%, подвижного фосфора 18-22 мг/100 г, обменного калия 20-32 мг/100 г).

Применялась система минеральных удобрений (N₅₀Р₉₀К₄₀ - основное удобрение, +N₆₀ - рано весной и +N₃₀ - в колошение).

Препарат фуролан использовали для обработки посевов озимой пшеницы в фазу конец кущения - начало трубкования в дозе 4, 5, 6 г/га и вносили в виде водного раствора (расход 300 дм³/га) путем опрыскивания растений с помощью ранцевого опрыскивателя.

Расположение делянок рендомизированное. Повторность опыта трехкратная. Учетная площадь делянки - 2,0 м×17,0 м=34 м².

Учет и анализ проводили по методике государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур [Методика государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур. Выпуск второй: Зерновые, зернобобовые, кукуруза и кормовые культуры. - М.: Колос, 1972. - 108 с.].

Стекловидность и содержание белка в зерне определяли согласно ГОСТ 9353-90 [Зерновые культуры. Сборник ГОСТ 9353-90. - М.: Изд-во стандартов. - 2000. - 60 с.].

Микроструктуру эндосперма определяли с помощью световой микроскопии. Для изучения микроструктуры эндосперма зерновки озимой пшеницы отбирали зерно в фазу восковой спелости в средней части колоса, фиксировали в ФУС (смесь формалина, уксусной кислоты и спирта).

Для приготовления фиксатора ФУС 90 мл 50%-ного этилового спирта смешивали с 5 мл ледяной уксусной кислоты и 5 мл формалина (40% формальдегида).

Исследуемые образцы оставляли в фиксаторе в течение 4 часов, затем промывали 50% этиловым спиртом. Прежде чем заключить исследуемый материал в парафин, его помещали в 96%-ный этиловый спирт и затем промывали хлороформом. Последующее постепенное пропитывание тканей срезов парафином проводили в течение 5 дней при температуре 37°С, а затем - при 55°С. Срезы выполняли на микротоме на уровне середины зерновки, ориентируя ее вертикально. Толщина среза 10 мкм. Парафиновые срезы в виде лент, полученные на микротоме, помещали на чистые и обезжиренные предметные стекла. Для определения крахмальных гранул срезы окрашивали, поместив их в раствор йодистого калия (2 г йодистого калия, 0,2 г кристаллического йода, 100 мл дистиллированной воды).

Крахмал окрашивался в цвета от синего до черного. Только что образовавшиеся крахмальные зерна имели красную или пурпурную окраску. Срезы фотографировали на микроскопе МБИ-6, при увеличении в 90 раз [Фурст Г.Г. Методы анатомо-гистохимического исследования растительных тканей. - М.: Наука, 1979. - 106 с.].

В качестве сравнения (аналога) было взято зерно, выращенное с внесением системы минеральных удобрений.

Результаты исследований приведены в таблицах 1-3.

Приведенные данные показывают, что при возделывании озимой пшеницы на естественном агрофоне общая стекловидность зерна составила 81%, содержание полностью стекловидных зерен - 66%, при этом содержание белка в зерне - 13,65 а.с.в. % и соотношение крупных крахмальных гранул к мелким - 0,157, содержание мелких крахмальных гранул - 223 шт./мм².

При возделывании озимой пшеницы на естественном агрофоне с внесением системы минеральных удобрений общая стекловидность зерна составила 80%, содержание полностью стекловидных зерен - 68%, содержание белка - 13,97 а.с.в. % и соотношение крупных крахмальных гранул к мелким - 0,159, содержание мелких крахмальных гранул - 233 шт./мм².

Увеличение полной стекловидности зерна при внесении системы минеральных удобрений связано с увеличением содержания белка в зерне на 2,34% в сравнении с контролем.

В варианте с внесением на естественном агрофоне препарата фуролан в дозе 4 г/га стекловидность зерна составила 86%, содержание полностью стекловидных зерен - 76%, содержание белка в зерне - 14,28 а.с.в. %, соотношение крупных крахмальных гранул к мелким - 0,255, содержание мелких крахмальных гранул - 192 шт./мм².

В варианте с внесением препарата фуролан в дозе 5 г/га стекловидность зерна составила 88%, содержание полностью стекловидных зерен - 79%, содержание белка в зерне - 14,22 а.с.в. %, соотношение крупных крахмальных гранул к мелким - 0,302, содержание мелких крахмальных гранул - 179 шт./мм².

В варианте с внесением препарата фуролан в дозе 6 г/га стекловидность зерна составила 86%, содержание полностью стекловидных зерен - 77%, содержание белка в зерне - 14,22 а.с.в. %, соотношение крупных крахмальных гранул к мелким - 0,283, содержание мелких крахмальных гранул - 184 шт./мм².

Достоверное увеличение как общей стекловидности на 5-7%, так и содержания полностью стекловидных зерен - на 10-13% в варианте с внесением препарата фуролан в дозах 4-6 г/га связано с одновременным увеличением содержания белка на 4,18-4,62% и соотношения крупных крахмальных гранул к мелким - на 62,4-92,4% и уменьшением содержания мелких крахмальных гранул - на 13,9-19,7%, в сравнении с контролем.

Известно, что при увеличении крупности крахмальных гранул в эндосперме выход муки при размоле зерна повышается [Егоров Г.А. Технологические свойства зерна. - М.: Агропромиздат, 1985. - 334 с.].

Таким образом, внесение препарата фуролан при возделывании растений озимой пшеницы в дозах 4-6 г/га в фазу конец кущения - начало трубкования достоверно повышает как общую стекловидность зерна, так и содержание полностью стекловидных зерен вследствие увеличения содержания белка, соотношения крупных крахмальных гранул к мелким и уменьшения содержания мелких крахмальных гранул в эндосперме.

Применение заявляемого способа актуально при выращивании озимой пшеницы и для последующей ее переработки, поскольку микроструктура эндосперма непосредственно влияет на технологические свойства зерна.

Таблица 1
Стекловидность зерна озимой пшеницы сорта Батько
Вариант опыта	Количество зерен, %	Общая стекловидность зерна, %	± к контролю
полностью стекловидных	частично стекловидных
Контроль	66	30	81	-
Внесение системы удобрений	72	24	84	3,0
Внесение препарата фуролан в дозе:
4 г/га	76	20	86	6,2
5 г/га	79	18	88	7,0
6 г/га	77	18	86	6,2
НСР0,95	6	6	3	2,5

Таблица 2
Содержание белка в зерне озимой пшеницы сорта Батько
Вариант опыта	Содержание белка а.с.в., %	± к контролю
Контроль	13,65	-
Внесение системы удобрений	13,97	2,34
Внесение препарата фуролан в дозе:
4 г/га	14,28	4,62
5 г/га	14,22	4,18
6 г/га	14,22	4,18
НСР0,95	0,28
Р0,95, %		1,97

Таблица 3
Пофракционное распределение крахмальных гранул
Вариант опыта	Размер крахмальных гранул, мкм	Соотношение количества крупных и мелких крахмальных гранул
менее 9	9-18	более 18
Контроль	223	34	1	0,157
Внесение системы удобрений	233	35	2	0,159
Внесение препарата фуролан в дозе:
4 г/га	192	45	4	0,255
5 г/га	179	49	5	0,302
6 г/га	184	47	5	0,283
НСР0,95	26	7	2	0,071

Способ повышения стекловидности зерна озимой пшеницы, отличающийся тем, что при выращивании растений в стадию конец кущения - начало трубкования вносят препарат фуролан в дозах 4-6 г/га.