Формирование показателей качества яровой пшеницы в условиях Чулымо-Енисейской котловины

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Формирование показателей качества яровой пшеницы в условиях Чулымо-Енисейской котловины

Выпускная квалификационная работа

Содержание

Введение

1. Обзор литературы

1.1 Биологические и морфологические особенности яровой пшеницы

1.2 Факторы влияющие на качество урожая

2. Характеристика места и условий работы

2.1.Характеристика почвенно-климатических зон Красноярского края

2.2 Организационная характеристика места работы

3. Специальная часть

3.1 Методика исследований

3.2 Результат исследований

4. Охрана окружающей среды

5. Безопасность жизнедеятельности

Выводы

Библиографический список

Введение

Одной из задач сельского хозяйства является увеличение производства качественного зерна - наиболее питательного и ценного в технологическом отношении.

Качество зерна пшеницы - понятие комплексное. Оно характеризуется рядом показателей, определяющих физические, химические и мукомольные его свойства, физические и хлебопекарные качества получаемой из него муки. На качество зерна могут влиять различные причины: генетические свойства сорта, природно-климатические условия, применяемые технологии возделывания растений, средства защиты, удобрения и минеральные подкормки, организационные мероприятия и т.п.

Качество зерна - фактор интенсификации зернового производства, является интегрирующим показателем взаимодействия генотипа сорта, природно-климатических особенностей, агротехнических и организационно-экономических условий возделывания пшеницы.

Проблема качества зерна имеет и свой экономический аспект, так как зерно пшеницы дает повышенный выход муки и хлеба, что приводит к снижению расхода зерна.

Пшеница - как хлебная культура возделывается в большинстве стран мира. Ценность ее заключается в высоком качестве пшеничного хлеба. По вкусу, питательности и переваримости он превосходит хлеб из муки всех других зерновых культур. Пшеница используется не только в хлебопекарной, но и в крупяной, кондитерской и макаронной промышленности. Зерно ее можно перерабатывать на спирт, крахмал, декстрин.

Отходы мукомольного производства, солома и полова используется на корм животным.

Повышение качества зерна в современных условиях является важной проблемой сельскохозяйственного производства. Улучшение качества зерна пшеницы - это один из основных путей повышения эффективности сельскохозяйственного производства.

Агроэкологические факторы оказывают непосредственное влияние на зерно яровой пшеницы, таким образом, рассмотрение этих факторов позволит получить информацию и сделать выводы о количественно - качественных показателях яровой пшеницы.

1 Обзор литературы

1.1 Биологические и морфологические особенности пшеницы

Важнейшее продовольственное однолетнее растение, используемое в пищу. В настоящее время пшеницу выращивают в мире примерно на 230 млн. га. Наша страна - крупнейший производитель пшеницы. Ее посевы занимают более 60 млн. га из них 1/3 под озимой и 2/3 под яровой.

Более трети населения земли питается зерном этой культуры. Она дает от 20 до 30 % всех калорий, необходимых людям.

В среднем сухое вещество зерна мягкой пшеницы содержит (в %) 13,9 белка, 79,9 углеводов, 2 жира, 1,9 золи и 2,3 клетчатки, а твердой 16 белка, 77,4 углеводов, 2,1 жира, 2 золи и 2,4 клетчатки. Влажность зерна 12…14 %.

Мука мягкой пшеницы широко используется в хлебопечении и кондитерской промышленности, твердой - для производства макаронных изделий и манной крупы. Отходы мукомольной промышленности (отруби, мучная пыль), послеуборочной очистки (мелкое зерно), а также солома и мякина - хороший откорм для животных.

Стебель - соломина из 5…6 полых междоузлий, у твердой пшеницы верхнее междоузлие под колосом выполнено. В зависимости от сорта и условий длина стеблей колеблется от 0,7 до 1,5 м. Сорта с более коротким стеблем устойчивее к полеганию. Число стеблей одного растения (общая кустистость) у озимой пшеницы в среднем 2…3, у яровой - 1…1,3.

Листья - состоят из влагалища, охватывающего стебель, и узкой листовой пластинки. В месте перехода пластинки во влагалище имеются короткий язычок и небольшие ушки с ресничками, по их виду пшеницу легко отличить от других хлебов в фазе кущения.

Соцветие - сложный колос. На уступках коленчатого стержня расположено по одному колоску. В колоске 2…5 цветков, заключенных в колосковые широкие чешуи с килем, заканчивающимся зубцом, голые или опушенные. У твердой пшеницы киль более развит и мало изменяется по ширине от верха чешуи до основания.

Цветки - состоят из наружной (нижней) и внутренней (верхней) чешуй, более мягких, чем колосковые. У остистых сортов наружная чешуя заканчивается остью, у безостых - остевидным заострением. Твердая пшеница чаще с длинными, параллельными остями, мягкая представлена в равной мере остистыми и безостыми сортами, ее ости более короткие, расходящиеся.

Между цветковыми чешуями находится пестик с верхней завязью и двухлопастным перистым рыльцем, три тычинки и две бесцветные пленочки (лодикуле), способствующее при набухании раскрытию цветка.

По окраске колосья бывают белые и красные; по форме - веретеновидные, призматические, булавовидные. Лицевая сторона колоса у твердой пшеницы, совпадающая с широкой стороной стержня, уже боковой, у мягкой - наоборот. Длина колосьев - от 6 до 10 см и более, количество колосков - 12…24. у твердой пшеницы колоски расположены на стержне плотно, у мягкой - рыхло.

Пшеница - самоопыляющееся растение, хотя возможно и перекрестное опыление.

Плод - голая зерновка, белая или красная, с бороздкой и хохолком. Зерно твердой пшеницы более удлиненное, в поперечном разрезе гранистое, чаще стекловидное; у мягкой оно короче, в поперечном разрезе округлое, в разной степени мучнистое, с хорошо развитым хохолком. Зерновка состоит из плодовых и семенных оболочек, эндосперма, в котором отложена основная масса питательных веществ, и зародыша. Масса 1000 зерновок - 30…55 г. (Вавилов, Балышев 1984).

Корневая система - пшеницы мочковатая, состоящая из первичных (зародышевых) и вторичных (узловых, придаточных) корней. Зерновки в зависимости от сорта (озимые или яровые) прорастают несколькими корешками (от 2 до 8). Основная масса корней располагается в пахотном слое, хотя отдельные могут проникать на глубину до 1…1,5 м. Корневая система озимых сортов более мощная, чем яровых. У твердой пшеницы отдельные корни проникают глубже, чем у мягкой, но по массе корней она уступает мягкой. Придаточные корни и стебли образуются из узла кущения, который закладывается вблизи поверхности почвы и отделен от зерновки подземным междоузлием.

За время произрастания пшеничное растение проходит ряд стадий развития. Выделяют четыре стадии. Первая - яровизация. Основным фактором, определяющим продолжительность и характер яровизации, является температура. Все сорта яровой пшеницы проходят стадию яровизации при температуре 5-15 ⁰С за 4-16 дней. При обычных сроках сева сорта яровой пшеницы чаще всего заканчивают стадию яровизации до появления всходов.

Вторая стадия развития - световая. Основной фактор прохождения этой стадии - продолжительность освещения. Яровая пшеница относится к растениям длинного дня. Чем длиннее день, тем быстрее проходит световая стадия и раньше начинается выход в трубку и колошение.

В 1956 г. профессором В.А. Новиковым установлено, что после окончания световой стадии, когда растения перестают реагировать на длину дня, они предъявляют повышенные требования к спектральному составу света. Этот период считают третьей стадией развития растений. Он начинается с появления, в зачаточном колосе тычиночных бугорков и оканчивается к началу формирования материнских клеток пыльцы.

От начала формирования материнских клеток пыльцы и до образования во всех цветках выколосившегося колоса созревшей пыльцы растения пшеницы предъявляют повышенные требования к интенсивности света. Этот период выделяют как четвертую стадию.

Продолжительность третьей стадии у разных сортов яровой пшеницы неодинакова и колеблется от 8-9 до 17-18 дней в зависимости от сортовых особенностей, температуры, влажности почвы и питания растений. Четвертая стадия у пшеницы короткая, от 4 до 10 дней. (Белозеров, Дергачев, Кондратьев 1967).

Пшеница - растение умеренного климата. Оптимальная температура для всех вегетаций у большинства сортов в пределах 16-20 ⁰С. в начале роста пшеница мирится с недостатком тепла. При снижении температуры ниже оптимальной удлиняются фазы роста. Наибольшие требования к теплу в конце трубкования, в колошение, цветение и в начале формирования зерновки. В эти фазы понижение температуры до 10 ⁰С. в таких условиях пыльца плохо созревает и многие цветки не оплодотворяются.

В период налива и созревания требования пшеницы к теплу несколько снижаются. Однако при температуре 12 ⁰С тепла грозмерно затягивается налив и созревание.

Повышение температуры воздуха выше 22 ⁰С в течение вегетации приводит к сокращению всех фаз роста и снижению урожая. Температура выше 35 ⁰С при низкой относительной влажности воздуха нарушает правильный ортосинтез, приостанавливает рост и может вызывать гибель растений. Сухие семена хорошо переносят морозы до 40-50 ⁰С не снижая всхожести.

Проростки зерна выдерживают понижение температуры до 6 ⁰С. снижение температуры до - 4 ⁰С приводит к частичной гибели молодых проростков. Повреждение всходов весенними заморозками отрицательно сказывается на урожае.

Повреждение пшеницы заморозком во время цветения может привести к большой череззернице или к полному отсутствию зерна в колосе. (Белозеров, Дергачев, Кондратьев 1967).

Яровая пшеница довольно влаголюбивая культура, в течение всего жизненного цикла она требует определенного количества воды. Для прорастания зерну необходимо впитать не менее 50-60 % воды собственного сухого веса. Рост вегетативной массы, листьев, стеблей и соцветий прекращается, если влажность снижается до 20-25 %.

Наиболее благоприятные условия по использованию растущим растением влаги создаются при влажности корнеобитаемого слоя почвы в пределах 60-70 % от полной полевой влагоемкости. Для яровой пшеницы средний коэффициент равен 415. до данным С.Д. Гребенникова (1949), который определял величину транспирационного коэффициента в сибирских условиях, имеет коэффициент 356.

Пшеница требует влагу в течение всего периода вегетации, от набухания и прорастания семян до начала восковой спелости зерна. Только после этого, когда идет высыхание соломы и зерна, пшеница практически не использует влагу.

Снижение урожая пшеницы во многом зависит от продолжительности почвенной и воздушной засухи и фазы роста.

Из общего суммарного расхода влаги за всю вегетацию пшеница использует от посева до кущения не более 5-7 %. В период кущения 15-20 % максимальное водопотребление приходится на период выхода в трубку и колошения до 50-55 %. При формировании зерновки и налива зерна потребление воды уменьшается до 20-30 %. На период от восковой до полной спелости приходится не более 3 % суммарного расхода влаги.

К частичной гибели растений приводит засуха во время кущения. Почвенная засуха во время трубкования ведет к резкому снижению как общего урожая, так и урожая зерна.

По данным А.И. Носатовского (1965), урожай снижается на 70-80 %. Недостаток влаги уменьшает число растений и продуктивную кустистость.

Засуха во время колошения и цветения также ведет к значительному снижению урожая.

Для яровой пшеницы критический период по отношению к влаге обычно поступает за 15-20 дней после колошения. При особенностях погоды продолжительность критического периода может изменяться. (Белозеров, Дергачев, Кондратьев, 1967).

Яровая пшеница требовательна к запасам усвояемых питательных веществ. В первую очередь это объясняется сравнительно коротким вегетационным периодом и недостаточно мощной корневой системой. Для формирования урожая в 20-25 ц /га пшеница берет из почвы 80-100 кг азота, 30-40 кг фосфора и 60-70 кг калия. Потребление питательных веществ начинается с первых же дней прорастания степени, когда разовьются корешки и первый листочек, когда использованы запасы пищи, находящейся в зерне.

Резко возрастает потребление питательных веществ во время кущения и выхода в трубку. После цветения потребление питательных веществ, а в фазу восковой спелости прекращается вовсе.

Для формирования высокого урожая нужны все основные питательные вещества. Наибольшее значение имеет азот. Достаток азота во время образования колоса, колосков и цветков обеспечивает большие размеры колоса, увеличивает число хорошо развитых цветков.

Фосфор также имеет большое значение в жизни пшеницы. Недостаток фосфора задерживает использование азота. Фосфорные удобрения ускоряют процесс цветения, налива и созревания зерна, сокращают период вегетации.

На формирование урожая пшеницы существенное влияние оказывает и калий. Его недостаток ведет к задержанию роста. При этом растение сильнее реагирует на крайние колебания температуры и влаги. При недостатке калия ухудшается количество зерна, натура его снижается и урожай падает.

Пшеница на почвах низкого плодородия с мелким пахотным слоем дает сниженные урожаи. Наиболее высокие урожаи получают на окультуренных плодородных почвах черноземного комплекса, хорошо обеспеченных влагой и питательными веществами. Чем выше плодородие черноземов; тем выше урожай.

Высокие урожаи пшеница дает при правильной агротехнике на каштановых и серых лесных почвах, имеющих более низкое потенциальное плодородие.

Существенное значение для яровой пшеницы имеет глубина пахотного слоя, которая не должна быть меньше 16-18 см. чем больше глубина, тем мощнее развивается корневая система в почве, больше создается запасов легкоусвояемых питательных веществ и влаги.

Пшеница чувствительна к реакции почвенного раствора. Лучше всего удается на нейтральных почвах при рН 6-7, хуже на кислых почвах при рН 5,5-4,5. резко снижает урожай пшеница на щелочных почвах рН более8 (Белозеров, Дергачев 1967).

1.2 Факторы, влияющие на качество урожая

Рядом авторов установлена зависимость качества зерна пшеницы от почвенных и экономических условий его производства. Обилие атмосферных осадков и одновременное снижение температурного режима приводят к уменьшению содержания белка в зерне, ухудшению его качества (Белозеров, Дергачев 1967).

Красноярский край включает в себя несколько различающихся между собой почвенно-климатических зон, что в значительной степени и предопределяет различие технологических и хлебопекарных свойств пшеницы, производимой в тех или иных конкретных условиях.

Исследованиями М.И. Княгиничева (1951) и М.И. Мель (1959) установлена обратная зависимость: с увеличением средней температуры воздуха в период вегетации на 1 ⁰С повышается содержание белка в зерне на 1 %, а превышение температуры на 5 ⁰С в фазу цветения - начала налива зерна увеличивает количество азота на 0,076-0,13 %.

На основании изучения развития зернового хозяйства на Дону И.Г. Калиненко сделал вывод, что в годы, когда в период налива выпадают осадки и стоит прохладная погода, пшеница, отличается пониженными стекловидностью, количеством и качеством клейковины.

Наибольшее снижение белковости под влиянием атмосферных осадков, по наблюдениям В.Г. Козлова (1965), происходит в период налива и созревания зерна. Обильное выпадение осадков в фазу молочно-восковой спелости вызывает удлинение периода созревания пшеницы, что способствует повышенному накоплению углеводов. Н.С. Петинов и А.Н. Павлов (19955) установили, что с удлинением периода созревания зерна под влиянием обильного увлажнения и пониженной температуры воздуха в нем задерживается синтез белковых веществ.

М.М. Самсонов (1967) доказал, что повышение содержания белка, клейковины и увеличение силы муки возможны в том случае, когда фаза колошения - восковая спелость зерна - характеризуется повышенной среднесуточной температурой воздуха при равных или даже повышенных суммах осадков, а также при повышенных среднесуточных температурах воздуха и пониженных суммах осадков.

По мнению А.И. Носатовекого (1965), во влажную погоду в период формирования и налива зерна при наличии в почве достаточного количества влаги создаются хорошие условия для фотосинтеза и притока углеводов. Эти же условия неблагоприятны для накопления белковых веществ, так как увлажненная почва обедняется легкоусвояемыми формами азотной пищи вследствие замедления нитрификационных процессов.

По данным П.Е. Судного (1965), малое содержание белка в зерне пшеницы, объясняется тем, что выпадает 500-600 мм осадков, среднесуточная температура июля низкая - 16-17⁰ , почвы (подзолы, серые лесные) бедны азотом. В районах с черноземными и каштановыми почвами, где осадков меньше (350-450 мм), температура в июле 25-30⁰ ; количество белка в зерне составляет более 15,5 %.

Содержание белка в зерне пшеницы сильно изменяется в зависимости от района произрастания. Низкое содержание белка (13-15 %) отличается в зерне пшеницы, выращиваемой в районах с избыточным увлажнением (Северо - Запад, Центр), и наивысшее - в Казахстане.

Влияние климатических факторов на содержание белка, а также крахмала сильно различается даже в пределах одной административной области. Трехлетние исследования В.П. Паншиной (1968) показали, что в высокогорной зоне Алма-атинской области (зоне достаточным количеством влаги) содержание белка в среднем с неудовлетворительным увлажнением содержание белка возрастало. Даже в благоприятные по погодным условиям годы нижний предел белка достигал 15 %.

Для получения зерна пшеницы высокого качества необходимы плодородие почвы, богатые азотом; достаточное, но не избыточное количество влаги; относительно высокая температура воздуха и интенсивная инсоляция.

Содержание крахмала также изменялось по зонам. По мере перехода из районов умеренного увлажнения и засушливую содержание крахмала снижалось на 3,3 %, а в отдельные неблагоприятные годы эта разница достигала 6 %.

Влияние климатических факторов изучено относительно количества белка в зерне, и совершенно недостаточно материала о качественном составе белка, от которого зависит прежде всего пищевая ценность зерна и продуктов его переработки.

Н.Ф. Покровская (1967) отмечает, что при выращивании зерновых культур в условиях северных районов зерно содержит больше незаменимо аминокислоты триптофана, чем в южных районах.

Влажность почвы играет исключительно большую роль в накоплении белка в зерне хлебных злаков. Решающее значение влаги в накоплении белковых веществ в зерне подтверждается общеизвестными фактами. Установлено, что засушливые годы зерно формируется с повышенным содержанием белка. Объясняется это обычно тем, что при недостатке влаги формируется меньший урожай, а следовательно, почвенный легкоподвижный азот расходуется относительно меньше на ростовые процессы, а больше на зернообразование.

Влиянию обеспеченности почвы влагой на содержание в зерне белка уделяется большое внимание. Д.И. Прянишников (1965) считал, что с повышением влажности почвы снижается содержание белка в зерне пшеницы в различных вариантах опыта он усматривал в том, что в результате неодинаковой влагообеспеченности при одном получается разной величины урожай. Поэтому зерно при высоких урожаях содержит относительно меньше белка, а при низких - больше. Такое объяснение Д.Н. Прянишников (1965) дает и снижению белковости зерна при поливе. Но вместе с тем он предупреждал, что если с увеличением влажности повысить уровень питания азотом, то можно предупредить снижение белковости зерна даже при резком увеличении урожая.

Многие исследователи отмечают обратную зависимость между качеством зерна и количеством осадков в период от выхода в трубку до наступления восковой спелости пшеницы. Чрезмерное увлажнение в этот период привод к уменьшению содержания белка и клейковины.

По мнению А.Н. Павлова (1967) в засушливых условиях тормозится отток веществ из вегетативных органов в зерно, причем в большей степени замедляется передвижение углеводов, чем азотистых веществ, что и приводит к более высокому относительному содержанию белка в зерне. Иногда даже при хорошей влагообеспеченности и высоком уровне азотного питания не удается получать урожай с достаточно высокой белковостью зерна. М.М. Стрельникова (1971) объясняет это тем, что почве может происходить биологическое поглощение азота микроорганизмами, а также денитрификация с потерей свободного азота.

При оптимальном увлажнении белковость зерна не снижается и не ухудшаются технологические его качества. М.М. Стрельникова (1971) считает, что влияние влажности нельзя рассматривать изолированно от температурного фактора. Дело в том, что чем выше температура, тем слабее выражено отрицательное действие обильного увлажнения на качество клейковины.

Влияние двух факторов (влаги и тепла) на качество зерна, в частности, клейковины, зависит от сорта. Физические свойства сортов сильных пшениц с увеличением влажности ухудшаются в меньшей степени, чем сортов слабых пшениц. А.А. Созинов и В.Г. Козлов (1970) считают, что в степных районах для получения озимых пшениц наиболее благоприятные условия для получения высококачественного зерна создаются в такие годы, когда вегетация озимых возобновляется при наличии достаточных запасов влаги в почве (140-150 мм в метровом слое), в период от выхода в трубку до колошения стоит теплая погода и выпадают дожди, а формирование зерна проходит при достаточно, но не чрезмерно высокой температуре и умеренном дефиците влаги. В такие годы весной в почве накапливается большое количество нитратов, растения хорошо развиваются и активно поглощают из почвы азот. Когда наступает колошение, их ткани бывают насыщены азотсодержащими веществами. В годы с холодной затяжной весной процессы нитрификации в почве угнетены, растения испытывают азотное голодание и развиваются медленно. В их тканях накапливается мало азотных соединений, которые даже при благоприятных условиях в период образования зерна бывает недостаточно для накопления большого количества белка и клейковины, так как синтез белков зерна идет в основном (на 70-80 %) за счет азота, накопленного до колошения.

Уменьшение содержания белка в зерне в связи с поливом и вообще с повышением влажности почвы объясняется снижением концентрации почвенного раствора. Это замедляет проникновение азота в растение, и в семенах уменьшается количество белка и увеличивается количество крахмала. Кроме того, повышенное осмотическое давление почвенного раствора вызывает физиологическую сухость среды, вследствие чего ухудшается водный режим растения и увеличивается относительное содержание азота в зерне.

Удлинение периода развития, особенно после колошения, влечет за собой образование зерна с низким содержанием белка. На химический состав зерна, в частности на содержание в нем белка, сильное влияние оказывает засуха. Сила и характер действия засухи на содержание белка и его качество изменяются в зависимости от времени поступления засушливого периода.

Засуха в период трубкования уменьшает количество общего и белкового азота в зерне и увеличивает содержание небелкового азота. Количество углеводов в урожае при засухе во все периоды роста снижается.

Отмечая положительную роль сухости климата с точки зрения влияния его на формирование высококачественного зерна, следует, однако, отметить, что резкий недостаток влаги из-за почвенной или воздушной засухи может оказать отрицательное влияние не только на величину урожая, но и на качество зерна. При сильной засухе (почвенной или воздушной) химический состав растения изменяется не только в результате нарушения водного баланса в растении (недостатка влаги), но и вследствие ограниченного, а иногда и полного прекращения поступления пластических веществ в генеративные органы растений.

По мнению большинства исследователей и практиков, повышенный водный режим почвы во время роста растений ведет к ухудшению вегетационного периода, замедленного созревания. Недостаток влаги, наоборот, ускоряет созревание хлебов.

Биохимический состав растения является результатом воздействия целого комплекса внешних условий, а не только влаги. В определенных природных условиях закономерное действие одного фактора может быть смещено действием других факторов в такой степени, что он не сможет оказать должного влияния на формирование урожая ни в количественном, ни в качественном отношении. Количество осадков за период вегетации и увлажненность почвы оказывают влияние как на содержание белка, так и на другие показатели качества зерна. (Коданев 1976).

Влияние температуры на химический состав растений может проявляться действием его как на физиологические функции растений (фотосинтез, транспирация, дыхание и т.д.), так и на биологические, а также химические процессы почвы (процессы нитрификации и др.).

При повышении температуры содержание белка в зерне возрастает объясняется это явление действием температуры питательного раствора на скорость поглощения растением азота и фосфора. При температуре 25 ⁰С уменьшается количество водо-растворимой фосфорной кислоты (биологическое закрепление в почве), что вызывает пониженное поступление фосфора в растение и относительно высокое накопление азота в зерне.

Повышенная температура ускоряет рост растения, а также накопление азота и углеводов. Энергия дыхания при этом усиливается, в результате чего отношение азота к углеводам увеличивается. Кроме того, более высокая температура усиливает процессы нитрификации в почве, что ведет к обогащению ее азотом.

Высокая температура воздуха и недостаток влаги в почве в период налива зерна, с одной стороны, тормозит нормальную деятельность ассимиляционного аппарата растения, с другой- усиливает процесс дыхания, а в связи с этим и расход углеводов. Эти два процесса обуславливают повышение содержания белка в зерне пшеницы в условиях небольшой засухи.

Повышенное содержание белка в зерне в засушливые годы объясняется не только отсутствием так называемого ростового разбавления, но и тем, что в условиях засухи в период налива зерна значительно ослабляется отток углеводов из вегетативных органов в генеративные.

Повышенная температура ведет не только к увеличению содержания белка в зерне, но и к улучшению его хлебопекарных качеств.

Ряд исследователей считают, что свет лишь косвенно влияет на синтез белковых веществ. Это доказывается тем, что белок в присутствии углеводов и углекислоты может образовываться и в темноте. Но интенсивность освещения при высокой температуре воздуха и малых запасах влаги в почве, усиливая процессы дыхания, уменьшает накопление углеводов в зерне. Опыты показывают, что при обеспечении влагой затененные растения дают зерно с меньшим содержанием азота, чем незатененные (Носатовский, 1965).

Влияние света на химический состав растений происходит через фотосинтез. Различные условия среды, в которых протекают реакции фотосинтеза, приводят в конечном счете и к различиям в продуктах фотосинтеза (Благовещенский, 1950).

Г.К. Самохвалов (1947) отмечает, что у растений северного происхождения фотосинтез и обмен веществ лучше происходят на красном свету, у растений южного происхождения- на сине-фиолетовом, у растений средних широт - более или менее одинаково интенсивно как на красном, так и на сине-фиолетовом свету.

А.А. Созинов и В.Г. Козлов (1970) указывают, что качество зерна зависит от интенсивности, продолжительности и состава солнечного освещения. В опытах Всесоюзного научно - исследовательского селекционно-генетического института была найдена положительная связь между суммой часов солнечного сияния и содержанием протеина в зерне (r = 0,579 ± 0,18). Объясняется это тем, что усиленному накоплению азота в растениях способствует освещение их более коротковолновыми (380-470 ммк) солнечными лучами (Харпер, Пульсен, 1968). Но ультрафиолетовая радиация сильно поглощается парами воды, и поэтому в пасмурные дни ее интенсивность резко падает, а это угнетает синтез азотистых веществ.

Наиболее активному коротковолновому освещению подвергаются растения в степных, засушливых районах, и это одна из причин более высокого содержания белка в зерне пшеницы, выращенной в этой зоне. Авторы считают, что для синтеза высококачественных белков необходим высокий энергетический уровень среды - интенсивная богатая ультрафиолетовыми лучами солнечная инсоляция и относительно высокая температура при ограниченной влагообеспеченности.

Свет оказывает влияние и на глубину залегания узла кущения, а следовательно, на кустистость, образование вторичных корней и качество (белковость) зерна.

Многие ученые считают, что основное влияние на белковость зерна оказывает климат, агротехнические же условия играют второстепенную роль. Ряд авторов (Княгиничев, Пиневич и др.) первостепенное значение придают агротехнике. М.И. Княгиничев, например, считает, что климатические условия района лишь усиливают или ослабляют накопление белка, в основном зависящее от плодородия почвы и сорта.

Многолетние исследования показывают, что агротехническими приемами при одних и тех же климатических и почвенных условиях можно резко изменить химический состав урожая. В отдельные годы амплитуда колебания белковости зерна доходила почти до 8 %. Наряду с этим огромное влияние на химический состав растений оказывают и метеорологические факторы. При одних и тех же почвенных и агротехнических приемах содержание сырого протеина в опытах колеблется в зависимости от погодных условий от 9 до 20 %. Это свидетельствует о том, что признание доминирующей роли за каким - либо одним фактором противоречит научному закону о равноценности и незаменимости факторов.

Во всех растительных организмах биохимические процессы накопления и превращения веществ происходят при определенных соотношениях физических факторов (свет, тепло, влага и пр.). полное отсутствие или ограниченное поступление одного из факторов жизни растений, независимо от того, является ли он, по мнению тех или других авторов, доминирующим или второстепенным, ведет к смещению всех физиологических и биохимических процессов организма, вплоть до полного приостановления роста и развития (Коданев 1976).

На качество урожая большое влияние оказывает плодородие почвы. Содержание белка в зерне зависит прежде всего от обеспеченности почв гумусом. Известно, что перегной и другие органические соединения почвы являются источником азота для создания органических азотсодержащих веществ.

На качество растениеводческой продукции сильное воздействие оказывает реакция почвенной среды. Исследования Н.С. Авдонина (1972) показали, что при выращивании растений на кислой почве уменьшается количество белка и увеличивается содержание небелкового азота. Это объясняется отрицательным влиянием повышенной кислотности на использование углеводов для построения белков. В кислой среде замедляется переход моносахоридов в дисахариды и другие более сложные органические соединения. Кислая реакция среды усиливает гидролитические процессы и понижает синтетические, а это ведет к замедлению процесса образования сахарозы и белковых веществ. Кислая среда ухудшает питание растений азотом и тормозит образование в них белковых веществ.

Качество пшеницы и урожайность во многом также зависит от ее места в севообороте. Однако с ростом урожайности в зерне уменьшается содержание белка и клейковины. При выращивании пшеницы на одном месте в течение двух лет качество зерна в сравнении с лучшими предшественниками резко снижается.

Наилучшим предшественником яровой пшеницы во всех почвенно-климатических зонах России считается хорошо обработанный удобренный чистый пар.

Многолетние бобовые травы, злакобобовые, однолетние травосмеси, кукуруза на силосе, пшеница после пара - лучшие среди непаровых предшественников. Однако без применения удобрений и подкормок растений вырастить качественное зерно пшеницы по ним практически не удается.

Освоение правильных севооборотов с оптимальным количеством чистых паров - прочная основа дальнейшего роста урожайности и повышения качества зерна пшеницы.

В комплексе агротехнических приемов выращивания пшеницы важное значение имеют сроки и способы обработки почвы, разные для каждой почвенно-климатической зоны. В пределах зоны свои требования диктуют предшественники, конкретные условия года. Современным требованиям интенсификации производства доброкачественного зерна наиболее полно отвечает система дифференцированной обработки почвы, предусматривающая проведение отвальных, безотвальных, мелких и поверхностных обработок выполненных обычными плугами, комбинированными агрегатами, дисковыми и плоскорезными орудиями.

Посев яровой пшеницы в оптимальные для каждой зоны сроки способствуют получению большого урожая с хорошим качеством зерна. Отклонение от них приводит к резкому уменьшению урожая и ухудшению качества зерна (Степанов, Пономарев 1977).

В росте урожайности и улучшении качества продуктов земледелия важную роль играет повышение плодородия почвы. Осуществить это мероприятие в короткие сроки можно только при широком и рациональном использовании удобрений.

Одним из наиболее мощных факторов регулирования режима питания растений, а следовательно, увеличения урожая и улучшения качества зерна является удобрение пшеницы. Только при обеспечении растений питательными веществами на протяжении всей вегетации можно получить большой урожай с хорошими технологическими достоинствами зерна.

Величина урожая и белковость зерна в большей степени зависят от обеспеченности растений азотом пищей во все периоды вегетации, тем выше урожай и белковость зерна. Следовательно, для получения хорошего зерна необходимы повышенные дозы азотных удобрений. Таким образом применение органических и минеральных удобрений оказывает непосредственное влияние на качество зерна яровой пшеницы (Зыкин, Шакомин, Белан 2000).

Одно из условий повышения урожайности яровой пшеницы и улучшения ее качества организованная защита растений от болезней и вредителей.

При борьбе с вредителями и болезнями пшеницы целесообразно применять комплекс агротехнических, биологических, механических и химических мероприятий, причем ведущая роль должна принадлежать агротехническим (профилактическим) мероприятиям, направленным на создание условий, благоприятных для роста и развития пшеницы и неблагоприятных для распространения вредителей и болезней.

При повреждении болезнями и вредителями происходит снижение урожая, качества товарного зерна и посевного материала, ухудшается хлебопекарная сила муки, снижение качества клейковины.

Применение химических средств защиты растений должно быть рациональным, квалифицированно обоснованным.

Сорняки причиняют как прямой, так и косвенный вред на качество и количество урожая. Они способствуют распространению вредителей и болезней, увеличивают затраты на послеуборочную подработку зерна.

Сорняки не только снижают величину урожая, но и ухудшают его качество. Так, чем выше засоренность полей, тем сильнее падают урожайность и содержание в зерне протеина.

В борьбе с сорняками очень эффективна правильная обработка почвы, противоэрозионные мероприятия, химическая прополка.

В борьбе с сорняками большую роль играют чистые пары. С увеличением удельного веса паров пахотные земли засоряются меньше (Степанов, Пономарев 1977).

В системе агромероприятий, направленных на получение высококачественного зерна пшеницы, важное место отведено срокам и способам уборки урожая. Можно иметь пары в севооборотах, применять все рекомендуемые приемы, вырастить на корню хорошую пшеницу, но если убрана она несвоевременно, то получить высококачественное зерно не всегда удастся.

Наилучшее время для скашивания сильной пшеницы - фаза восковой спелости.

Уборка проводится раздельным способом при влажности зерна 38-40 %, а в сухую ветреную погоду даже несколько раньше - при влажности зерна 41-43 %. Это необходимо еще и потому, что в засуху зерно созревает очень быстро.

Часто фаза восковой спелости длится не более четырех - пяти дней. Сохранить количество скошенной пшеницы можно лишь при своевременном подборе хлеба из валков. Эту работу выполняют сразу же после подсыхания хлебной массы (Животков и др. 1989).

К прямому комбайнированию приступают, когда основная масса зерна находится в фазе полной спелости и влажность его не выше 14-17 %. Проводят в сжатые сроки (5-7 дней), чтобы потери урожая были минимальными.

Из выше изложенного материала видно, что эти факторы оказывают непосредственное влияние на качество зерна яровой пшеницы. Тем самым важнейшим условием является контроль и регулирование этих факторов с целью уменьшения их отрицательного воздействия на количество и качество урожая пшеницы.

пшеница урожай клейковина качество

2 Характеристика места и условий работы

2.1 Характеристика почвенно-климатических зон Красноярского края

Красноярский край занимает огромную территорию. По данным Комитета по земельным ресурсам и землеустройству Красноярского края его площадь равна 72367,1 тыс. га. Протяженность края с севера на юг до 3 тысяч километров, с запада на восток от 650 до 1460 километров. Удельный вес сельскохозяйственных земель очень низкий и составляет 7,13 % от общей территории, а пашни 4,40 % (Крупкин 2002).

Климат Красноярского края значительно отличается от земледельческих зон европейской части страны. К специфическим особенностям сибирского климата относятся его резкая континентальность, проявляющаяся в неустойчивом температурном режиме и коротком вегетационном периоде, в малом количестве осадков и неравномерном их распределении по месяцам.

Оптимальной особенностью теплого режима зоны является быстрое нарастание тепла весной и резкое похолодание осенью. Максимальный прирост тепла приходится на июнь - первую половину июля и резко снижается в третьей декаде августа.

Основное сельскохозяйственное производство сосредоточено в южной части края, включая в себя округа: Канский, Назаровский, Чулымо-Енисейский, а также Минусинский.

Лесостепи Чулымо - Енисейского, Назаровского и Минусинского округов неоднородны по рельефу: равнинные участки сменяются холмисто - увалистыми и мелкосопочными формами. В предгорьях рельеф больше расчленен. Почвообразующими породами являются элювиальные и делювиальные отложения разной мощности и механического состава (Кириллов, Бугаков 1960).

Лесостепь.

Различные участки лесостепной зоны характеризуются неоднородностью климатических показателей (температура, осадки, континентальность и др.). Зима продолжительная и суровая, а лето короткое и жаркое, часто засушливое в первой половине. Весна холодная и сопровождается частыми и сильными ветрами. Амплитуда колебаний крайних температур воздуха достигает 90-100⁰ С. особенностью климата является поздний возврат весенних заморозков. Осенние заморозки наступают в первой и второй декаде сентября, реже в третьей декаде августа.

Безморозный период непродолжительный. Особенно он укорочен в Назаровской и Чулымо - Енисейской котловине.

Количество осадков колеблется от 300 до 400 мм. На севере и востоке зоны осадков меньше, чем на юге и западе.

Основная масса осадков выпадает в летний период. На долю зимних осадков приходится 15-25 % годовой нормы. Мощность снегового покрова небольшая, причем, в восточных и южных районах она меньше. На открытых возвышенных местах снег сдувается, почва обнажается и промерзает на большую глубину. Сильное промерзание почвы, обнажение ее поверхности в зимний период и растрескивание влечет за собой в отдельные годы гибель озимых.

За вегетационный период общая сумма тепла достигает 1600-1750⁰ С. распределение тепла во многом связано с рельефом. Южные склоны, как правило, прогреваются лучше, и поэтому они бывают суше. В нижних частях склонов и понижениях больше влаги и менее благоприятный тепловой режим, отчего растения часто не выдерживают и страдают от заморозков.

Переход температур через +5⁰С наблюдается весной в первой пятидневке мая и осенью - в последней декаде сентября. Переход через +10⁰ С - в последней пятидневке мая и первой декаде сентября соответственно. Среднегодовая температура в ряде районов лесостепи ниже 0⁰ С до -2⁰ С.

Глубоко промерзшие почвы медленно и поздно оттаивают. Особенно долго сохраняется сезонная мерзлота на остепененных безлесных массивах с маломощным снежным покровом.

Господствующие ветры западные и юго - западные. Около 170 дней в году ветры имеют скорость от 5 до 15, а в отдельные дни 18-20 м/сек. Сильные ветры, осадки ливневого характера вызывают во многих лесостепных районах развитие эрозионных процессов.

В лесостепных районах господствует лугово - степная растительность, прерывающаяся березовыми и осиново - березовыми лесными участками. Травянистый покров представлен тимофеевкой степной, прострелом желтеющим, мятником узколистным, ковылем перистым, пыреем ползучим, костром безостым, кровохлебкой лекарственной и т.п.

В таежной зоне господствует сосна, где к ней добавляется лиственница, произрастает пихта и ель. Травостой хорошо развит, высокостебельный и густой, с относительно большим видовым разнообразием. Значительные площади заняты гарями с зарослями кипрея.

2.2 Организационная характеристика места работы

Аккредитованная испытательная лаборатория образована на базе Федеральной службы по ветеринарному и фитосанитарному надзору Федерального Государственного Учреждения «Красноярский референтный центр Россельхознадзора». Данная лаборатория расположена по адресу: 660013, г. Красноярск, ул. Б. Хмельницкого, 1.

Аккредитованная испытательная лаборатория проводит все виды испытаний в соответствии с областью аккредитации: органолептические, физико-химические показатели, определение токсичных элементов, микротоксинов, пестицидов, радионуклеодов, металломашинных примесей, зараженность вредителями и др.

Испытательная лаборатория проводит также следующие виды работ:

- анализирует и систематизирует результаты испытаний;

- организует работы по проверке средств измерений и аттестации испытательного оборудования.

Испытательная лаборатория включает: руководителя, специалистов, занимающихся проведением испытаний продукции в соответствии с областью аккредитации испытательной лаборатории.

Основной целью испытательной лаборатории в области обеспечения качества испытаний является достижение и поддержание должного уровня организации, проведение испытаний и оформление их результатов, обеспечивающих объективную и достоверную информацию о фактических значениях показателей испытуемых образцов продукции.

Для достижения поставленной цели, в области обеспечения качества деятельности испытательной лаборатории используются следующие ресурсы, влияющие на качество проводимых работ:

- технические, включающие необходимое испытательное оборудование и средства измерений, стандартные образцы, реактивы, помещения и их инженерное оснащение;

- энергетические и инженерные ресурсы, необходимые для проведения испытаний (электроэнергия, водоснабжение, производственные площади и др.);

- организационная система, обеспечивающая проведение испытаний на высоком качественном уровне, четкое распределение функций испытателей, контроль качества выполняемых ими работ;

- квалифицированный кадровый состав, компетентный в вопросах организации и проведения испытаний, обработки и оформления результатов;

- нормативные документы (НД), регламентирующие требования к испытываемой продукции и методам ее испытаний, требования к испытательному оборудованию и средствам измерения, порядку их использования.

ФГУ ««Красноярский референтный центр Россельхознадзора» является контролирующим и инспектирующим органом по вопросам качества и сохранности хлебопродуктов (зерна, муки и крупы).

3 Специальная часть

3.1 Методика исследований

Целью данной работы является:

Изучение формирования количественно-качественных показателей продовольственной пшеницы в условиях Чулымо-Енисейской котловины Красноярского края.

В результате проведенных исследований решались следующие задачи:

1. Изучить формирование количественных показателей качества: влажность, натура, содержание сорной примеси, содержание зерновой примеси.

2. Изучить формирование качественных показателей: стекловидность, число падения и количество белка.

3. Выявить факторы, влияющие на формирование количества и качества клейковины.

Исследования проводились в испытательной лаборатории ФГУ ««Красноярский референтный центр Россельхознадзора».

Качество зерна определяют на основании результатов анализа среднего образца, составляемого для каждой партии. Существуют строгие требования для отбора выемок и составления образцов, изложенные в стандарте «Методы отбора проб».

Под партией понимается любое количество однородного по качеству зерна, предназначенного для одновременного приема, отгрузки или хранения, оформленное одним документом.

Составление образцов начинают с отбора точечных проб. Точечная проба - это небольшое количество зерна, которое отбирают из партии за один прием. Все выемки, сложенные вместе, составляют объединенную пробу зерна.

Средняя проба - часть объединенной или среднесуточной пробы, выделенная для определения качества зерна.

Отбор выемок проводят изупами из трех слоев насыпи. Из автомашин - отбор выемок проводят в четырех точках, если длина кузова от 3,5 м до 4,5 м берется в 6 точках, если длина свыше 4,5 м - в 8 точках.

При хранении зерна насыпью зерновую поверхность делят на 140 секций по 200 м² . В каждой секции точечные пробы отбирают в шести точках поверхности на расстоянии 1 метр от стен склада (края перегородки) по схеме : : :. Точечные пробы отбирают из трех слоев.

Таблица 1 - Порядок отбора проб.

Количество мешков	Количество мешков, из которых проводят выемки
До 10	Каждый второй
10-100	5 мешков + 5% от количества мешков
Свыше 100	10 мешков + 5% от количества мешков

Общая масса выема около 2-3 кг.

Определение органолептических показателей зерна проводят по ГОСТ 10967-90

Цвет, запах, вкус зерна является показателем его свежести. Показатели могут претерпевать такие изменения, что только по одному из них зерно может быть отнесено к категории дефектного. Отклонения этих показателей от нормы свидетельствуют о неблагоприятных воздействиях, которые испытывало зерно в процессе формирования и развития растения во время уборки, обработки, транспортировки и хранения.

Цвет. Нормальное зерно любой культуры имеет свой специфический цвет, а иногда и блеск. Цвет определяет вид, сорт и однородность. Изменение цвета (пожелтение, появление темных точек, сероватого или коричневого оттенков и т.д.) является следствием действия микроорганизмов, повреждения насекомыми, неправильной обработки (например, сушки) и заморозков.

Цвет зерна определяется путем сравнения с соответствующими образцами. Цвет и его оттенок лучше всего определять на черном фоне.

Запах. Зерну присущ свой специфический запах. Посторонний запах свидетельствует об ухудшении качества.

Посторонние запахи могут возникнуть в результате двух причин: вследствие поглощения (сорбции) из окружающей среды паров и газов различных веществ или от распада органических соединений, входящих в состав зерна. Исходя из этого, запахи разделяют на две группы:

1 - я группа - запахи поглощения (сорбции). К ним относят полынный, эфирный, дымный, головневый, запах нефтепродуктов.

2 - я группа - запахи разложения: амбарный, затхлый, солодовый, плесневый, гнилостный. Запах определяют как в целом, так и в размолотом зерне. Берется около 100 гр. зерна на ладонь, согревается дыханием. Для усиления запаха зерно помещают в стакан с водой и заливают горячей водой, закрывают стеклом. Через 2-3 минуты определяют запах.

Также для усиления запаха зерно навески помещают на сито и в течение 2-3 мин. пропаривают над сосудом с кипящей водой. Пропаренное зерно помещают на чистый лист бумаги и определяют наличие постороннего запаха.

Вкус. Нормальное зерно имеет специфический вкус, чаще пресный или слегка сладковатый.

Определение влажности зерна проводят по ГОСТ 135865-93

Влажность - количество содержащейся в зерне гигроскопической воды, выраженное в процентах к массе зерна с примесями. Различают следующие виды влаги в зерне.

Химически связанная вода. Входит в состав молекулы вещества в строго определенном количестве. Удаляется прокаливанием или сильным химическим воздействием. При определении влажности не учитывается.

Физико-химически связанная влага. Она сорбируется гидрофильными коллоидами зерна. Эта вода не может легко перемещаться и принимать участие в химических реакциях, но определяется при высушивании.

При определении влажности зерна необходимо суммировать содержание физико-химической и механически связанной воды (гигроскопическая вода).

Влажность является важнейшим показателем качества зерна, муки, крупы, так как от содержания воды зависят пищевая ценность, стойкость при хранении, рентабельность перевозок. Большое значение влажность имеет в процесс переработки зерна.

Стандартами установлено четыре состояния зерна по влажности: сухое до 14%, средней сухости - 14-15,5%, влажное - 15,6-17%, сырое - свыше 17%.

Определяют влажность зерна прямым и косвенным методами. К прямым относятся методы, при которых воду отгоняют в специальных установках и измеряют ее объем (метод дистилляции). К косвенным относятся методы высушивания и методы, основанные на электропроводимости зерна.

Основным методом является высушивание размолотого зерна в электрических шкафах (ГОСТ 135865-936).

Определение влажности предварительным подсушиванием

В банки отбирают навески по 20 гр., взвешивают и подсушивают в сушильном шкафу при температуре 105 ⁰С. продолжительность подсушивания устанавливается по таблице.

Таблица 2-Продолжительность подсушивания зерна

Культура	Продолжительность подсушивания в зависимости от исходной влажности, мин.
	До 25%	25-35%	Свыше 35%
Пшеница	7	12	30

После подсушивания навеску взвешивают и затем размалывают в течение 30-50 секунд. Из измельченного зерна берется навеска 5 гр. Бюкс закрывается, взвешивается и подсушивается при температуре 130 ⁰С в течение 40 минут.

Для расчета влажности зерна с предварительным подсушиванием используют следующую формулу

X = 100 - m₁· m₂,

где m₁ - масса пробы целого зерна после предварительного подсушивания, гр.;

m₂ - масса навески размолотого зерна после высушивания, гр.

Определение влажности без предварительного подсушивания.

Из зерна, подготовленного на анализ, отбирается навеска 20 гр., измельчается в течение 30-50 с. после этого выделяют пробу 5гр. и высушивают при температуре 130 ⁰С в течение 40 минут.

Для расчета влажности без предварительного подсушивания используют формулу

X = 100 · (m₁-m₂),

m₁

где m₁ - масса навески размолотого зерна до высушивания, гр.;