Влияние удобрений на качество продукции
Добавлено: Вс мар 10, 2019 10:07 pm
Удобрения играют важную роль в улучшении качества пшениц. При этом для получения высококачественных пшениц с повышенным содержанием белка в зерне особое значение имеет дробное внесение азотных удобрений. В понятие «качество пшеницы» входит более двух десятков признаков, которые характеризуют химический состав зерна, т.е. содержание в нем белков, крахмала, клетчатки, растворимых углеводов, жиров, зольных элементов и т.д., а также хлебопекарные и технологические свойства муки. Все эти показатели взаимосвязаны и определяют питательную ценность и качество изделий, приготовленных из пшеничной муки.
Наиболее важное значение из физических показателей уделяется натуре, стекловидности и массе 1000 зерен.
Натура – масса 1 литра зерна, выраженная в граммах. Она дает достаточно надежное представление о выполненности зерна, характеризует его мукомольное достоинство. Нормальная натура зерна около 800 г, высокая – 850 г. Из зерна с высокой натурой отмечается больший выход муки, так как в нем больше эндосперма и соответственно меньше оболочек.
Масса 1000 зерен – показатель, характеризующий выполненность зерна. Он колеблется в пределах 20–50 г в зависимости от вида и сорта пшеницы, условий ее выращивания.
Стекловидность характеризует консистенцию зерна. Стекло-видные зерна отличаются высокой белковостью. Мука из такого зерна имеет хорошие хлебопекарные качества.
Белки – наиболее ценная часть пшеничного зерна, поэтому со-держание и состав белка в пшенице являются важнейшими показателями его качества. В практике довольно часто качество зерна пшеницы оценивают по содержанию клейковины, которая представляет собой белковый студень, полученный при отмывании водой теста из пшеничной муки. Обычно между содержанием белка и клейковины в нормально развитом и созревшем зерне пшеницы существует прямая связь.
Высокое содержание клейковины, хорошие ее физические свойства не только повышают питательную ценность хлебных изделий, но и являются основным условием высоких хлебопекарных качеств муки. При содержании в зерне 14–16% белка и не менее 28–30% клейковины с высокими физическими качествами обычно выпекается хлеб с хорошей пористостью и высоким объемным выходом.
Белковость зерна и качество хлебной продукции тесно связаны с углеводным комплексом зерна, главным представителем которого является крахмал. При оценке питательной ценности и технологических свойств пшеницы важное значение имеет содержание в зерне сахаров, клетчатки, зольных макро- и микроэлементов, за счет последних в основном удовлетворяется потребность организма человека в минеральных веществах.
При оценке хлебопекарных свойств зерна большое значение придается определению силы муки – способности муки образовывать тесто, обладающее после замеса, брожения и расстойки определенными физическими свойствами.
Основные показатели качества зерна пшеницы (по ГОСТу*) ( * Разработаны ВНИИЗ, ВНИИХП, Госкомиссией по сортоиспытанию, Экспортхлебом.)
Показатели - Сильная пшеница - Слабая пшеница
Содержание сырого белка, % - 14 - 11
Стекловидность, % - 70 - 40
Содержание клейковины, % - 28 - 25
Качество клейковины (не ниже) - 1 - 11
Разжижение теста по форинографу, е.ф. - 80 - 150
Сила муки, е.а. - не менее 280 - 200
Объемный выход хлеба на 100 г муки с сахаром, мл - 500 - 400
Высокие требования предъявляются к качеству сильных пшениц, отличающихся высокой упругостью и растяжимостью теста. Эти пшеницы используются при хлебопечении для улучшения слабых пшениц, из которых без добавления улучшителя невозможно выпечь хлеб удовлетворительного качества. Основные поставщики сильных пшениц в нашей стране – районы Сибири, Казахстан, Поволжье и Северный Кавказ.
Современные технологии возделывания пшениц с использованием рациональных систем удобрения, обеспечивающих оптимизацию питания растений, позволяют в любой почвенно-климатической зоне получать зерно, отвечающее требованиям, предъявляемым к сильным пшеницам. Имеются два пути улучшения качества пшениц: селекционный и агротехнический, направленный на создание оптимальных условий питания пшеницы в процессе всей жизни.
Для получения высокобелковых пшениц особое значение в технологиях возделывания пшениц, которые получили название «интенсивные», придается оптимизации азотного удобрения.
Например, Всероссийский институт химизации рекомендует определять необходимость и дозы азота в ранних весенних подкормках озимой пшеницы по содержанию нитратного азота в 40-сантиметровом слое почвы.
При содержании азота в листьях растений ниже оптимального уровня рекомендуется провести азотную подкормку твердыми азотными удобрениями или их растворами в дозе N30–40 по технологической колее в период фазы выхода растений в трубку. Обычно эту подкормку совмещают с обработкой посевов ретардантами (ТУР) и пестицидами. В период колошения–цветения–налива зерна также контролируют содержание азота в растениях в целях определения необходимости проведения некорневой азотной подкормки.
Некорневые подкормки пшеницы растворами удобрений во второй период вегетации, в фазы колошения и цветения, проводятся или наземной техникой по технологической колее, если высота хлебостоя позволяет, или с помощью сельскохозяйственной авиации.
Качество зерна ржи определяется содержанием крахмала, белка, аминокислотным составом, особенно накоплением таких аминокислот, как лизин, метионин, триптофан. Эти аминокислоты часто лимитируют качество зерна ржи. При оценке хлебопекарных свойств и хранении зерна определяют активность энзим, особенно альфа-амилазы. Даже при незначительном намачивании зерен ржи и благоприятной температуре активность альфа-амилазы возрастает, что приводит к разрушению крахмала и существенному снижению хлебопекарных качеств ржаной муки. Биологическая ценность белка ржи ниже, чем у овса, так как она обратно пропорциональна содержанию проламинов, которых в белке ржи в среднем около 40%, а у овса – 12%. Зерно ржи богаче зерна пшеницы такими минеральными веществами, как железо, кальций, йод, витамины группы В.
Содержание белка в зерне ржи, как и у пшеницы, при внесении повышенных доз азотных удобрений заметно возрастает, однако в этом случае необходимо поддерживать определенное соотношение между белком и крахмалом, так как высокое содержание белков в зерне сопряжено с повышением амилолитической активности. Под озимую рожь следует вносить столько азотных удобрений, чтобы содержание белка в зерне не превышало 11,5%. При более высоком содержании в зерне ржи сырого белка под влиянием азотных удобрений закономерно повышается альфа-амилазная активность.
Качество зерна ржи зависит от сорта и условий выращивания: климатических особенностей, свойств и плодородия почвы, системы удобрения. Влияние отдельных видов минеральных удобрений, дробное внесение азотных удобрений оказывают такое же влияние на содержание белка в зерне ржи, как и у пшеницы. В целом формирование высококачественного зерна озимой ржи при высокой урожайности на почвах, различных по гранулометрическому составу и агрохимическим свойствам, зависит от сбалансированности питания растений макро- и микроэлементами.
Качество зерна озимой ржи, как и пшеницы, характеризуется комплексом признаков, отражающих физические, химические и технологические свойства. Однако рожь отличают специфические свойства белкового и углеводно-амилазного комплекса. Для нее характерны более низкое, чем у пшеницы, содержание клейковины, недостаточная вязкость белков, специфическое строение и свойства крахмала.
В отличие от пшеницы повышение содержания в зерне ржи белка обычно не вызывает увеличения объема хлеба. Хлебопекарные свойства ржаной муки зависят в основном от состояния углеводно-амилазного комплекса, в частности от активности фермента альфа-амилазы. Избыточный гидролиз крахмала после его клейстеризации, во время выпечки ржаного хлеба, вызванной высокой активностью альфа-амилазы, приводит к резкому ухудшению качества хлеба.
Активность фермента резко возрастает, если уборка была затяжной, а погода – дождливой и теплой, так как для ржи характерно быстрое прорастание зерна при повышенном увлажнении в период созревания. Все это важно учитывать, так как, применяя оптимальную систему удобрения в комплексе с другими приемами агротехники, можно вырастить высококачественное зерно озимой ржи, но резко снизить его ценность при нарушении технологии уборки этой культуры.
Важным показателем качества ячменя является биологическая ценность белков, обусловленная его аминокислотным составом. В пивоваренном ячмене высокое содержание белка в зерне – отрицательный момент, так как чем больше белка, тем меньше крахмала, который является основным экстрактивным веществом. Поэтому система удобрения пивоваренного ячменя должна быть направлена на повышение поддержания в зерне не белка, а крахмала и общего выхода экстрактивных веществ. Хороший пивоваренный ячмень со-держит 58–65% крахмала и выше, а экстрактивность его колеблется в пределах 75–82% массы сухого вещества. Разница между этими величинами (14–15%) падает на долю водорастворимых органических соединений, способных при экстрагировании переходить в раствор. Чем выше экстрактивность зерна ячменя, тем больше выход пива.
Высокие дозы азота повышают белковость зерна и снижают пивоваренные качества ячменя. Оптимальными дозами азота яв-ляются 45–60 кг/га. Вносить нужно до посева. Это положительно сказывается на закладке величины урожая и незначительно повышает белковость зерна.
Учитывая специфику влияния белка на пивоваренные качества ячменя, не следует азотные удобрения вносить дробно в процессе вегетации во избежание повышения содержания белка в зерне. Повышенное содержание белка в зерне ячменя может быть также при выращивании его после многолетних бобовых трав, так как минерализация пожнивных и корневых остатков во второй период вегетации ячменя может действовать на растение так же, как и поздние азотные подкормки. Лучшими предшественниками для пивоваренного ячменя являются сахарная свекла, кукуруза, картофель и другие пропашные культуры. Они обеспечивают белковость, экстрактивность и вы-полненность зерна на уровне требований стандарта к пивоваренному ячменю.
Фосфорные и калийные удобрения в большинстве случаев повышают содержание крахмала в зерне и общую экстрактивность ячменя, а следовательно, и его пивоваренные качества.
Таким образом, агрономические технологии выращивания кормового и пивоваренного ячменя существенно различаются. В значительной мере они определяются оптимизацией применения удобрений. Правильная система удобрения ячменя в зависимости от хозяйственного назначения способствует реализаций его потенциальной продуктивности с учетом качества зерна.
Наиболее важное значение из физических показателей уделяется натуре, стекловидности и массе 1000 зерен.
Натура – масса 1 литра зерна, выраженная в граммах. Она дает достаточно надежное представление о выполненности зерна, характеризует его мукомольное достоинство. Нормальная натура зерна около 800 г, высокая – 850 г. Из зерна с высокой натурой отмечается больший выход муки, так как в нем больше эндосперма и соответственно меньше оболочек.
Масса 1000 зерен – показатель, характеризующий выполненность зерна. Он колеблется в пределах 20–50 г в зависимости от вида и сорта пшеницы, условий ее выращивания.
Стекловидность характеризует консистенцию зерна. Стекло-видные зерна отличаются высокой белковостью. Мука из такого зерна имеет хорошие хлебопекарные качества.
Белки – наиболее ценная часть пшеничного зерна, поэтому со-держание и состав белка в пшенице являются важнейшими показателями его качества. В практике довольно часто качество зерна пшеницы оценивают по содержанию клейковины, которая представляет собой белковый студень, полученный при отмывании водой теста из пшеничной муки. Обычно между содержанием белка и клейковины в нормально развитом и созревшем зерне пшеницы существует прямая связь.
Высокое содержание клейковины, хорошие ее физические свойства не только повышают питательную ценность хлебных изделий, но и являются основным условием высоких хлебопекарных качеств муки. При содержании в зерне 14–16% белка и не менее 28–30% клейковины с высокими физическими качествами обычно выпекается хлеб с хорошей пористостью и высоким объемным выходом.
Белковость зерна и качество хлебной продукции тесно связаны с углеводным комплексом зерна, главным представителем которого является крахмал. При оценке питательной ценности и технологических свойств пшеницы важное значение имеет содержание в зерне сахаров, клетчатки, зольных макро- и микроэлементов, за счет последних в основном удовлетворяется потребность организма человека в минеральных веществах.
При оценке хлебопекарных свойств зерна большое значение придается определению силы муки – способности муки образовывать тесто, обладающее после замеса, брожения и расстойки определенными физическими свойствами.
Основные показатели качества зерна пшеницы (по ГОСТу*) ( * Разработаны ВНИИЗ, ВНИИХП, Госкомиссией по сортоиспытанию, Экспортхлебом.)
Показатели - Сильная пшеница - Слабая пшеница
Содержание сырого белка, % - 14 - 11
Стекловидность, % - 70 - 40
Содержание клейковины, % - 28 - 25
Качество клейковины (не ниже) - 1 - 11
Разжижение теста по форинографу, е.ф. - 80 - 150
Сила муки, е.а. - не менее 280 - 200
Объемный выход хлеба на 100 г муки с сахаром, мл - 500 - 400
Высокие требования предъявляются к качеству сильных пшениц, отличающихся высокой упругостью и растяжимостью теста. Эти пшеницы используются при хлебопечении для улучшения слабых пшениц, из которых без добавления улучшителя невозможно выпечь хлеб удовлетворительного качества. Основные поставщики сильных пшениц в нашей стране – районы Сибири, Казахстан, Поволжье и Северный Кавказ.
Современные технологии возделывания пшениц с использованием рациональных систем удобрения, обеспечивающих оптимизацию питания растений, позволяют в любой почвенно-климатической зоне получать зерно, отвечающее требованиям, предъявляемым к сильным пшеницам. Имеются два пути улучшения качества пшениц: селекционный и агротехнический, направленный на создание оптимальных условий питания пшеницы в процессе всей жизни.
Для получения высокобелковых пшениц особое значение в технологиях возделывания пшениц, которые получили название «интенсивные», придается оптимизации азотного удобрения.
Например, Всероссийский институт химизации рекомендует определять необходимость и дозы азота в ранних весенних подкормках озимой пшеницы по содержанию нитратного азота в 40-сантиметровом слое почвы.
При содержании азота в листьях растений ниже оптимального уровня рекомендуется провести азотную подкормку твердыми азотными удобрениями или их растворами в дозе N30–40 по технологической колее в период фазы выхода растений в трубку. Обычно эту подкормку совмещают с обработкой посевов ретардантами (ТУР) и пестицидами. В период колошения–цветения–налива зерна также контролируют содержание азота в растениях в целях определения необходимости проведения некорневой азотной подкормки.
Некорневые подкормки пшеницы растворами удобрений во второй период вегетации, в фазы колошения и цветения, проводятся или наземной техникой по технологической колее, если высота хлебостоя позволяет, или с помощью сельскохозяйственной авиации.
Качество зерна ржи определяется содержанием крахмала, белка, аминокислотным составом, особенно накоплением таких аминокислот, как лизин, метионин, триптофан. Эти аминокислоты часто лимитируют качество зерна ржи. При оценке хлебопекарных свойств и хранении зерна определяют активность энзим, особенно альфа-амилазы. Даже при незначительном намачивании зерен ржи и благоприятной температуре активность альфа-амилазы возрастает, что приводит к разрушению крахмала и существенному снижению хлебопекарных качеств ржаной муки. Биологическая ценность белка ржи ниже, чем у овса, так как она обратно пропорциональна содержанию проламинов, которых в белке ржи в среднем около 40%, а у овса – 12%. Зерно ржи богаче зерна пшеницы такими минеральными веществами, как железо, кальций, йод, витамины группы В.
Содержание белка в зерне ржи, как и у пшеницы, при внесении повышенных доз азотных удобрений заметно возрастает, однако в этом случае необходимо поддерживать определенное соотношение между белком и крахмалом, так как высокое содержание белков в зерне сопряжено с повышением амилолитической активности. Под озимую рожь следует вносить столько азотных удобрений, чтобы содержание белка в зерне не превышало 11,5%. При более высоком содержании в зерне ржи сырого белка под влиянием азотных удобрений закономерно повышается альфа-амилазная активность.
Качество зерна ржи зависит от сорта и условий выращивания: климатических особенностей, свойств и плодородия почвы, системы удобрения. Влияние отдельных видов минеральных удобрений, дробное внесение азотных удобрений оказывают такое же влияние на содержание белка в зерне ржи, как и у пшеницы. В целом формирование высококачественного зерна озимой ржи при высокой урожайности на почвах, различных по гранулометрическому составу и агрохимическим свойствам, зависит от сбалансированности питания растений макро- и микроэлементами.
Качество зерна озимой ржи, как и пшеницы, характеризуется комплексом признаков, отражающих физические, химические и технологические свойства. Однако рожь отличают специфические свойства белкового и углеводно-амилазного комплекса. Для нее характерны более низкое, чем у пшеницы, содержание клейковины, недостаточная вязкость белков, специфическое строение и свойства крахмала.
В отличие от пшеницы повышение содержания в зерне ржи белка обычно не вызывает увеличения объема хлеба. Хлебопекарные свойства ржаной муки зависят в основном от состояния углеводно-амилазного комплекса, в частности от активности фермента альфа-амилазы. Избыточный гидролиз крахмала после его клейстеризации, во время выпечки ржаного хлеба, вызванной высокой активностью альфа-амилазы, приводит к резкому ухудшению качества хлеба.
Активность фермента резко возрастает, если уборка была затяжной, а погода – дождливой и теплой, так как для ржи характерно быстрое прорастание зерна при повышенном увлажнении в период созревания. Все это важно учитывать, так как, применяя оптимальную систему удобрения в комплексе с другими приемами агротехники, можно вырастить высококачественное зерно озимой ржи, но резко снизить его ценность при нарушении технологии уборки этой культуры.
Важным показателем качества ячменя является биологическая ценность белков, обусловленная его аминокислотным составом. В пивоваренном ячмене высокое содержание белка в зерне – отрицательный момент, так как чем больше белка, тем меньше крахмала, который является основным экстрактивным веществом. Поэтому система удобрения пивоваренного ячменя должна быть направлена на повышение поддержания в зерне не белка, а крахмала и общего выхода экстрактивных веществ. Хороший пивоваренный ячмень со-держит 58–65% крахмала и выше, а экстрактивность его колеблется в пределах 75–82% массы сухого вещества. Разница между этими величинами (14–15%) падает на долю водорастворимых органических соединений, способных при экстрагировании переходить в раствор. Чем выше экстрактивность зерна ячменя, тем больше выход пива.
Высокие дозы азота повышают белковость зерна и снижают пивоваренные качества ячменя. Оптимальными дозами азота яв-ляются 45–60 кг/га. Вносить нужно до посева. Это положительно сказывается на закладке величины урожая и незначительно повышает белковость зерна.
Учитывая специфику влияния белка на пивоваренные качества ячменя, не следует азотные удобрения вносить дробно в процессе вегетации во избежание повышения содержания белка в зерне. Повышенное содержание белка в зерне ячменя может быть также при выращивании его после многолетних бобовых трав, так как минерализация пожнивных и корневых остатков во второй период вегетации ячменя может действовать на растение так же, как и поздние азотные подкормки. Лучшими предшественниками для пивоваренного ячменя являются сахарная свекла, кукуруза, картофель и другие пропашные культуры. Они обеспечивают белковость, экстрактивность и вы-полненность зерна на уровне требований стандарта к пивоваренному ячменю.
Фосфорные и калийные удобрения в большинстве случаев повышают содержание крахмала в зерне и общую экстрактивность ячменя, а следовательно, и его пивоваренные качества.
Таким образом, агрономические технологии выращивания кормового и пивоваренного ячменя существенно различаются. В значительной мере они определяются оптимизацией применения удобрений. Правильная система удобрения ячменя в зависимости от хозяйственного назначения способствует реализаций его потенциальной продуктивности с учетом качества зерна.