Оценка экологических характеристик зерна пшеницы различных
реклама
АГРОНОМИЯ И ЛЕСНОЕ ХОЗЯЙСТВО 5. Сбор кормовых единиц, содержание и сбор белка в зерне зернобобовых культур (в среднем за 2005–2008 гг.) Показатель Сбор кормовых единиц, т/га Содержание белка, % Сбор белка, т/га Соя культурная Горох посевной Бобы кормовые Вика яровая 2,41 2,59 3,83 2,14 33,46 23,65 28,00 26,25 0,58 0,52 0,83 0,47 Результаты 4�летних исследований по изуче� нию зернобобовых культур, проведенных в под� таёжной зоне Западной Сибири, показали, что самой скороспелой культурой является горох посевной, самой позднеспелой – кормовые бобы. Наибольшую урожайность зелёной массы (27,4 т/га) и сухого вещества (7,5 т/га) с высо� ким содержанием белка (13,6%) и сбором кормо� вых единиц (4,4 т/га) обеспечивают кормовые бобы при скашивании в период «налив – молоч� ная спелость». По сбору кормовых единиц в зе� лёной массе с одного гектара посева также вы� делилась вика яровая, которая обеспечила полу� чение 4,3 т/га. Наибольшую урожайность зерна – 2,94 т/га, сбор кормовых единиц – 3,83 т/га и белка – 0,83 т/га обеспечивали кормовые бобы. Таким образом, в подтаёжной зоне Западной Сибири, наряду с традиционно возделываемым горохом, необходимо расширять площади посе� ва под кормовыми бобами и викой яровой. Литература От урожайности культур зависел сбор кормо� вых единиц и белка с гектара. В наших исследо� ваниях первое место по сбору кормовых единиц занимали бобы, второе – горох, третье – соя. Наименьший сбор кормовых единиц был получен у вики (табл. 5). Это связано с тем, что вика и соя формировали наименьшую урожайность зерна. Наибольшее содержание белка было в зерне сои, оно составило 33,46%, у бобов – 28,00%, у гороха и вики – 23,65 и 26,25% соответственно. Аналогичные данные были получены в опытах Е.В. Багаевой в условиях лесостепи Омской об� ласти [1]. По результатам наших исследований, наибольший сбор белка с гектара (за счёт высо� кой урожайности) обеспечивали бобы – 0,83 т/га. Это больше, чем у сои, на 0,25 т/га, у гороха – на 0,31 т/га и у вики – на 0,36 т/га. В опытах О.В. Столярова кормовые бобы по сбору белка с гектара также занимали первое место [5]. 1. Багаева Е.В. Сравнительное изучение зернобобовых куль� тур в лесостепи Омской области: автореф. дис… канд. с.�х. наук. Омск, 1965. 24 с. 2. Васякин Н.И. Зернобобовые культуры в Западной Сиби� ри/ РАСХН. Сиб. Отд�ние. АНИИЗиС. Новосибирск, 2002. 184 с. 3. Гудинова Е.Н., Крючков Н.М.,Шанина Л.И. Зернобобо� вые культуры в Западной Сибири. Омск: Изд. Ом. СХИ, 1982. 68 с. 4. Методика государственного сортоиспытания сельскохо� зяйственных культур. Вып. второй. Зерновые, крупяные, зернобобовые, кукуруза и кормовые культуры. М., 1998. 5. Столяров О.В. Фотосинтетическая деятельность и про� дуктивность зернобобовых культур в Центральном Чер� ноземье // Аграрная наука. 2005. № 5. С. 20–21. Оценка экологических характеристик зерна пшеницы различных природно�географических зон Оренбургской области П.В. Медведев, д.т.н., профессор, А.С. Степанов, к.т.н., В.А. Федотов, аспирант, Оренбургский ГУ Западной, Центральной и Восточной зонах Орен� бургской области. Исследованные сорта в на� стоящее время лидеры посевов в нашем регионе, на их долю приходится до 80% площади сель� скохозяйственных угодий, отведённых под посев яровой пшеницы. Это такие сорта, как Варяг, Оренбургская 13, Оренбургская 10, Учитель, Прохор, Безенчукская Янтарь, Степь 3 и другие. Выбранные для изучения зоны также не слу� чайны. С учётом большой территориальной про� тяжённости нашей области с запада на восток наблюдается значительная градация погодно� климатических, а также геологических, в част� ности почвенных, условий произрастания зер� новых культур. Кроме того, эти зоны подвер� жены техногенным воздействиям различной степени [1]. Исследование посвящено некоторым эколо� гическим характеристикам зерна пшеницы сор� тов, распространённых в Оренбургской области, прямо или косвенно отражающимся на качестве готовых продуктов – хлеба и хлебобулочных изделий, а значит, на здоровье потребителей. Произведена оценка накопления яровой пше� ницей тяжёлых металлов и её микробиологичес� кой обсеменённости с учётом сортовых харак� теристик, а также с учётом особенностей зоны произрастания. Объектами исследований стали образцы 13 наиболее распространенных сортов яровой пше� ницы урожая 2004–2008 годов, выращенных в 17 АГРОНОМИЯ И ЛЕСНОЕ ХОЗЯЙСТВО В связи с подобной дифференциацией пред� ставляет интерес сравнительный анализ содер� жания тяжёлых металлов (ТМ) в различных сор� тах яровой пшеницы разных зон Оренбургской области. Содержание ТМ в образцах определялось с помощью атомно�абсорбционного спектроско� пического анализа с графитовой печью. Изме� рялись концентрации следующих важных хими� ческих элементов: марганца, свинца, кадмия, меди, цинка и никеля. Результаты сравнитель� ного анализа содержания ТМ в образцах разных зон представлены на графике (рис. 1). Вслед� ствие большого разброса концентраций для раз� ных ТМ, а также для большей наглядности и читабельности графика их значения были при� ведены к единому диапазону разброса. Во всех случаях содержание тяжёлых метал� лов в исследуемом зерне ниже или на уровне ПДК. Образцы пшеницы преимущественно Во� сточной и Центральной зон нашей области отли� чаются более высоким содержанием таких ме� таллов, как марганец, хром, свинец, никель. Для меди и цинка подобных чётких зависимостей не наблюдается, разброс концентрации этих эле� ментов не позволяет судить о преобладании той или иной зоны. Предположительно, превалирование Восточ� ной и Центральной зон в ряде случаев связано с более высокой концентрацией там промышлен� ных объектов, служащих источниками загрязне� ния окружающей среды различными химичес� кими элементами, а также одновременно более благоприятными природно�климатическими и почвенными условиями (рН почвы, концентра� ция в ней ионов калия и магния и т.д.). В ходе сравнительного анализа полученных статистических данных, последовательно исклю� чив влияние природно�климатических и почвен� ных особенностей зон районирования, выделены сорта, обладающие максимальной и минималь� ной накопительной способностью различных ТМ. Результаты группирования сортов, наибо� 1. Зависимость накопления ТМ от сорта яровых пшениц Оренбургской области Сорт Харьковская 3 Оренбургская 21 Оренбургская 10 Саратовская 42 Варяг Юго-Восточная 3 Безенчукская Янтарь Учитель Максимальное содержание элементов Минимальное содержание элементов Zn, Pb, Ni, Mn Zn, Pb, Mn, Cd Ni Pb, Cr, Cu – Cr – Cd – Mn, Cu – Cd Cd Ni, Cr, Cu – Zn, Pb, Cu лее отличившихся своей накопительной способ� ностью, представлены в таблице 1. Сорта Харьковская 3, Оренбургская 21 и Са� ратовская 42 проявили большую накопительную способность практически ко всем исследо� ванным элементам. Безенчукская Янтарь и Учи� тель – сорта с наиболее низким содержанием ТМ, а значит, они менее чувствительны к про� мышленным загрязнениям и сельскохозяйст� венным металлсодержащим удобрениям. Следующей важной рассматриваемой нами экологической проблемой стала проблема мик� робиологического загрязнения зерновых куль� тур. В последние годы заметно увеличилось рас� пространение картофельной болезни выпекаемо� го хлеба. Это связано с открытием большого количества мини�пекарен, в которых микробио� логический контроль поступившей муки прак� тически не ведётся. Возбудителями картофельной болезни хлеба являются спорообразующие бактерии Bacillus subtilis и их физиолого�морфологический вари� ант Bacillus Mesentericus. Эти бактерии, попадая в организм человека, способны вызывать серь� ёзные нарушения функционирования иммун� ной системы, желудочно�кишечного тракта, печени, органов дыхания, нервной системы. Поэтому даже если спорообразующие бактерии 1,4 1,2 Запад Центр Восток усл.ед. 1 0,8 0,6 0,4 0,2 0 Цинк Никель Марганец Кобальт Рис. 1 – Зависимость содержания тяжёлых металлов от зоны произрастания яровой пшеницы Рис. 1 – Зависимость содержания тяжёлых металлов от зоны произрастания 18 яровой пшеницы АГРОНОМИЯ И ЛЕСНОЕ ХОЗЯЙСТВО не вызывают картофельной болезни хлеба, всё же их наличие в готовых изделиях крайне не� желательно [2]. В настоящее время известные методы опреде� ления степени микробиологического загрязне� ния зерна страдают определёнными недостатка� ми. Так, метод пробной лабораторной выпечки трудоёмок и, в случае заражения штаммами, име� ющими низкую амилолитическую активность, даже при значительных концентрациях, не даёт положительных результатов. Известен экспресс� метод диагностики картофельной болезни по активности спорообразующих бактерий в хлебо� пекарном сырье и готовой продукции, его резуль� таты свидетельствуют о качественных показате� лях бактерий в протеолитическом отношении, но не являются информативными в плане количе� ственной оценки заражённости. В результате, они часто представляют искаженную картину о ре� альной степени заражённости сырья [3]. Для количественной оценки степени заражён� ности зерна пшеницы спорообразующими бак� териями группы картофельной палочки нами использовался хорошо зарекомендовавший себя метод вакуумной мембранной фильтрации мик� роорганизмов. Он широко применяется в пище� вой промышленности для мониторинга микро� биологической обсеменённости безалкогольных напитков и пива. Количество спорообразующих бактерий учитывали из смывов, прогретых на водяной бане в течение 10 мин. при t = 80 °С, для исключения роста неспоровой микрофлоры. Смывы из исследуемых образцов зерна пшени� цы высевались на питательные картонные под� ложки (ПКП) Sartorius со средой Standard�TCC (являющейся селективно�дифференциальной для бактерий B.subtilis и B.mesentericus), позволяя по� лучать их высококонтрастные колонии. На рисунке 2 представлены фотографии за� документированных мембранных фильтров не� которых образцов, наглядно демонстрирующих развитие колоний бактерий в питательной среде. Результаты анализа всех изученных образцов зерна представлены на графике (рис. 3). Как видно, показатели обсеменённости значительно зависят от зоны произрастания. а б Рис. 2 – Фильтр с колониями из смывов образцов пшеницы: в а – Центральной зоны, б – Западной зоны, в – Восточной зоны КОЕ/г 3000 2500 Восток Центр 2000 Запад 1500 1000 500 3 50 Л хо р ль П ро те чи ря г У Ва на я3 3 оч еп ь Ст Ю го -В ос т я4 2 ка Ян то вс Са ра ая ск ук нч зе нч зе Бе Бе та рь 20 0 21 ук ск ая ая 13 ск ая рг нб у ск О ре О ре нб у рг ая ск рг нб у О ре Х ар ь ко вс к ая 3 10 0 Рис. 3 – Уровень заражённости зерна пшеницы различных зон районирования спорами B.subtilis и B.mesentericus 19 АГРОНОМИЯ И ЛЕСНОЕ ХОЗЯЙСТВО Известно, что мука, содержащая до 10 КОЕ/г (КОЕ – колониеобразующих единиц), считается слабо заражённой, до 100 КОЕ/г – умеренно за� ражённой, более 1000 КОЕ/г – сильно заражен� ной [4]. Стоит отметить у всех образцов весьма высокую обсеменённость – от средне заражён� ной до сильно заражённой (от 200 КОЕ/г до 3000 КОЕ/г). Однако, если содержание B.subtilis и B.mesentericus в смывах образцов Западной и Центральной зон, как правило, не превышает 700–800 КОЕ/г, то у образцов Восточной зоны оно гораздо выше – вплоть до 3000 КОЕ/г. На развитие в почве сенной палочки (а также на её перенос на поверхность зерна и в дальней� шем в муку) влияет огромное множество факто� ров, начиная от погодных условий и заканчивая агротехническими приёмами. Так, например, бесконтрольное применение азотсодержащих удобрений существенно увеличивает число ко� лоний сенной палочки в почве. Предположительно, большая обсеменённость образцов Восточной зоны связана с их почвен� но�климатическими условиями. Наиболее пол� ной характеристикой влагообеспеченности тер� ритории является гидротермический коэффици� ент Селянинова (ГТК). ГТК в Северной зоне региона указывает на незначительную засушли� вость климата (ГТК 0,8–1,1). На большей части территории, в Центральной и Западной зонах – средняя засушливость (ГТК 0,6–0,8) и в юго� восточной части Оренбуржья – сильная засуш� ливость (ГТК – менее 0,6). В районах с преимущественно засушливым климатом сенная и картофельная палочки, явля� ясь спорообразующими, лучше других микро� организмов переносят негативные природные явления. Конкуренция со стороны других бак� терий и грибов в этих районах гораздо ниже. Как можно предположить, по этой причине зер� но этих районов более обсеменено бактериями картофельной палочки. Литература 1. Крючков А.Г. Основные принципы и методология агро� экологического районирования зерновых культур в степи Южного Урала // Вестник Российской академии сельско� хозяйственных наук. М., 2006. С. 704. 2. Афанасьева О.А. Микробиологический контроль хлебо� пекарного производства. М.: Пищевая промышленность, 1976. С. 113. 3. Витавская А.В., Дудиков Г.Н., Тулемисова К.А. Биологи� ческая защита хлеба от картофельной болезни хлеба. Ал� маты, 1998. С. 4–32. 4. Клевакин В.М. Санитарная микробиология пищевых про� дуктов. Л.: Медицина, 1986. С. 164. Эффективность проведения ночных поливов при орошении кормовых культур на Южном Урале А.П. Несват, к.с.�х.н., Оренбургский ГАУ площади в России сокращаются: с 5 млн. га в 90�е гг. прошлого века до 3 млн. га – сегодня. Поливные площади в странах Северной Амери� ки (США, Канада), а также Мексики значи� тельно превышают российские и составляют 25,5 млн. га. Значение орошаемого земледелия в экономике перечисленных государств неуклон� но возрастает, а благодаря этому растёт и уро� жайность. В Оренбургской области числится 64 тыс. га орошаемых земель, а регулярно орошается и того меньше (14–15 тыс. га). Богарное земледелие направлено, прежде всего, на производство зер� новых культур, и во главе списка стоит главная культура – пшеница. Из�за засухи и в силу природно�климатических условий нашей зоны урожайность зерновых не превышает 1 т/га. Вот и получается, что при сложившихся закупочных ценах затраты на производство зерна попросту не покрываются. Орошать зерновой клин, к сожалению, у нас практически невозможно, так как сельхозпред� приятия экономически слабы и на территории области нет водоисточников для орошения. Глав� ная водная артерия Оренбуржья – река Урал – из года в год превращается в некое подобие реки. Минувший 2009 год стал очередным испыта� нием для работников АПК России. В семи реги� онах РФ пострадало от засухи 3,3 млн. га посе� вов яровых культур (табл. 1). Если потери от засухи по РФ превысили 20 млрд. руб., то орен� бургские аграрники по предварительным оцен� кам потеряли более 5 млрд. руб. 1. Площади посевов, списанные из�за засухи, 2009 г. Регион РФ Оренбургская область Самарская область Республика Башкортостан Саратовская область Республика Татарстан Волгоградская область Ульяновская область Площадь списания, тыс. га 1121 591 ≈500 495 >300 >200 75,7 Одним из приёмов борьбы с засухой является применение орошения при возделывании зерно� вых и кормовых культур. И, как ни печально, приходится отметить, что регулярно орошаемые 20
