Изменение химического состава зерна при созревании

ЗЕРНОВЫЕ ЗЛАКИ

К зерновым злакам относятся пшеница, кукуруза, рожь, овес, ячмень, рис, просо и ряд других культур. Они являются основными источниками белковых веществ и крахмала в питании большинства населения Земли.

ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ ЗЕРНА ЗЛАКОВ

Основными веществами, определяющими питательную ценность зерна злаков, являются белки и крахмал. Другие вещества находятся в зерне в меньшем количестве и как питательные вещества имеют меньшее значение.

Белки. Больше всего белков обычно в зерне пшеницы (16%), меньше белков содержат рожь (13 %), овес, просо, ячмень (по 12 %); а наиболее низким, их количеством обычно отличаются семена кукурузы (10 %) и риса (7 %). (Приведены средние значения)

Количество белков в зерне злаков колеблется в очень широких пределах от 5 до 26%. Эта изменчивость зависит от видовых и сортовых особенностей растений, климатических факторов, условий выращивания и других причин.

Основная масса белков семян злаков - запасные белки, представляющие собой альбумины, глобулины, проламины и глютелины.

культуры	белок	крамал	жир	клетчатка	сахара	пентозаны и др. угл.	зола
пшеница	16 (9-26)		1,9	2,8	4,3		2,2
кукуруза	10 (5-20)		4,6	2,1			1,3
рожь	13 (9-19)		1,7	2,2
овес	12 (8-21)		5,5				3,8
ячмень	12 (7-25)						3,5
рис	7 (5-11)		2,3		3,6	1,5
просо	12 (8-19)		4,6		3,8

Альбумины - водорастворимые белки, у большинства злаков составляют относительно небольшую долю общего количества белков в зерне. Это высококачественные белки со сбалансированным набором аминокислот, легко усваиваются человеком и животными. Концентрация лейкозина — альбумина пшеницы, обычно составляет 4—7% общего количества белков (ОКБ) в зерне; в зерне кукурузы альбуминов 6—14% ОКБ, овса 15%, проса 12% и ржи 25%.

Глобулины — белки, извлекаемые растворами нейтральных солей, обычно составляют значительно большую часть зерна злаков, чем альбумины. Как и альбумины высококачественные легкоусваиваемые белки.

Содержание глобулинов в зерне пшеницы в среднем составляет 20% ОКБ, в зерне кукурузы от 7 до 23%, овса 12—24%, ржи 15—29%.

Проламины - белки, растворимые в 70%-ном этиловом спирте, являются специфическими белками, которые синтезируются главным образом в семенах злаков. Белки с низкой питательной ценностью и несбалансированны по аминокислотному составу: высокое содержание глутаминовой кислоты, амидного азота и высокое содержание пролина (до 15% в гордеине ячменя) и очень малое количество серусодержащих аминокислот и основных аминокислот, особенно лизина.

В зерне пшеницы и ржи проламины называются глиадинами, ячменя — гордеинами, овса — авенином, кукурузы — зеином и т. д.

В зерне различных видов пшеницы содержание глиадина достигает 20—40% ОКБ, а в зерне ржи 25%; авенина в зерне овса 15%, зеина в кукурузе около 50%, гордеина в ячмене 35% ОКБ.

Глютелины — белки, нерастворимые в воде, в растворах солей и спирте, но растворимые в слабых щелочах. В глютелинах много основных аминокислот, много амидов и глутаминовой кислоты и очень мало серусодержащих аминокислот.

Глютелин пшеницы называется глютенином, его содержание в зерне достигает 25% общего количества белков. Глютелин риса называется оризенином, и на его долю приходится большая часть белков семян. В зерне ржи глютелинов содержится в среднем 17% ОКБ, ячмене 27% и овсе 40%.

Биологическая ценность белка определяется сравнением суммарных свойств данного белка с наиболее полноценными, хорошо усвояемыми белками — казеином молока и альбумином яйца. Ценность белка зависит от степени его усвоения организмом и от аминокислотного состава белка, главным образом от содержания в нем незаменимых аминокислот. Если принять за 100 ценность белков молока или яйца, то биологическая ценность белков семян злаков, по Н. Н. Иванову, может быть выражена следующими величинами: овес 78, пшеница 62—67, ячмень 64, просо 57, кукуруза 52—58.

Относительно низкая ценность белков злаков объясняется тем, что они усваиваются организмом несколько труднее, чем животные белки, а также тем, что в их состав некоторые незаменимые аминокислоты входят в недостаточном количестве. Низкая биологическая ценность белков кукурузы, объясняется малым количеством незаменимой дефицитной аминокислоты лизина.

Клейковина. В отличие от семян других растений, зерна пшеницы, ржи, ячменя, некоторых луговых трав и дикорастущих злаковых растений характеризуются наличием в них клейковины. Клейковиной называют белковый сгусток, который образуется при отмывании водой теста, замешанного из муки. Этот сгусток обладает эластичностью, упругостью и связностью, от которых зависит качество выпекаемого из муки хлеба, в первую очередь пшеничного. Качество пшеничной клейковины значительно выше, чем клейковины из зерна ржи или ячменя.

В состав клейковины входят следующие вещества (в процентах): белок 88 % (в том числе: глиадин — проламин — 50 %, глютелин 35%, зола 0,9 %, жир 2%, сахар 1,2 %, крахмал 6,7%.

Основная масса клейковины — белки, представленные проламинами и глютелинами.

Количество сырой клейковины в муке пшеницы колеблется от 16 до 52%, а сухой клейковины — от 5 до 20%. Чем больше клейковины в муке, чем выше ее качество, тем, как правило, лучше качество выпекаемого из муки пшеничного хлеба. Распределение клейковины в отдельных частях пшеничного зерна неравномерное. Вся клейковина находится в эндосперме, причем ее содержание увеличивается от центра эндосперма к периферическим частям. Наибольший выход клейковины получают из муки, в состав которой входят периферические части эндосперма, имеющие повышенную зольность.

От свойств клейковины зависит качество выпекаемого из муки пшеничного хлеба. Если в муке не менее 12—13% сухой клейковины с хорошими ее физическими свойствами, хлеб получается высокого качества.

Другие азотистые соединения. Кроме белковых веществ, в зерне злаков содержатся и другие азотистые соединения: свободные аминокислоты и их амиды, свободные нуклеиновые кислоты, некоторые пептиды. Общее содержание небелковых соединений азота обычно значительно ниже, чем белков, и редко превышает 1% веса сухого зерна. Эти вещества в семенах злаков распределены неравномерно. Наибольшее их количество содержится в зародыше, а наименьшее—в эндосперме и оболочках зерна.

Углеводы — важнейшая составная часть зерна злаков; общее содержание этих веществ в зерне может достигать 80%. Основные углеводы, входящие в состав зерна злаков, — крахмал, сахара, клетчатка, гемицеллюлозы, пентозаны.

Крахмал - основное запасное вещество семян. Он используется в качестве энергетического материала во время прорастания семян, а при использовании зерна в пищу служит источником энергии для человека и животных. Особенно много крахмала в семенах кукурузы и риса. Крахмал в зерне злаков содержится лишь в мучнистом ядре эндосперма.

Количество крахмала в зерне пшеницы может изменяться от 49 до 73 %, ржи от 55 до 73 %, ячменя от 45 до 68 %, овса от 24 до 64%, кукурузы от 61 до 83%, проса от 51 до 70%, риса от 48 до 68%, а в полированном рисе (после удаления пленок) от 71 до 86%. Обычно при более высоком количестве белков в зерне содержание крахмала уменьшается, а при пониженном количестве белков увеличивается.

Сахара. В зерне злаков всегда имеется значительное количество сахаров, которые используются в первый период прорастания развивающимся зародышем, а также играют важную роль при выпечке хлеба, так как при замесе теста они необходимы для развития дрожжей и молочнокислых бактерий.

Общее содержание сахаров в зрелом зерне отдельных видов злаков обычно существенно не различается и составляет 3—5%, а в семенах ржи достигает 9%. На долю сахарозы приходится не менее половины общего количества сахаров в зерне, причем почти вся она находится в зародыше.

Клетчатка. В зерне пшеницы, кукурузы и ржи количество клетчатки обычно достигает 2—3%. Она входит главным образом в состав семенных оболочек и клеточных стенок.

Пентозаны и другие углеводы. Важными веществами зерна являются пентозаны, гемицеллюлозы, полифруктозиды. В семенах пшеницы, ржи, овса и ячменя довольно много пентозанов, метилпентозанов и других полисахаридов. Пентозаны состоят в основном из арабинозы и ксилозы. Пентозанов довольно много в оболочках семян, клеточных стенках и в пленках. В незрелом зерне, особенно в незрелой ржи, содержится значительное количество полифруктозидов (до 10—15% веса сухой массы зерна), а на ранних стадиях созревания ржи находили в ней даже до 30% полифруктозидов. При созревании зерна часть полифруктозидов превращается в крахмал и другие углеводы.

В зерне злаков присутствуют также слизи — растворимые в воде коллоидные полисахариды, которые состоят в основном из пентозанов. Слизи ржаного и пшеничного зерна в основном состоят из пентозанов.

Слизи, находящиеся в ржаном зерне, затрудняют набухание крахмала, замедляют гидролитические процессы в тесте, укрепляют тесто и улучшают его формоудерживающую способность, в результате чего при выпечке хлеба из теста с большим количеством слизей отношение высоты к диаметру хлеба увеличивается.

Жиры и липоиды. Кроме белков и углеводов, в состав зерна злаков входят жиры и липоиды. Содержание жиров в зерне пшеницы, ржи, ячменя и риса обычно составляет 1,6—3,2%, овса 3—8%, проса 3,0—5,2%, кукурузы —3—8% (в некоторых сортах до 15 %).

Жиры в зерне злаков находятся в основном в зародышах. Особенно много жиров в зародышах зерна кукурузы (35—43% веса сухой массы). Во многих странах зародыши кукурузы широко используются для получения кукурузного масла.

Качественный состав жиров зерновых культур примерно одинаков. В жирах преобладают линолевая и олеиновая кислоты, на долю которых приходится 70—85% общего количества жирных кислот. Линоленовая кислота также присутствует в жирах, но в меньшем количестве, а на долю насыщенных жирных кислот (главным образом пальмитиновой и стеариновой) приходится обычно не более 10% общего содержания жирных кислот.

Наряду с жирами в зерне злаков присутствуют фосфатиды и стероиды. Особенно много в зерне лецитина, который содержится главным образом в зародышах.

Зола. Содержание золы, так же как и других составных частей зерна, существенно изменяется в зависимости от многих факторов. В зерне кукурузы сравнительно мало золы — от 0,9 до 2,1%, в зерне пшениц от 1,3 до 3,0%.

В связи с наличием пленок у овса, ячменя, риса и проса зерно этих культур характеризуется повышенной зольностью. В зерне ячменя в зависимости от сорта и условий выращивания содержание золы колеблется от 1,8 до 4,5%, овса от 2,2 до 5,9%, проса от 2,3 до 5,0%, риса от 3,6 до 8,1%.

В зерне пшеницы, кукурузы и ржи на долю фосфора и калия приходится не менее 70—80% общего количества зольных элементов в зерне ина долю Mg 11—13%. В золе ячменя, проса и других пленчатых злаков количество кремнезема достигает 30—50% веса золы. Вследствие повышенного содержания Si, в золе пленчатых злаков значительно меньше K, P, Ca по сравнению с другими зерновыми культурами. В связи с наличием большого количества фосфора, калия и магния зерно злаков является важным источником этих элементов в питании человека и сельскохозяйственных животных. Однако многих других элементов в злаках недостаточно для удовлетворения потребностей человека и животных в минеральных веществах.

Фосфор в зерне злаков находится главным образом в органической форме; Из органических форм фосфора наибольшее количество приходится на долю фитина, а остальная часть фосфора входит главным образом в состав фосфатидов и нуклеиновых кислот. Сера в зерне входит в основном в состав серусодержащих аминокислот — цистина, цистеина и метионина, и меньшая часть ее находится в форме сульфатов. Большинство других элементов представлены в зерне в ионной форме.

Кроме перечисленных выше элементов, в зерне злаков содержится Mn, Cu, Zn, B, Al, J, Co, Ni, Mo, F, Se, Br и многие другие элементы. Многие из этих элементов играют определенную роль как микроэлементы в жизни растений и животных.

Витамины. Среди других составных частей, определяющих пищевую и кормовую ценность зерна злаков, большее значение имеют витамины. Особенно много в злаках витаминов группы В, что же касается витамина В₁ то зерновые культуры являются главным источником витамина B₁ в питании человека.

Витамимы B₁ (тиамин) и В₂ (рибофлавин) содержатся в злаках в количестве около 0,5 мг%. (суточная потребность человека по 3 мг) Витамины B₁ и В ₂распределены в зерне злаков крайне неравномерно. Наибольшее их количество находится в щитке зародыша и прилегающих к нему клетках эндосперма, много их в зародыше, а также в алейроновом слое; в основной же части зерна — мучнистой части эндосперма этих витаминов в 5—6 раз меньше, чем в целом зерне. Поэтому отруби и мука содержат различное количество витаминов B₁ и В₂.

Витамин B₅ (РР) (никотиновая кислота) имеется в зерне всех злаков в значительном количестве; среднее его содержание следующее: пшеница, рис и кукуруза по 6,0 мг %, ячмень 7,0 мг %, овес 9,4 мг %. Никотиновой кислоты значительно больше в отрубях злаков, чем в эндосперме. В отрубях пшеницы количество никотиновой кислоты достигает 25—30 мг %. Суточная потребность человека 2,5 мг.

Пантотеновая кислота в зерне пшеницы, ржи, овса, содержится в количестве 1—1,5 мг %, в ячмене 0,3—0,6 мг %, в кукурузе 0,4—0,6 мг %. Суточная потребность человека 12 мг. В эндосперме зерна злаков количество пантотеновой кислоты обычно в 2—4 раза меньше, чем в зародышах.

Витамин Е (токоферол) находится в зерне злаков в количестве около 1 мг %, и по содержанию этого витамина только семена некоторых бобовых культур и зеленые листья растений превосходят зерновые культуры. суточная потребность человека 5 мг)

Изменение химического состава зерна при созревании

Синтез и накопление белков в зерновках злаковых культур происходят в основном за счет оттока азотистых веществ (главным образом аминокислот) из вегетативных органов, так как поглощение минерального азота корнями после цветения сокращаются. Наибольшее количество азотистых веществ поступает в формирующиеся зерновки из листьев, особенно верхнего яруса, меньше из колосковых чешуи и стеблей. После цветения в листьях, стеблях активизируются процессы гидролиза высокомолекулярных веществ (полисахаридов, белков, липидов, нуклеиновых кислот) и усиливается отток образующихся низкомолекулярных продуктов в зерно.

На первых этапах формирования зерна в нем много низкомолекулярных азотистых соединений, представленных в основном аминокислотами, а также легкорастворимых белков — альбуминов и глобулинов. В дальнейшем в ходе созревания зерновок концентрация небелковых азотистых веществ и белков альбумин-глобулинового типа постепенно снижается, но увеличивается накопление запасных белков — проламинов и глютелинов, при этом общее количество белков в зерне также увеличивается.

Поскольку при созревании в зерновках увеличивается доля запасных белков с низким содержанием лизина, триптофана и метионина, то и в общем суммарном белке зерна также усиливается дефицит этих незаменимых аминокислот. Поэтому биологическая ценность суммарного белка в процессе созревания зерна снижается. Такая закономерность в изменении аминокислотного состава суммарного белка особенно заметно проявляется в процессе созревания зерна пшеницы, кукурузы, ячменя, проса, сорго, у которых на долю проламинов приходится 30—50 % общего количества белка в зерне.

У пшеницы по мере накопления запасных белков происходит формирование клейковинного комплекса зерна, в процессе созревания зерновок содержание клейковины повышается, ее качество улучшается.

Накопление углеводов. Основным запасным углеводом зерновки злаков является крахмал, который представлен двумя полисахаридами — амилозой и амилопектином

Запасной крахмал откладывается в мучнистой части эндосперма в виде крахмальных зерен величиной 5—50 мкм. Вначале крахмал накапливается в пластидах (амилопластах), затем их мембранная структура разрушается и они превращаются в крахмальные зерна.

Запасные полисахариды зерна синтезируются из углеводных продуктов, поступающих из вегетативных органов — листьев, стеблей, колосковых чешуи.

Синтез крахмала начинается в фазе начала формирования зерна и достигает максимума в период молочно-восковой спелости, а затем интенсивность синтеза крахмала постепенно снижается вследствие уменьшающегося притока углеводов из отмирающей вегетативной массы. Наряду с крахмалом происходят также синтез и накопление гемицеллюлоз, пектиновых веществ, слизей.

На первых этапах формирования зерновок, например, ржи в них содержалось много моносахаридов и сахарозы (до 12 % сухого вещества), а также фруктозидов (свыше 30 %) и очень мало крахмала (около 9 %). К фазе молочной спелости зерновок происходило интенсивное превращение сахаров и фруктозидов в крахмал и гемицеллюлозы, концентрация которых значительно возрастала. В дальнейшем темпы превращения углеводов в созревающем зерне ржи замедлялись. В полностью созревшем зерне содержание сахаров составляло около 5 %, а фруктозидов оставалось очень мало, так как они почти полностью превращались в запасные и структурные полисахариды зерна. Синтез клетчатки проходил равномерно, и только к концу созревания ее содержание в зерне несколько повышалось.

Влияние внешних условий. В созревающих зерновках злаковых культур происходят два взаимозависимых процесса — синтез углеводов и азотистых веществ, каждый из которых характеризуется своим оптимумом внешних условий. Синтез белков — энергоемкий процесс, требующий для своего осуществления высокой обеспеченности растений солнечной энергией. В то же время для образования углеводов требуется больше воды, чем на синтез белков, вследствие чего при дефиците воды биохимические процессы в зерне смещаются в сторону большего накопления белковых веществ.

Таким образом, на формирование качества зерна чаще всего влияют три взаимосвязанных внешних фактора — свет, тепло, влага. В дождливую и прохладную погоду замедляется синтез белков и в зерновках больше накапливается крахмала. И, наоборот, при солнечной погоде повышается температура и усиливается испарение воды, вследствие чего понижается обеспеченность растений влагой и, как результат, происходит изменение биохимических процессов в созревающем зерне в сторону большего накопления азотистых веществ, т. е. запасных белков.

Аналогичные явления наблюдаются и под влиянием климатических факторов. В северо-западных регионах нашей страны более влажный климат с умеренными летними температурами не обеспечивает оптимальных условий для накопления белков, что затрудняет получение высококачественного зерна. При продвижении на юг и юго-восток интенсивность световой энергии и среднесуточные температуры возрастают, усиливается дефицит влаги и, таким образом, складываются наиболее благоприятные условия для накопления в зерне белков.

На синтез и накопление в зерновках злаковых растений запасных веществ влияют не только интенсивность световой энергии, но и качество света. Установлено, что при увеличении доли коротковолнового света в составе общей солнечной радиации из продуктов фотосинтеза больше образуется азотистых веществ — аминокислот и белков, в результате чего их концентрация в тканях растений повышается. С другой стороны, преобладание красного света активирует синтез и накопление в растениях углеводов.

В ясную погоду и при большой высоте стояния солнца над горизонтом в составе солнечной радиации увеличивается доля коротковолнового (синего) света, вследствие чего усиливается накопление в зерновках запасных белков.

Обеспеченность растений влагой — важный фактор формирования качества зерна. В условиях относительного дефицита влаги быстрее отмирают листья и сокращается приток углеводов в созревающее зерно, в результате чего в нем снижается накопление запасных углеводов, а концентрация белков повышается, в зерновках также быстро снижается активность гидролитических ферментов. При сильном дефиците влаги (засуха, суховеи) быстро ингибируются все биосинтетические процессы, в результате образуется щуплое зерно с повышенным содержанием белков. Следовательно, главный ущерб от засухи выражается в резком понижении урожайности зерновых культур, причем семенные качества зерна также ухудшаются.

С другой стороны, высокая влажность в период налива зерна затягивает его созревание, в зерновки поступает больше углеводов, вследствие чего повышается содержание крахмала, а накопление белков снижается. Очень часто во время затяжных дождей в период созревания зерна происходит его переувлажнение. В зерновках усиливаются гидролитические процессы, которые сопровождаются выделением сахаров и азотистых веществ на поверхность листьев и колосковых чешуи, в результате зерно быстро уменьшается в массе и становится щуплым. Такие явления получили название «стекания зерна». Стекание зерна может наблюдаться также при неправильном орошении, например, когда дождевание проводят в начале налива зерновок. Поэтому при орошении очень важно правильно определить сроки полива зерновых культур.

Если происходит переувлажнение зерна на завершающих этапах созревания, в нем могут инициироваться процессы скрытого прорастания (прорастание на корню), повышается активность гидролитических ферментов и особенно амилаз, наблюдается частичная деградация крахмала и клейковинных белков, что приводит к ухудшению технологических свойств зерна.

При выращивании зерновых культур в засушливой зоне применяют орошение. С помощью поливов регулируют водный режим растений и создают условия, необходимые для формирования высоких урожаев. Однако при этом очень часто белковость зерна снижается. В опытах с разными сортами яровой и озимой пшеницы установлено, что в условиях орошения содержание в зерне белков может снижаться на 2—5 %, примерно на такую же величину увеличивается содержание крахмала.

Одной из причин снижения белковости зерна при поливах является повышение влагообеспеченности растений, в связи с чем в период созревания зерна складываются более благоприятные условия для накопления углеводов. Другая возможная причина — недостаток питательных веществ, и прежде всего азота, в период налива зерна.

Орошение стимулирует ростовые процессы в первой половине вегетации растений, в результате из почвы поглощается много питательных веществ на формирование вегетативной массы, значительная часть азота связывается микрофлорой почвы или теряется за счет вымывания. Таким образом, к началу налива зерна, когда происходит интенсивный синтез запасных белков, почва значительно обедняется доступными для растений формами азота. Поэтому важной задачей при выращивании зерновых культур в условиях орошения является обеспечение необходимого уровня азотного питания в период налива и созревания зерна. Только в этом случае можно получить высококачественное зерно.

В северных и восточных регионах нашей страны наряду с переувлажнением созревающее зерно может подвергаться действию низких температур (заморозки), при этом в зерновках образуются кристаллики льда, разрушающие их ткани. После оттаивания происходит замедление или полное прекращение биосинтетических процессов в зерне. Поэтому морозобойное зерно вследствие незавершенности процессов синтеза белков и крахмала не достигает окончательной массы, оно отличается повышенным содержанием сахаров и небелковых азотистых веществ, высокой активностью гидролитических ферментов, вследствие чего характеризуется низкими технологическими свойствами.

Оптимизаця питания. Формирование урожая и интенсивность биохимических процессов в созревающем зерне злаковых культур зависят от обеспеченности растений элементами питания, и прежде всего азотом, фосфором и калием.

Установлено, что при недостатке фосфора или калия и высоком уровне азотного питания формируется низкий урожай зерна с повышенным накоплением белков. Если на таком фоне внести фосфорные или калийные удобрения (в зависимости от того, что находится в минимуме), то урожайность злаковых культур повышается, а содержание белков будет зависеть от обеспеченности растений азотом.

С другой стороны, при хорошей обеспеченности растений фосфором и калием недостаток азота снижает как урожайность, так и белковость зерна злаковых культур. При внесении на этом фоне невысоких доз азота наблюдаются усиление ростовых процессов и увеличение урожая, однако белковость зерна чаще всего не повышается или даже снижается. При последующем увеличении дозы азота будут повышаться как урожайность культур, так и накопление в зерне белков, пока хотя бы один из двух других элементов (фосфор или калий) не окажется в минимуме или не будет достигнут потенциальный уровень урожайности, характерный для данного сорта.

Таким образом, при увеличении доз азота урожайность зерновых культур повышается до определенного уровня, после достижения которого уже будет возрастать только концентрация азотистых веществ в зерне, в том числе и запасных белков.

Чрезмерное увеличение доз азота, вносимого под зерновые культуры, может вызывать понижение урожайности этих культур, а очень часто и ухудшение качества зерна, хотя при этом концентрация азотистых веществ в зерне остается очень высокой. Это объясняется тем, что усиленное азотное питание растений в первой половине вегетации стимулирует образование большой вегетативной массы, вызывая тем самым ее полегание и раннее отмирание нижних листьев, приводящие к большому недобору зерна. Кроме того, повышается влажность зерна и затягивается его созревание, что может инициировать скрытые процессы прорастания семян на корню. Отрицательное влияние на качество зерна оказывает также избыточное калийное питание, которое стимулирует накопление в зерне запасных углеводов, а белковость снижается.

Учитывая высокую потребность злаковых культур в азоте в период формирования и налива зерна, разработаны приемы и способы его внесения во время вегетации растений. Причем установлено, что чем позднее по фазам развития растений вносят азотные удобрения, тем в большей степени азот удобрений использует для биосинтеза запасных белков.

В фазах выхода в трубку и колошения азотные удобрения обычно вносят в виде корневых, а в начале налива зерна — в виде некорневых подкормок. Корневые подкормки проводят путем поверхностного разбрасывания гранулированных нитратных и аммиачно-нитратных азотных удобрений. Для некорневых подкормок используют мочевину или ее смесь с аммиачной селитрой (2: 1), которые в виде 20—30%- раствора разбрызгивают над посевом зерновых культур.

Наиболее эффективно проведение поздних некорневых азотных подкормок на посевах пшеницы и кукурузы — белковость зерна повышается на 1—3%, содержание клейковины у мягкой пшеницы — на 2—5 %, улучшается также качество клейковины.

Повышение белковости зерна при некорневой азотной подкормке объясняется тем, что нанесенная на листья мочевина очень быстро проникает в их ткани и включается в обмен азотистых веществ. Образующиеся аминокислоты вместе с потоком ассимилятов поступают в зерно и используются там для синтеза белков. Поздние азотные подкормки — необходимый прием в технологиях возделывания сильных пшениц. В других случаях этот прием экономически неэффективен из-за высокой стоимости внекорневой обработки.

В зависимости от питания и других условий выращивания растений изменяются не только уровень накопления в зерне белков и крахмала, но и их качественный состав. При более влажных условиях и умеренных температурах, способствующих большему накоплению крахмала, в нем увеличивается доля амилозы, а в более сухих и жарких условиях повышается относительное содержание амилопектина.

Значительные изменения происходят и в составе белков. При повышении белковости зерна увеличивается накопление запасных белков — проламинов и глютелинов, а концентрация белков альбумино-глобулинового типа снижается. Поскольку белки проламиновой фракции у всех зерновых культур очень бедны лизином и триптофаном, увеличение их доли в общем белковом комплексе зерна снижает биологическую ценность суммарного белка. Это наиболее заметно проявляется у пшеницы, кукурузы, ячменя, т. е. у тех культур, которые характеризуются высоким содержанием в зерне спирто-растворимых белков.

Дата добавления: 2015-12-20; просмотров: 268; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

Мы поможем в написании ваших работ!