Содержание к диссертации
Введение 4
1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ИЗУЧЕННОСТИ ВРЕДИТЕЛЕЙ ЗЕРНА ПРИ ХРАНЕНИИ . 8
1.1. Видовой состав, распространение и вредоносность вредителей хлебных запасов 8
1.2. Влияние сорта на устойчивость зерна зерновых культур к вредителям хлебных запасов .16
2. КЛИМАТИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ СРЕДНЕГО ПОВОЛЖЬЯ И ИХ ВЛИЯНИЕ НА ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТЬ ВРЕДИТЕЛЕЙ ЗАПАСОВ • 28
3. МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ .32
3.1. Условия проведения исследований 32.
3.2. Биологические особенности вредителей запасов - объектов исследований. 33
3.3. Характеристика сортов зерновых культур по показателям устойчивости к вредителям при хранении 36
3.4. Методика исследований. 41
3.4.1. Разведение вредителей для лабораторных экспериментов .42
3.4.2. Методика исследований свободного выбора пищи вредителями запасов 42
3.4.3. Методика исследований потерь массы зерна от вредителей .43
3.4.4. Методика исследований продолжительности жизни имаго вредителей 44
3.4.5. Методика исследований продолжительности индивидуального развития 45
3.4.6. Методика исследований технологических и пищевых показателей зерна, поврежденного вредителями. 45
3.4.7. Методика определения твердозерности и выравненности зерна пшеницы 46
3.4.8. Методика исследований токсичности зараженного вредителями зерна . 47
3.4.9. Методика исследований фракционного состава белка зерна, зараженного вредителями. 48
3.4.10. Методика исследований крахмальных зерен поврежденного зерна 50
3.4.11. Методика отбора проб и учета динамической плотности вредителей в зернохранилищах. 52
4. ОЦЕНКА УСТОЙЧИВОСТИ СОРТОВ ЗЕРНОВЫХ КУЛЬТУР К ВРЕДИТЕ ЛЯМ ЗАПАСОВ ПО БИОЛОГИЧЕСКИМ ПОКАЗАТЕЛЯМ 54
4.1. Оценка устойчивости по показателю свободного выбора пищи вредителями запасов 54
4.2. Оценка потерь сухого вещества от вредителей 58
4.3. Продолжительность жизни имаго вредителей 64
4.4. Продолжительность индивидуального развития вредителей. 71
5.. ОЦЕНКА УСТОЙЧИВОСТИ СОРТОВ ЗЕРНОВЫХ КУЛЬТУР К ВРЕДИТЕ ЛЯМ ЗАПАСОВ ПО КАЧЕСТВЕННЫМ ПОКАЗАТЕЛЯМ. 84
5.1. Характеристика сортов по качественным, технологическим и хлебопекарным показателям 84
5.2. Оценка пищевой ценности зерна, поврежденного вредителями 87
5.3. Технологические и хлебопекарные свойства зерна, поврежденного вредителями .. 95
6. ОЦЕНКА УСТОЙЧИВОСТИ СОРТОВ ЗЕРНОВЫХ КУЛЬТУР К ВРЕДИТЕ ЛЯМ ЗАПАСОВ ПО БИОХИМИЧЕСКИМ ПОКАЗАТЕЛЯМ 108
6.1. Изучение фракционного состава белка зараженного зерна 108
6.2 Анализ крахмальных зерен в зараженном вредителями зерне 115
7. ОЦЕНКА УСТОЙЧИВОСТИ СОРТОВ ЗЕРНОВЫХ КУЛЬТУР К ВРЕДИТЕ ЛЯМ ЗАПАСОВ В ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ УСЛОВИЯХ ХРАНЕНИЯ. 122
7.1. Оценка по биологическим показателям вредителей запасов 122
7.2. Численность вредителей при хранении зерна в складе 131
7.3. Оценка по качественным показателям зерна. 140
7.4. Всхожесть и энергия прорастания зерна, поврежденного вредителями... 143
7.5. Оценка поврежденности партии зерна полевыми вредителями как фактора его устойчивости к вредителям запасов 145
8; КОМПЛЕКСНАЯ ОЦЕНКА СОРТОВ ЗЕРНОВЫХ КУЛЬТУР К ВРЕДИТЕ ЛЯМ ЗАПАСОВ ПО КРИТЕРИЯМ УСТОЙЧИВОСТИ 149
9. ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ УСТОЙЧИВЫХ СОР ТОВ ЗЕРНОВЫХ КУЛЬТУР В ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ УСЛОВИЯХ 156
ВЫВОДЫ 161
РЕКОМЕНДАЦИИ ПРОИЗВОДСТВУ .164
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 165
ПРИЛОЖЕНИЯ. 188
Введение к работе
Актуальность работы. Сезонное производство зерна и его использование в течение года связано с длительным хранением зерновых масс. Одной из основных причин, приводящих к потерям массы и ухудшению качества зерна при хранении, является развитие в нем насекомых, среди которых наибольшую вредоносность оказывают рисовый долгоносик (Sitophilus oryzae L.), амбарный долгоносик (S. granarium L.), зерновой точильщик (Rhizoperha dominica F.) и малый черный хрущак (Tribolium destructor Uytt.)..
Наиболее перспективным методом является выявление, создание и использование сортов сельскохозяйственных культур, зерно которых способно сохранять устойчивость к вредителям запасов без существенных изменений в качестве. Особенно актуальна проблема создания сортов с групповой и комплексной устойчивостью к вредителям. Их использование позволит не только значительно уменьшить потери зерна, но и сохранить окружающую среду от загрязнения в результате отказа от применения пестицидов. В связи с этим, необходимо проводить исследования по выявлению механизмов устойчивости зерна и созданию сортов, обладающих высокой устойчивостью к повреждению вредителями хранящегося зерна.
Цель и задачи исследований. Целью проведенных экспериментов является установление критериев оценки сортов зерновых культур на устойчивость к вредителям запасов. В соответствии с поставленной целью были определены следующие задачи:
1. Изучить устойчивость зерновых злаковых культур к вредителям запасов по биологическим, биохимическим, качественным и технологическим показателям.
2. Определить влияние технологических свойств зерна на устойчивость к вредителям запасов.
3. Определить основные критерии оценки сортов зерновых культур на устойчивость к вредителям запасов и провести их комплексную оценку.
4. Определить зараженность зерна вредителями методом отбора проб и ловушек, определить их видовой состав, установить зависимость зараженности зерна от сроков хранения и условий окружающей среды.
5. Дать оценку эффективности использования устойчивых сортов в производственных условиях.
Научная новизна. В условиях Среднего Поволжья впервые проведена оценка 17 сортов зерновых культур (пшеница твердая и мягкая, тритикале, ячмень) на устойчивость к вредителям запасов по комплексу качественных, биологических и биохимических показателей. Изучена биология доминирующих видов вредителей запасов в естественных условиях хранения. Определены технологические и хлебопекарные свойства зерна в зависимости от степени повреждения вредителями. Впервые проведена комплексная оценка сортов зерновых культур по 32 критериям устойчивости. Введен поправочный коэффициент пересчета потерь зерна от вредителей в условиях зернохранилища. Установлено изменение количественных, качественных показателей и посевных свойств у разных сортов в зависимости от продолжительности хранения в складах и зараженности вредителями. Выявлено влияние полевых вредителей (клопа-черепашки и пшеничного трипса) на проявление устойчивости зерна к вредителям запасов.
Основные положения, выносимые на защиту:
1. Установлены размеры потерь и предпочитаемость вредителями зерна при хранении сортов мягкой пшеницы и тритикале по сравнению с сортами твердой пшеницы. Суточные потери сухого вещества зерна от 100 жуков рисового, амбарного долгоносиков, зернового точильщика и малого черного хрущака на устойчивых сортах составляют до 7,14 мг, а на неустойчивых - свыше 28,6 мг. Размеры потерь в производственных условиях превышают данные лабораторных опытов.
2. Установлена устойчивость сортов по биологическим показателям вредителей зерна. Продолжительность развития имаго рисового долгоносика на сортах твердой пшеницы и ячменя составляет 49...53 дня, а на сортах мягкой пшеницы 45...47 дней. Наименьшей плодовитостью и отрождаемостью жуков от односуточной кладки характеризуются сорта яровой твердой пшеницы и ячменя -31.. .44 экз. у рисового долгоносика и 45...56 экз. у амбарного долгоносика. Продолжительность жизни рисового долгоносика на устойчивых сортах составляет 30...39, амбарного - 48...55 и малого черного хрущака 21...28 суток.
3. Повреждение зерна исследуемых сортов вредителями запасов вызывает различные изменения содержания белка, жира, аминокислот, клейковины, натуры, массы 1000 зерен, амилолитической активности фермента амилазы, зольности и влажности. Изменение фракционного состава белка зависит от характера повреждений зерновки вредителями, ее формы, размеров, особенностей питания жуков и личинок, степени зараженности зерна в скрытой форме. Сорта с наибольшим количеством мелких крахмальных гранул и высоким содержанием мучнистого эндосперма отличаются неустойчивостью к вредителям.
4. Из 32 проанализированных показателей 7 вошли в комплексную оценку сортов на устойчивость к вредителям. В основе устойчивости лежат различные свойства зерна культур и сортов: стекловидность, твердозерность, структура мозаики эндосперма и содержание белка. Все критерии оценки даны по 4-бальной шкале устойчивости сортов по трем видам вредителей.
5. Использование устойчивых сортов (мягкой пшеницы Поволжская 86, Кинель-ская 61, твердой пшеницы Безенчукская 182, Безенчукская 200, ячменя Поволжский 65 и Агат) в производственных условиях позволит снизить размер потерь зерна при хранении.
Практическая ценность работы. В результате исследований установлены основные критерии оценки устойчивости 17 сортов озимой, яровой пшеницы, ячменя и тритикале к вредителям запасов. Определены биологические, биохимические и технологические показатели, обеспечивающие устойчивость зерна к вредителям при хранении. Выявлены сорта, зерно которых может храниться в течение длительного времени, не заражаясь вредителями при отсутствии обработок.
Полученные результаты исследований могут быть использованы в селекционной работе по созданию сортов с широкой групповой устойчивостью к вредителям хлебных запасов. Это позволит повысить эффективность использования устойчивых сортов в производственных условиях, что в свою очередь приведет к снижению потерь количества и качества зерна при хранении.
Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались на Поволжской научно-практической конференции «Пути повышения качества зерна и продуктов его переработки» (Самара, 2002); на региональной научно-практической конференции «Проблемы защиты растений в Поволжье» (Самара, 2002); на международной научно-практической конференции «Экологические аспекты интенсификации сельскохозяйственного производства» (Пенза, 2002); на XII Съезде Русского Энтомологического общества (Санкт-Петербург, 2002); на 4-й международной конференции молодых ученых и студентов «Актуальные проблемы современной науки» (Самара, 2003); на международной конференции «Медико-биологические проблемы экологической безопасности агропромышленного комплекса» (Москва - Сергиев Посад, 2003); на конференции в Рязанской ГСХА «Современные энерго- и ресурсосберегающие, экологически устойчивые технологии и системы сельскохозяйственного производства (Рязань, 2003); на заседаниях кафедры ТХППР (2001, 2002, 2003 гг.); на международной научно-практической конференции в Самарской ГСХА «Актуальные проблемы АПК в XXI веке» (Кинель, 2004). Публикации материалов исследований. По теме диссертации опубликовано 14 научных работ, в том числе 2 в центральной печати.
Декларация личного участия автора. Диссертация содержит фактический материал, полученный лично автором в течение 2001-2003 гг. Лабораторные и производственные исследования, обработка и анализ материала выполнены автором полностью самостоятельно. В совместных статьях доля личного участия составляет от 30 до 80 %.
Объем:и структура диссертации. Диссертация изложена на 164 страницах и состоит из введения, 9 глав, выводов, списка литературы и приложений. В работе содержится 14 таблиц, 29 рисунков и 45 приложений. Библиографический список литературы включает 266 источников, в том числе 59 на иностранных языках.
Автор искренне признателен коллективу кафедры технологии хранения и переработки продукции растениеводства ФГОУ ВПО «Самарская государственная сельскохозяйственная академия» за дружескую поддержку при проведении исследований, д. б. н., профессору Г. А. Закладному (ВНИИЗ) за консультацию по теме исследований, заслуженному деятелю науки РФ, д. с.-х. н., профессору Н. А. Вилковой и к. с.-х. н. Л. И. Нефедовой (ВИЗР) за консультацию по определению крахмальных зерен, НИЛ Биохимии при кафедре химии и биохимии Самарской ГСХА и лично д. б. н., профессору Н. П. Бакаевой и зав. лаб. Т. И. Щербаковой, лаборатории озимых культур и яровой пшеницы Поволжского НИИСС им. П. Н. Константинова (сотрудникам и заведующим Г. Я. Масловой и д. с.-х. н., профессору А. П. Головоченко), технологической лаборатории Поволжского НИИСС им. П. Н. Константинова и лаборатории животноводства (сотрудникам и заведующим к. с.-х. н. М. С. Ревиной и Ю. Н. Ульянову), зав. лаборатории по оценке качества зерна и зернопро-дуктов А. Н. Пермякову за помощь при оформлении диссертации.
