Блог RSS / Озимая рожь: Инновационное будущее старой хлебной культуры 

23 марта 2017 года

Озимая рожь – источник сырья для производства продуктов питания для населения и кормов для домашних животных.  Зерно ржи более 2-х тысяч лет используется для выпечки вкусного и полезного для здоровья людей хлеба, различных хлебобулочных и кондитерских изделий, кваса, пива, этилового спирта, лекарственных препаратов. Уникальный химический состав ржаного хлеба, содержащего больше, чем в пшеничном, незаменимых аминокислот, витаминов и жирных кислот (антиоксидантов) способствует сохранению здоровья и долголетия людей. 

Научные открытия последнего времени, сделанные в Италии и Швеции, доказали, что ежедневное потребление ржаного хлеба снижает уровень заболеваемости раком. В связи с этим производству  зерна озимой ржи и селекции этой культуры в странах Западной Европы уделяется большое внимание. В Германии, Польше и других странах внедрение в сельскохозяйственное производство гетерозисных гибридов F1 обеспечило повышение средней по стране урожайности зерна выше 5 т/га. В системе семеноводства поддержку на государственном уровне имеют те сельхозпредприятия, которые для посева используют семена гибридов озимой ржи. При этом под рожь часто отводятся земли с низким плодородием, не пригодные для возделывания других  зерновых культур. 

Научные исследования, проведенные в России во второй половине 20-го века и в  последние годы, также подтвердили большое значение ржаного хлеба для сохранения здоровья людей. Высокую ценность ржаного хлеба для людей наши предки отмечали, упоминая «рожь-матушку» в песнях и поговорках, стихах, изображениях на картинах известных художников.На протяжении веков в каждом населенном пункте были свои рецепты выпечки ржаного хлеба.

Практически до 30-х годов прошлого века ржаной хлеб был основным среди хлебных изделий в рационах питания населения России. До конца 20-го века Россия оставалась мировым лидером по площадям и производству зерна ржи.   К настоящему времени на территории РФ производство и потребление ржаного хлеба сократилось в десятки раз. Сокращение поголовья домашних животных  снизило потребность во ржи как кормовой культуре. Прекратилась деятельность многих предприятий, на которых зерно ржи перерабатывали на этиловый спирт. Снижение потребительского спроса на зерно привело к сокращению посевов этой ценной культуры. 

Уникальность озимой ржи определяется следующими биологическими особенностями:

- высокая морозо- и зимостойкость, устойчивость к выпреванию;
- развитая корневая система, проникающая в почву до1,5-2 метров;
- устойчивость к кислым почвам;
- способность произрастать на малоплодородных почвах;
- устойчивость к недостатку влаги;
- способность очищать поля от сорняков, защищать почву от эрозии;
- оставляет больше органических остатков, улучшает структуру почвы;
- созревает раньше яровых зерновых культур.

Генетически обусловленная высокая степень адаптивности к местным агроклиматическим условиям обеспечивает озимой ржи более высокий продуктивный потенциал по сравнению с другими зерновыми культурами.

В настоящее время примерно половину посевов озимой ржи используют на ранний зеленый корм или заготавливают в виде сена, сенажа, силоса. Зерно ржи на корм животным используют очень мало. Раньше оно было очень ценным, чтобы скармливать скоту. К тому же, плохо поедалось, в связи с низкими вкусовыми качествами, и отрицательно влияло на пищеварение, в связи с высоким содержанием комплекса вредных веществ. На корм зерно ржи использовать можно, используя специальные ферментные препараты или предварительную подготовку (плющение и др.). Но это приводит к удорожанию кормов более чем на 30 %. 

В последние годы доказано, что ухудшают пищеварение у животных пентозаны – полимеры, которые вместе с целлюлозой, лигнином и минеральными веществами образуют стенки клеток и межклетники оболочек зерна и толстые стенки клеток алейроновый слой эндосперма.Пентозаны, подобно крахмалу и целлюлозе, имеют высокую молекулярную массу и разветвленную структуру молекул. Но в отличие от крахмала и целлюлозы, образованных из остатков молекул глюкозы (имеющих в молекулах по шесть атомов углерода), пентозаны образованы из остатков молекул арабинозы и ксилозы (имеющих в молекулах по пять атомов углерода). Отсюда другое название пентозанов – арабиноксиланы. Пентозаны в оболочках зерна отвечают за поступление воды внутрь зерна, но при этом, строение их молекул не изменяется. Они остаются пассивными при набухании и прорастании зерна. Пентозаны в клеточных стенках алейронового слоя эндосперма отвечают за поступление воды к зародышу и эндосперму. За счет действия собственных ферментов в клетках алейронового слоя полимерные молекулы пентозанов расщепляются до моносахаров (арабинозы и ксилозы), которые перемещаются к зародышу и расходуются на образование стенок новых клеток растущего зародыша. Отрицательное влияние  зерна ржи на пищеварение домашних животных оказывает именно эта  группа активных пентозанов.

Стенки клеток оболочек зерна и алейронового слоя ржи по толщине значительно больше, чем у пшеницы, поэтому и общее содержание пентозанов у ржи выше(у ржи 7-13 %, у пшеницы 5-7 %). Водорастворимых или активных пентозанов в зерне ржи содержится в три раза больше, чем в пшенице (у ржи 1,5-3,0 %, у пшеницы 0,5-1,5 %).

Пентозаны обладают способностью впитывать и удерживать большое количество воды, образуя слизи. При размоле зерна пентозаны освобождаются, попадая в составе кормов в пищеварительный тракт, впитывают воду и образуют слизь, которая покрывает пищевой комок и стенки желудка и кишечника, препятствуя перевариванию пищи. 

Питательную ценность зерна ржи можно увеличить, если уменьшить содержание водорастворимых пентозанов в три раза. Научные исследования в этом направлении показали, что наличие пентозанов – признак рецессивный, контролируется несколькими генами, которые находятся во всех хромосомах. Каждый ген имеет несколько аллелей. Проявление признака возможно только при благоприятном сочетании аллелей каждого локуса всех хромосом генома. Поэтому генетическим путем получить низкопентозановую рожь нельзя. В Санк-Петербурге во  ВНИИР им. Н.И. Вавилова  под руководством доктора биологических наук, профессора В.Д. Кобылянского определили содержание водорастворимых пентозанов  почти  у 500 сортов ржи и не нашли ни одного с низким содержанием пентозанов.

Там же разработали инновационный метод  получения низкопентозановых растений озимой ржи. У нескольких сортов  были отобраны отдельные зерна с тонкой оболочкой. Их высеяли в теплице и размножили,  используя клонирование растений. Часть полученного  зерна  проверили на содержание пентозанов. А  из оставшихся  семян в разных институтах были созданы  низкопентозановые сорта, которые в последние годы проходили Государственное испытание.

Применение этих методов при проведении первичного семеноводства обеспечивает сохранение низкого содержания водорастворимых пентозанов в зерне ржи, но увеличивает затраты времени и ручного труда. В связи с этим, цена на семена должна быть выше. При производстве товарного зерна низкопентозановой ржи нет необходимости соблюдать строгую изоляцию от других посевов  ржи, так наследование признака происходит через материнские растения. Но использовать товарное зерно на семена нельзя, так как у следующих поколений содержание водорастворимых пентозанов увеличивается.

В Уральском НИИСХ создан первый низкопентозановый сорт ржи Янтарная. В течение двух лет оценки на сортоучастках Свердловской области  сорт Янтарная показал урожайность на уровне стандартных сортов. Был более устойчив к полеганию, но уступал по зимостойкости, особенно на Манчажском ГСУ.  Использование для посева семян, обработанных фунгицидами или обработка посевов осенью этими препаратами, обеспечат хорошую перезимовку. Чтобы начать первичное семеноводство сорта, его надо включить в Госреестр. 

При проведении опытов  с  использованием зерна низкопентозановой ржи в рационах  при откорме поросят и цыплят были получены  положительные результаты. 

При откорме поросят в экспериментальном рационе  часть зерновых компонентов корма была заменена на зерно ржи таким образом, что содержание ржи было не менее 50 % (таблица 2). Из этого рациона были исключены также дорогостоящие пищевые добавки (сухое молоко, премикс).

Через 8 недель откорма прирост массы тела каждого животного в экспериментальной группе  был выше по сравнению с контрольной на 44,5 %. При этом, конверсия корма  была ниже на 41,7% по сравнению с контролем (рисунок 1).

Опыт по применению низкопентозановой ржи в рационе цыплят-бройлеров был проведен в крестьянско-фермерском хозяйстве «Радушкино» в 2015 г. (Ленинградская обл.). При создании экспериментального рациона зерно пшеницы полностью заменили  зерном низкопентозановой ржи (таблица 3).

В каждом группе  изучали по 80 голов. Установлено, что при использовании, как контрольного, так и экспериментального рационов в кормлении бройлерных цыплят, прирост массы птиц был одинаковым. Через 46-48 дней кормления масса каждой особи достигла 2,4-2,5 кг. 
 
Таким образом, зерно низкопентозановой ржи пригодно на корм животным без использования дорогих ферментных добавок.  Оно не оказывает угнетающее воздействие на процессы пищеварения  и не приводит к заболеваниям у свиней и птиц. Низкое содержание  водорастворимых пентозанов   в зерне не привело к ухудшению их хлебопекарных качеств.
 
Создание низкопентозановых сортов озимой ржи и их внедрение в производство обеспечит значительное улучшение кормовой базы  для животноводства и птицеводства, позволит повысить рентабельность этих отраслей.
 
Г.Н. Потапова
ведущий научный сотрудник  отдела селекции
и семеноводства озимых и яровых зерновых культур
ФГБНУ «Уральский НИИСХ»
Газета "АгроЖизнь" №3 (70) март 2017
 
Источник: Svetich.info
 

Смотрите также:

Комментарии (0):

Эту заметку еще никто не прокомментировал. Ваш комментарий может стать первым.

Войдите на сайт или зарегистрируйтесь, чтобы комментировать записи блога.

Авторизуйтесь,
чтобы получить доступ к личному профилю.

Недавние ответы: