Пищевая промышленность и зерновой рынок

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

Пшеница является основной хлебной культурой в России. Производимое в стране зерно этой культуры должно использоваться на продовольственные цели: обеспечение сырьем мукомольной, хлебопекарной, крупяной, макаронной и кондитерской промышленности.

Пищевая промышленность и зерновой рынок в настоящее время предъявляют довольно высокие требования к качеству зерна пшеницы. По всем показателям качества пшеница должна соответствовать ГОСТ 9353-90. Так, для мукомолов важно, чтобы поступающие в переработку зерна были однородными по цвету, крупности, форме, стекловидности, имело высокие показатели натуры, необходимое количество и качество клейковины, чтобы не было проросшим и поврежденным вредителями. В противном случае затрудняется процесс помола зерна, снижаются выход муки и ее качество.

Таким образом, мы пришли к выводу, что работать с зерном довольно сложно. Чтобы с ней справиться, надо четко представлять задачи, которые следует решать в области хранения зерна и зернопродуктов. Основные задачи таковы:

- предотвращение  потерь зерна и хлебопродуктов  в массе или снижение их  минимума;

- предотвращение  порчи зерна и зернопродуктов;

- повышение качества  зерна;

- сохранение  семенных фондов без потерь массы и качества;

- повышение качества  семян;

- хранение с  наименьшими затратами труда  и средств на единицу массы  зерна и зернопродуктов.

Успешное решение этих задач невозможно без знания теории и практики хранения зерна и зернопродуктов.

1. ПРИРОДНО-КЛИМАТИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ

1.1. ПОЧВА. Тип, содержание гумуса, химический  состав и другие показатели, рельеф, тип засоренности и степень

Зерно играло чрезвычайно важную роль на всех этапах развития человеческого общества. Введение в культуру зерновых в доисторические времена и питание хлебом, эволюция человека от охотника к крестьянину – вот наиболее замечательные достижения в истории человечества.

Благодаря зерну и хлебу человек создал себе продукт питания, который быстро не портится и который можно долго сохранять. Разнообразные приемы приготовления делают его очень аппетитным и вкусным.

Он богат питательными и полезными человеку веществами, они находятся в нем в прекрасном сочетании, которое вряд ли можно встретить в другом продукте. Хлеб как прежде, так и теперь является самым дешевым продуктом питания (см. “Список литературы”, “Технология хранения зерна” Е.М. Вобликов, 2003).

Для того, чтобы обеспечить выработку пшеничной, хлебопекарной или макаронной муки заданного качества и производство из нее доброкачественных хлебобулочных или макаронных изделий, отвечающих требованиям потребителя, товарное зерно пшеницы должно соответствовать определенным нормативам.

В настоящее время требования к качеству товарного зерна в России регламентированы ГОСТ 93-53-90. “Пшеница. Требования при заготовках и поставках”. Этот стандарт распространяется на товарное зерно мягкой и твердой пшеницы, закупаемое у колхозов, совхозов и других производителей зерна.

Стандартом предусмотрены базисные и ограничительные нормативы для заготовляемой и поставляемой пшеницы, в зависимости от класса зерна (“Хранение и переработка сельхозсырья”, № 12, 2000г.).

Важнейшее, а иногда и решающее значение в получении качественной продукции имеет фитосанитарное состояние посевов.

Вредители, болезни, сорные растения, прежде всего, снижают количество продукции, получаемой при равных условиях с единицы площади, а также ухудшают хозяйственно-технологические показатели зерна, посевные качества семенного материала, приводят к загрязнению зерна, продуктов его переработки микотоскинами и другими веществами продуктами метаболизма, повышают затраты на их производство и переработку.

Практически ежегодно в тех или иных регионах страны на зерновых культурах возникает серьезная фитосанитарная ситуация, сказывающаяся на количестве и качестве урожая. Потери зерна от всего комплекса вредных организмов, по подсчетам Всероссийского НИИ фитопатологии, ежегодно составляет 25-28 млн. т. Это без учета влияния на качество продукции (“Защита и карантин растений” № 11, 2004г.).

Отвечающая современным требованиям система защиты зерновых культур должна обеспечивать предстоящие потери урожая и качества зерна при минимальных материально-трудовых издержках и ограничить негативные последствия. Эта цель достигается на основе интеграции – сочетании рациональных методов и средств защиты, обеспечивающих регулирование численности и вредоносности вредителей на субэкономическом уровне (“Защита растений” № 1, 1990г.).

Большое влияние на количество и качество зерна оказывает обработка почвы, выбор предшественника, количество доступных питательных веществ.

Сильная пшеница предъявляет повышенные требования к предшественника, как и яровая. Прежде всего, необходимо своевременно освободить поля от парозанимающих культур для подготовки почвы и посева, очистить от сорняков, сохранить и накопить влагу и на этой основе обеспечить получение дружных всходов, хорошее развитие, что будет способствовать получению высокого урожая.

Лучший предшественник – черный пар, который способствует не только повышению урожая пшеницы, но и позволяет получать при посеве соответствующих сортов высококачественное зерно, отвечающее стандартам.

К хорошим предшественникам относятся: пласт многолетних трав, зернобобовые, пропашные и т.д.

Имеется севооборот с площадью поля 102 га.

1. горох

2. сильная пшеница + сильная рожь

3. яровая пшеница + овес

4. клевер

5. сильная рожь.

6. картофель

7. ячмень

8. викоовес

9. ячмень 

Таблица 1 Агрохимическая характеристика почвы и преобладающий тип засоренности

Система обработки почвы разрабатывается в зависимости от предшественника, засоренности полей, а также от района возделывания. Углублять пахотный слой лучше всего при зяблевой обработке почвы под предшественник с одновременным внесением органических удобрений в повышенной дозе. На дерново-подзолистых почвах с небольшим пахотным слоем хорошие результаты дает рыхление подпахотного слоя или его припашка. Глубина припашки зависит от мощности пахотного слоя, степени оподзоленности почвы и норм внесения органических удобрений.

Углубление пахоты улучшает почвенные условия: повышает водный запас, степень аэрации, содержание нитратов и растворимых фосфатов. Нельзя допускать большого разрыва между уборкой предшественника и обработкой, так как почва за это время может сильно посушиться (“Растениеводство” П.П. Вавилов, 1986г.).

Важный фактор формирования высоких и устойчивых урожаев сельскохозяйственных культур – своевременное обеспечение растений питательными элементами.

Отсутствие роста урожаев в Нечерноземной зоне обуславливают недостаток макро- и микроэлементов и высокая кислотность почвы. Поэтому важно знать потребность растений в факторах формирования урожая и воздействовать на них приемами химизации и агротехники.

Потребность растений в элементах питания определяется выносом общим урожаем или единицей урожая основной продукцией с учетом соответствующей части побочной.

К важнейшим питательным элементам растений относится азот, фосфор и калий.

Недостаток азота отрицательно сказывается на росте и развитии растений и фотосинтетической деятельности листового аппарата, что приводит к формированию низкого урожая.

При недостатке фосфора замедляется развитие корневой системы растений, сдерживается рост листьев и стеблей, резко снижается семенная продуктивность, причем в тканях накапливается избыточный нитратный азот, замедляется синтез белков.

При недостатке калия снижается зимостойкость сильных культур.

Для большинства культур самыми критическими периодами являются фазы прорастания семян, когда особенно требуется фосфор и микроэлементы, и фаза нарастания вегетативной массы, когда нужен азот.

Высокие урожаи можно получить только при своевременном внесении удобрений (“Справочник бригадира-полевода” А.А. Зенин и др., 1988г.).

Сохранение продуктов растениеводства до времени их использования – важнейшее общенародное дело. Можно повысить урожайность всех культур и резко увеличить их валовые сборы, но не получить должного эффекта, если на различных этапах продвижения продуктов к потребителю произойдут большие потери в массе и качестве. При неумелом обращении с продуктами в послеуборочный период потери их могут быть очень велики. Более того, возможна полная порча продукта или даже приобретение им токсических свойств.

Потери продуктов при хранении – следствие их физических и физиологических свойств. Только знание природы продукта, происходящих в нем процессов, разработанных для него режимов хранения позволяют свести потери до минимума и тем самым способствовать реальному росту урожайности.

Рациональное хранение продуктов возможно только при наличии и правильной эксплуатации технической базы – хранилищ, различных машин и оборудования, используемых для подработки продуктов с целью повышения их устойчивости и качества (“Хранение и технология сельскохозяйственных продуктов” Л.А. Трисвятский, 1983г.).

Гидрографическая сеть представлена реками Енисей, Кача, Ибриль. В пойме этих рек можно орошать около 560 га пашни и 250 га естественных кормовых угодий.

Схема земельных угодий хозяйства протянулась не широкой, но длинной лентой, примыкая непосредственно к городской черте у северо-западной и северной окраины города. Почвенный покров землепользования представлен несколькими разновидностями, из которых преобладают черноземы. Вместе с тем глубина гумусного горизонта не велика. Отметим что средний балл оценки по плодородию почвы составляет 27,26; а по району 25,79.

Естественные кормовые угодия расположены в основном по крутым склонам увалов. Наличие в хозяйстве большого числа остепененных и с крутыми склонами полей и земельных участков требует первоочередного решения проблемы защиты их от ветровой и водной эрозии. Проблема обостряется особенностями зонального микроклимата – резко континентального и засушливого. По географическому положению микрозона хозяйства относится к Центральной (красноярской) лесостепи. По своим природно-климатическим условиям она близка к южным степным районам края. Сравнительно благоприятные условия здесь сменяются засухой.

Период со среднесуточной температурой воздуха выше нуля градусов начинается с 11 апреля и продолжается до 21 октября.  
Среднегодовое количество осадков 359-395 мм, продолжительность безморозного периода составляет 80-180 дней, период со средней суточной температурой воздуха выше 110 С 102-108 дней, а общая сумма температур за это время 1550 С – 1710 С. Агроклиматические условия зоны расположения СПК «Солонцы» : Среднегодовая температура воздуха составляет здесь -0,5 - 2,1 С. Средняя температура июля + 18,6 С, января -19.0 С.

Вегетационный период продолжается 154 дня. Период со среднесуточной температурой выше 10 С составляет 114 дней; сумма положительных температур за этот период равна 1790 С.  
Устойчивый снежный покров образуется 4 ноября и сходит 8 апреля. Продолжительность периода с устойчивым снежным покровом в среднем составляет 165 дней.

Среднее количество осадков составляет 485 мм. Число дней со скоростью ветра более 15 км/с - 25. Наибольшее количество дней с такой скоростью ветра приходится на весенний и осенне-зимний периоды.

Яровая пшеница относится к культурам, малотребовательным к теплу, она хорошо растет и развивается при умеренных температурах (16-20 С).

емена ее способны прорастать даже под слоем тающего льда при температурах, близких к 0°С, а в лабораторных условиях семена наклевываются в намоченном состоянии при температуре 1-2 С.

Жизнеспособные всходы пшеницы появляются при температуре почвы 5-7 С. Наиболее благоприятной для прорастания семян считается температура 12-15°С. В зависимости от прогреваемости почвы всходы яровой пшеницы появляются в различные сроки. Например, при температуре на глубине заделки семян в 5 С всходы появляются на 21-е сутки, при 7-8°С на 14, при 9-10°С на 9-10 и при 15 С на 6-7-е сутки.

Сумма активных температур за период посев - всходы составляет 100-130°С. Всходы пшеницы в фазе 2 листьев способны выдерживать кратковременные (4-6 час.) заморозки до -8 -10°С, а проростки даже до -13 С. В фазе 3 листьев и начале кущения заморозкостойкость снижается и растения повреждают температуры -6 -9 С; в фазе выхода в трубку опасны температуры -4°С; во время цветения и начале налива зерна губительны температуры -1 -2°С. Твердые пшеницы в фазе кущения не переносят заморозков силой -1°С.

Кущение яровой пшеницы лучше проходит при температуре 10-12 С. Пониженная температура почвы в этот период положительно влияет на образование и развитие узловых корней. В период от начала колошения до восковой спелости более благоприятны среднесуточные температуры воздуха 16-23°С. Сумма активных температур, необходимых для развития пшеницы в Восточной Сибири, зависит от биологии сорта и составляет от 1400 до 1750°С. В засушливые годы сумма активных температур уменьшается на 300-400°С.

Высокие температуры яровая пшеница переносит плохо, при температуре 38-40°С через 10-15 часов наступает паралич устьиц.  
В Сибири все сорта приспособлены к резкой смене среднесуточных температур воздуха, особенно в период от начала налива до созревания. Сибирские пшеницы полнее используют для роста и развития и повышенные дневные температуры, ускоряя свое развитие. Однако при дневных температурах 25 С и выше фотосинтез сибирских пшениц замедляется, и все температуры выше 30 С приводят к снижению урожая зерна.  
В период молочной и начале восковой спелости зерно пшеницы повреждается заморозками ниже 0°С. Морозобойное зерно имеет низкие посевные и технологические качества.

Яровая пшеница Сибири считается культурой влаголюбивой. За вегетационный период оптимальной влажностью почвы считается 70-100% ППВ. Большое значение имеет почвенный запас влаги в метровом слое перед посевом. Оптимальным считается запас влаги не менее 180 мм, при запасах 100 мм высокой урожайности добиться невозможно, так как эффективность минеральных удобрений резко снижается, а при запасе в 80 мм и ниже они практически не оказывают влияния на урожай.

Для прорастания семян пшеницы требуется 50-60% воды от массы абсолютно сухого семени. Твердая пшеница для прорастания семян требует воды на 5-7% больше. Транспирационный коэффициент мягкой пшеницы 415, а твердой - 406. Потребление воды по фазам роста изменяется в значительных размерах. Для нормального появления всходов требуется 5-7%, кущения 15-220%, выхода в трубку и колошения 50-60%, молочной спелости 20-30% и начала восковой спелости 3-5% к общему потреблению воды за вегетацию.

Период кущения - выхода растений в трубку - критический для яровой пшеницы. Недостаток влаги в почве в это время увеличивает количество бесплодных колосков, что часто наблюдается в Восточной Сибири. Даже обильные осадки в начале второй половины лета не могут исправить этого положения. В таких условиях пшеница ускоренно переходит от одной фазы к другой, и урожай резко снижается.

Яровая пшеница относится к культурам с повышенными требованиями к плодородию и гранулометрическому составу почвы. Корневая система у нее имеет слабую усвояющую способность, а вегетационный период интенсивного потребления питательных элементов очень короткий. Лучшими почвами для нее считаются структурные черноземные и каштановые, а также плодородныедернооподзолистые. На тяжелых глинистых и легких супесчаных почвах без внесения высоких норм удобрений она растет плохо.

Тип почвы и ее гранулометрический состав сильно влияют на глубину залегания и распространения корневой системы. Корни мягкой пшеницы больше распространяются вширь, а твердой -вглубь.  
При недостатке влаги в нижних слоях почвы рост корней в глубину прекращается. В Восточной Сибири основная масса узловых корней находится на глубине 30 см и предельная средняя глубина их проникновения редко превышает 40-50 см.

Особенностью яровой пшеницы являются относительная недружность и изреженность всходов. Причина этого в "чутком реагировании" на горизонтальную неравномерность распределения семян по глубине и недостаток увлажнения слоя почвы, в котором происходит процесс прорастания. На снижение полевой всхожести оказывают влияние повышенная кислотность, пораженность семян фузариозно-гельминтоспориозными гнилями, разнокачественность семян и их невыравненность, неравномерная плотность пахотного горизонта и т.д.  
Вследствие замедленного развития всходов и слабого кущения яровая пшеница сильно страдает от угнетения сорняками. Узловые корни хорошо развиваются только при наличии влаги на глубине узла кущения. Сухость почвы снижает не только развитие узловых, но и задерживает развитие зародышевых корней, что резко снижает урожай.

Вегетационный период яровой пшеницы в Сибири колеблется от 75 до 110 суток и состоит из нескольких межфазных периодов.  
Посев - всходы. Период колеблется от 11 до 18 суток в зависимости от увлажнения и температуры почвы. На ранних и сверхранних сроках посева (в конце апреля - начале мая) всходы появляются дольше (до 21-30 суток).  
Всходы - кущение. Обычно фаза кущения наступает на 10-15-е сутки. Среднесуточная температура в этот период колеблется в пределах 12-15 С.

На интенсивность кущения, кроме тепла и влаги, существенно влияет минеральное питание. На высоком агрофоне пшеница кустится лучше.  
На энергию кущения влияет и крупность зерна. Крупные семена дают большее число продуктивных побегов.

Кущение - колошение. К моменту развития 4-6 листьев начинается удлинение нижнего междоузлия. В зависимости от сорта и зоны возделывания яровой пшеницы этот период составляет 22-36 суток. Самым критическим для пшеницы в Восточной Сибири является отрезок времени в 15-20 суток перед цветением. Он чаще всего определяет высоту урожая. Позднеспелые сорта могут иметь этот период до 41 и более суток, а очень скороспелые - 25-28 суток.

Колошение - восковая спелость. Продолжительность периода колеблется от 29 до 44 суток. Колошение отмечается после появления одной трети колоса из влагалища верхнего листа. Через двое суток у пшеницы начинается цветение. В зависимости от размеров колоса и условий погоды цветение длится 4-12 суток. После его окончания через 1-2 суток прекращается рост стебля в длину, начинаются интенсивный рост зерновки в длину, наполнение и налив зерновки крахмалистыми веществами. Полная спелость у пшеницы в Восточной Сибири наступает при влажности зерна 20-22%. Зерно пшеницы очень чувствительно к заморозкам в начале созревания. Так, при тестообразной спелости заморозки в -2 С больше чем наполовину снижают всхожесть семян; в начале восковой спелости опасны заморозки силой - 2-4 С.

Яровая пшеница - растение длинного дня. При продвижении ее с севера на юг продолжительность вегетации удлиняется.

1.2. КЛИМАТ Среднедекадные осадки  и температура воздуха за сельскохозяйственный  сезон. Запасы влаги в почве

Пшеница относится к наиболее древней культуре. Ее возделывают свыше 6000 лет. На территории бывшего СССР пшеница была известна за 3-4тыс лет до н.э. В мировом земледелии пшеница занимает 1 место среди сельскохозяйственных культур. Площади ее возделывания свыше 240 млн. га.

Семена пшеницы начинают прорастать при температуре 1-2 ◦С, но прорастание идет медленно. Для дружного прорастания нужна более высокая температура (12-15◦С). При температуре 14-16◦С и наличии влаги в поверхностном слое почвы всходы появляются через 7-9 дней. Сумма эффективных температур за период посев – всходы составляет 100-140◦С.

Сильная пшеница в зимнее-весенний период чувствительна к низким температурам и резким ее колебаниям. Без снега сильная пшеница гибнет при температуре 16-18◦С. Яровая пшеница наибольшую устойчивость проявляет в самые лучшие фазы. Сорта мягкой пшеницы устойчивее к весенним заморозкам, чем твердой.

Сильная пшеница кустится осенью и весной. Усиленное кущение наблюдается при достаточной влажности и температуре 8-10◦С. Осенние осадки способствуют более высокому выходу зерна по сравнению с выходом соломы. Весенние осадки усиливают рост вегетативной массы и создают хорошие условия для появления новых побегов.

Наибольшая продуктивность этой культуры при влажности почвы 70-75% наименьшей влажности. Транспирационный коэффициент 400-500. Для прорастания семян мягкой пшеницы требуется 50-60% воды от массы сухого зерна; семенам твердой пшеницы требуется воды на 5-7% больше, так как они содержат больше белка. Транспирационный коэффициент мягкой пшеницы примерно равен примерно 415, а твердой 406. Наиболее благоприятна для растений влажность почвы в пределах 70-75% наименьшей влажности.

Сильная пшеница предъявляет высокие требования к почве, реакция которой должна быть нейтральной (рН 6-7,5). Наиболее высоки и устойчивые урожаи эта культура дает на плодородных, достаточно влажных и чистых от сорняков черноземах и темно-каштановых почвах. Большое влияние на урожайность оказывает влияние рельефа. Пониженные заболоченные места для нее неблагоприятны.

Яровая пшеница требовательна к наличию в почве легкодоступных питательных веществ, что объясняется ее сравнительно коротким периодом вегетации (75-115 дней).

Наиболее высокие требования к плодородию, чистоте и структуре почвы предъявляет твердая пшеница, которая лучше удается на почвах черноземистых и каштановых; для мягкой пшеницы особенно благоприятны все виды черноземов, каштановые, средне- и слабоподзолистые почвы.

Пшеница страдает от почвенной кислотности. Хорошие урожаи ее можно получить на слабокислотных и нейтральных (рН 6,0-7,5) почвах.

2. БИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ КУЛЬТУРЫ  И РАЙОНИРОВАННЫХ СОРТОВ

2.1. Отношение к теплу влаге, почвам, элементам питания, особенностям  роста и развития

Увеличение производства зерна и других сельскохозяйственных продуктов решается главным образом за счет дальнейшего повышения продуктивности пашни. Этому в больше степени способствует программирование урожаев. Программирование урожаев – разработка комплекса взаимосвязанных агротехнических и организационно-экономических мероприятий, своевременное и качественное выполнение которых обеспечит получение урожая заданного уровня с определенной вероятностью, наименьшими затратами и учетом всех требований окружающей среды.

Программирование урожаев предусматривает: определение величины потенциального урожая по приходу ФАР, определение величины действительно возможного урожая (ДВУ) по влагообеспеченности, выявление причин несоответствия между физическими получаемыми урожаями действительно возможными; расчет норм при внесении удобрений под расчетный урожай для каждого поля севооборота с учетом агрохимических показателей почвы и биологических особенностей культуры; Своевременное и качественное выполнение агротехнических мероприятий, предусмотренных технологической картой.

3.  ОБОСНОВАНИЕ СИСТЕМЫ АГРОТЕХНИЧЕСКИХ МЕРОПРИЯТИЙ, НЕОБХОДИМЫХ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ЗАПЛАНИРОВАННОГО УРОЖАЯ

3.1. Структура посевных площадей  и урожайность культуры. Определить  расчетную урожайность по влагообеспеченности

Часть солнечного луча, участвующая в фотосинтезе, называется фотосинтетически активной радиацией (ФАР). В продуктах фотосинтеза накапливается небольшая ее часть (0,8-1,0%). Отношение количества запасаемой в урожае (биомассе) энергии и количеству поглощенной растениями ФАР называют коэффициентом полезного действия КПД, по данным А.А. Ничипоровича, достигает 20%. Потенциальную урожайность (ПУ) можно рассчитать исходя из ниже приведенных показателей: 

Таблица 2 Расчет потенциальной урожайности по приходу ФАР

Для определения потенциальной урожайности по приходу ФАР можно пользоваться формулой:

где Убиол – урожайность абсолютно сухой биомассы с 1га, т/га;

Q – количество  фар за период вегетации, млрд  кДж/га;

Ka – коэффициент  использования ФАР посевами, %

q – калорийность  органического вещества единицы  урожая, кДж.

Для пшеницы

3.2. Место культуры в севооборотах

Годовые осадки не полностью используются растениями, часть из них стекают с талыми водами, испаряются с поверхности почвы, стекает во время обильного выпадения осадков с полей. По обобщенным данным % использования годовых осадков на различных по механическому составу почвах республики колеблется от 40 до 88%. Для среднесуглинистых почв этот коэффициент в среднем равен 0,7.

Показатель возможного урожая при определенной влагообеспеченности определяется:

где УДВУ – урожай абсолютно сухой биомассы, т/га;

W – количество  продуктивной влаги, мм;

KW – коэффициент  водопотребления, мм*га/т.

Наличие продуктивной влаги определяется по формуле:

,

где W – количество продуктивной для растений влаги, мм;

W0 – наличие  продуктивной влаги в почве  в период возобновления вегетации, мм;

OC – осадки  за весеннее-летний период, мм.

Для яровой пшеницы:

Для сильной пшеницы

3.3. Рациональная система удобрений

Таблица 3 Расчет удобрений на получение 4т зерна пшеницы, т/га