The object of the study is the treatment of wheat grain with an electromagnetic field (EMF) of extremely low frequencies (ELF), the subjects of the study are the quality indicators of wheat seed grain of the Shestopalivka variety 2019 and 2020 crops grown in the Odesa region. (Ukraine). Problematic issues in the treatment of wheat grain with ELF EMF are the rationale for the duration of treatment of grain and the frequencies of EMF that improves the quality of seeds. The studies used methods of laboratory determination of seed quality indicators, calculation of statistical characteristics of the length of sprouts, and graphical methods for interpreting the results of studies. The studies substantiated the modes of treatment wheat grain with ELF EMF, which improves the quality of seeds and reduces the energy intensity of treatment. The effect of the duration of grain treatment and the frequency of EMF on the germination and characteristics of the length of seed shoots was studied. It has been established that, compared with untreated grain, the treatment of grain with an EMF with a frequency of 30 Hz, a magnetic induction of 10 mT for 6 minutes increases grain germination by 2–3 %, gives longer and 1.44–1.53 times more uniformly sprouted sprouts. Treatment within 60 min. reduces up to 9 % the germination of grain, the size of the shoots, increases their unevenness in length. The effect of seed germination activation by EMF treatment increases after 19 days of storage. Treatment of wheat grain in 2019 with ELF EMF at a frequency of 15–17 Hz with a magnetic induction of 10 mT for 6 min. changes germination within ±3 % control. The germination of the treated grain of wheat in 2020 of the crop decreases relative to the control to 13 % (with the exception of the frequency of 16.5 Hz, at which it did not change). Thus, the treatment of wheat grain with EMF makes it possible to influence the quality of seed grain. The results obtained encourage further research with a wider range of regime parameters and areas of wheat cultivation.
Анотація. Для України пшениця є важливою зерновою культурою, що покриває велику частину продовольчого забезпечення, підвищує економіку країни шляхом експорту зерна, а також використовується на кормові та технічні потреби. У статті наведено результати аналітичних досліджень динаміки та трендів змін посівних площ, врожайності, валового збору, показників якості зерна пшениці в Україні у період 2000–2019 рр. та чинників, що них впливають. Предметами досліджень були статистичні дані з посівних площ, внесення добрив, урожайності, валового збору та якості зерна пшениці, зібрані зі статистичних бюлетенів та збірників Держстату України, літературних даних, а також власних даних із зернозаготівельних підприємств півдня Одеської та Миколаївської областей. Результати проведених аналітичних досліджень показали, що у період 2000–2019 рр. щорічні площі посіву пшениці коливалися при загальній тенденції до збільшення площ посіву. Однак, уже з 2008 р., коли була засіяна найбільша площа під пшеницю (7116,3 тис. га), подальший тренд став негативним, тобто площа під пшеницю поступово зменшувалась і в 2019 р. склала 6683,5 га. За досліджений період відбувались хвилеподібні зростання врожайності з 1,98 до 4,36 т/га та валового збору пшениці з 10,2 до 28,2 тис. т. Однак, поряд з цими тенденціями, відмічено погіршення якості зерна пшениці за деякими показниками. Так, у 2004–2019 рр. середня натура пшениці по країні була від 770 до 808 г/л, що задовольняє вимогам більшості експортних контрактів, які коливаються у межах 750…770 г/л на партію. За даними підприємств півдня України у 2019 році спостерігалося надходження окремих партій пшениці з натурою 670 г/л. Пшениця цього періоду вирізнялась високим показником числа падіння, яке було в межах 292…380 с (за виключенням 2004 та 2015 рр. з найменшими значеннями, відповідно 226 та 286 с). Зростання числа падіння пов’язане, у першу чергу, з кліматичними умовами та сушінням свіжозібраного врожаю. Вміст білка з певними коливаннями суттєво не змінювався та був у межах 11,3…13,0 %. За даними підприємств нині все частіше зустрічаються партії пшениці 4 класу зі значенням білка 9,2…10,0 %, у них найчастіше збільшений вміст пошкоджених клопом-черепашкою зерен — до 5…6 %. Класоутворюючий показник «вміст клейковини» змінювався у межах 21,6…26,9 %. Порівняння співвідношення «клейковина – білок» показало, що його значення, коливаючись у окремі роки, знаходилось у межах 1,8…2,1, що свідчить про нестабільність виходу клейковини по відношенню до вмісту білка. Треба відмітити, що щорічно виділяються певні «проблематичні зони» стосовно зміни якості зерна пшениці за окремими показниками. Таким показником у 2019 р. є низька натура пшениці, за якою зерно доводиться переводити до 4-го класу. Актуальним та маловивченим питанням залишається формування партій пшениці на експорт з використанням некондиційного за деякими показниками зерна.
The results of studies of the quality of food and non-food grain of wheat from the southern regions of Ukraine in 2016 harvest are presented. The indicators of the quality of wheat grain were determined, the uniformity of their distribution in different classes of wheat was assessed, the content of protein fractions of the gluten complex and the molecular weights of individual protein structures were determined. It was found that the studied 13 samples of wheat grain had the following quality indicators: moisture content 9.4 ... 13.5%, bulk density 731 ... 814 g/l, protein content 10.1 ... 13.2%, gluten content 16.4 ... 25.6%, gluten quality 50 ... 110 units of the IDK device, falling number 311 ... 493 s, grain admixture 1.2 ... 10.5%, grains damaged by a wheat bug, 0.1 ... 10.1%. It was noted that the bulk density of all samples of wheat of 2 ... 6 classes exceeded the standard values in each class. In terms of protein content, 2 from 3 samples of class 5 wheat and 1 from 2 samples of 6 class exceeded the standard value of class 3 wheat (≥11.0%). The same was observed for these samples and for the gluten content (≥18%). Almost all grain samples, except for 2 samples of the 5th class and 2 samples of the 6th class, met the requirements of wheat of the 2nd class (45 ... 100 units device VDK). The falling number of all samples was high and significantly exceeded the normalized value (180 s), even for class 2 wheat. It was found that the uniformity of the distribution of individual quality indicators in different classes of wheat grain by the coefficient of variation is not the same. Such indicators of grain quality as moisture content, bulk density and protein content in different samples of the south of Ukraine in 2016 harvest fluctuated weakly (V≤10%), in terms of the amount of gluten and the falling number fluctuations were average (10% ≤V≤20%). Fluctuations in the content of grain impurities and grains damaged by the wheat bug are big (V≥20%). For the last indicator, fluctuations relative to the average are very large and exceed 120 %. This indicates that in different areas where wheat was grown, the infestation by the wheat bug was very different. It was shown that regardless of the total amount of protein determined by the Infratec FOSS express analyzer, four protein fractions of the gluten complex (albumins, globulins, gliadins and glutenins) are present in all grain classes, and the molecular weights of the protein structures of the main fractions are within small limits, which are in kDa - for albumins and globulins 20...30, gliadins 27.. 100 and glutenins 30...35. It was noted that in the varietal wheat "Chernobrova" albumins and globulins have a slightly higher molecular weight (30...40 kDa) than in non-varietal wheat.
In Ukraine, the gross harvest of grain, including wheat, is growing from year to year. However, along with this, there is a steady tendency towards deterioration in the technological properties of wheat grain: the share of food grain is reduced in comparison with non-food wheat. That is why an important yet little studied issue is how to form export consignments with the use of grain which is substandard by some quality indicators. Primarily, this relates to class 4 non-food wheat grain. In the work, the changes and reproducibility of the quality indicators of consignments formed from different quantities of class 4 wheat of different quality have been studied. It has been shown that export consignments of food wheat can be formed from local batches of non-food wheat. On analysing their class-making characteristics, the quantitative and qualitative parameters have been determined for 11 samples of class 4 soft wheat (harvested in 2019) selected at enterprises of the Odessa Region, and for batches of export wheat formed from these samples by mixing. It has been shown that mixing individual local batches of wheat grain, which belong to class 4 by their quality characteristics, makes it possible to obtain export consignments of wheat conforming to the food class standards. It has been established that the more local batches are mixed, the greater are the differences between the calculated weighed average quality indicators and the experimentally obtained values of the same parameters. The class-making parameters “quantity and quality of gluten” do not always obey the law of mixing 2–4-component mixtures, and can behave in a most unpredictable way. This applies mainly to consignments formed on the basis of local batches where a lot of grains are damaged by the sunn pest. The rest of the quality parameters, though different from the calculated data, are within the tolerance limits for each parameter. It has also been shown that from non-food wheat grains (class 4), by using linear programming methods implemented in the Microsoft Excel spreadsheet, one can obtain the optimal export consignments satisfying all the requirements for food wheat quality (class 3). Thus, exporting enterprises, due to the difference in prices, can receive additional profit. When a consignment is formed, the calculated quality parameters can sometimes differ from the final quality characteristics needed for the intended purpose of the export consignment. Therefore, it is not only necessary to calculate the weighed averages of the consignment quality, but also to form a test batch and experimentally determine its quality indicators in the laboratory, because some of them can deviate towards better quality as well as towards deterioration.
Анотація. Пшениця до цього часу залишається основним продуктом харчування у більшості країн світу для великої кількості населення. Важливу роль при визначенні якості пшениці відіграє клейковина, кількість та якість якої є одними з ціноутворюючих показників при закупівлі партій продовольчої пшениці, і тому дуже важливо швидко та достовірно визначати ці показники ще в період заготівлі зерна. На сьогодні кількість і якість клейковини визначають ручним відмиванням водою та механічними способом з використанням для відмивання води або розчину NaCl. Основним недоліком ручного методу є залежність результатів визначення кількості та якості від людського фактора. У механічних способах це виключено, але вони потребують коштовного лабораторного обладнання і, крім того, як показала практика, їх результати часто не співпадають з ручним відмиванням клейковини. Метою роботи було порівняння значень кількості та якості клейковини, отриманих ручним та механічним відмиванням. Предметом досліджень були 20 зразків пшениці врожаю 2018 р. 2, 3, 5 та 6 класів з вмістом білка у межах 10,3…14,0 %. Зразки було обрано в основному продовольчої пшениці, оскільки вміст клейковини для 5-6 класів не нормується. Визначення кількості та якості клейковини у зразках пшениці було проведено ручним методом за ГОСТ 13586.1-68. Відмивання клейковини механічним методом проводили на приладі Glutomatic 2200. Кількість клейковини визначали як відношення маси відмитої сирої клейковини до маси проби, взятої для відмивання, виражене у відсотках. Якість клейковини (реологічних властивостей) визначали за двома показниками: індексом деформації клейковини (ІДК), відмитої ручним методом та на приладі Glutomatic 2200 з використанням для відмивання води; за показником Індекс клейковини за Пертеном (ІКП) для клейковини, відмитої механічним методом. На основі проведених експериментальних досліджень показано, що спостерігається досить велика різниця отриманих результатів визначення за різними методами кількості та якості клейковини, що може призвести до значних розбіжностей при визначенні класоутворюючих показників якості зерна пшениці у різних лабораторіях і, як наслідок, до некоректного визначення класу зерна пшениці. Показано, що діючий метод визначення клейковини ручним відмиванням доцільно залишити для користування на підприємствах, які не є експортерами, а механічне відмивання клейковини впровадити на підприємствах-експортерах, у яких укладено контракти з показником якості глютеном, визначеним механічним методом. Взаємодію між такими підприємствами можна узгоджувати за допомогою корегувальної таблиці.
scite is a Brooklyn-based organization that helps researchers better discover and understand research articles through Smart Citations–citations that display the context of the citation and describe whether the article provides supporting or contrasting evidence. scite is used by students and researchers from around the world and is funded in part by the National Science Foundation and the National Institute on Drug Abuse of the National Institutes of Health.
hi@scite.ai
10624 S. Eastern Ave., Ste. A-614
Henderson, NV 89052, USA
Copyright © 2024 scite LLC. All rights reserved.
Made with 💙 for researchers
Part of the Research Solutions Family.