ZESZYTY NAUKOWE
UNIWERSYTETU
PRZYRODNICZEGO
WE WROCŁAWIU
NR 565
ROZPRAWY CCLIV
MAREK LISZEWSKI
THE RESPONSE OF TWO FORMS
OF FEED SPRING BARLEY
TO DIFFERENT CULTIVATION SYSTEMS
DEPARTMENT OF CROP PRODUCTION
MAREK LISZEWSKI
REAKCJA DWÓCH FORM JĉCZMIENIA JAREGO
PASTEWNEGO NA ZRÓĩNICOWANE
TECHNOLOGIE UPRAWY
KATEDRA SZCZEGÓŁOWEJ UPRAWY ROĝLIN
Opiniodawca
prof. dr hab. Jerzy Pudełko
Redaktor merytoryczny
prof. dr hab. inĪ. Zofia Spiak
Opracowanie redakcyjne mgr ElĪbieta Winiarska-Grabosz Korekta Janina Szydłowska Łamanie Halina Sebzda Projekt okładki GraĪyna Kwiatkowska
© Copyright by Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu, Wrocław 2008 Utwór w całoĞci ani we fragmentach nie moĪe byü powielany ani rozpowszechniany
za pomocą urządzeĔ elektronicznych, nagrywających i innych bez pisemnej zgody posiadacza praw autorskich
ISSN 1897–208X ISSN 1897–4732
WYDAWNICTWO UNIWERSYTETU PRZYRODNICZEGO WE WROCŁAWIU Redaktor Naczelny – prof. dr hab. Andrzej Kotecki
ul. Sopocka 23, 50–344 Wrocław, tel./fax 071 328–12–77 e-mail: wyd@up.wroc.pl
Nakład 100 + 16 egz. Ark. druk. 6,75 Druk i oprawa: Wydawnictwo Tekst Sp. z o.o.
SPIS TRE
ĝCI
1.WSTĉP ... 7
2.PRZEGLĄD PIĝMIENNICTWA ... 9
Wpływ nawoĪenia azotem na produkcyjnoĞü i jakoĞü plonu ziarna jĊczmienia ... 10
Znaczenie ochrony roĞlin w uprawie jĊczmienia jarego ... 14
Wpływ warunków zbioru na jakoĞü ziarna ... 20
JakoĞü ziarna ... 20
3. CEL BADAē ... 28
4. OPIS DOĝWIADCZEē ... 29
DoĞwiadczenie A ... 29
DoĞwiadczenie B ... 30
5. METODYKA I ZAKRES BADAē ... 31
BADANIA LABORATORYJNE ... 32
6.WYNIKI BADAē ... 34
6.1. Wzrost i rozwój jĊczmienia na tle przebiegu pogody ... 34
6.2. Zachwaszczenie ... 40
6.3.ZdrowotnoĞü roĞlin ... 43
6.4.Ocena stanu odĪywienia roĞlin miernikiem SPAD 502 ... 45
6.5.Elementy struktury plonu ... 49
6.6.Plon ziarna ... 52
6.7.Skład chemiczny ziarna ... 52
6.8.Plon białka ogółem i wartoĞü energetyczna ziarna ... 58
6.9. Ocena jakoĞciowa ziarna ... 59
6.9.1.Cechy towaroznawcze ziarna ... 59
6.9.2.ZawartoĞü frakcji białka i skład aminokwasowy ... 62
6.9.3.ZawartoĞü frakcji wĊglowodanów ... 65
6.9.4.WilgotnoĞü ziarna podczas zbioru ... 67
6.9.5. ZdrowotnoĞü ziarna po zbiorze ... 68
6.9.6. WartoĞü uĪytkowa ziarna siewnego ... 70
6.10. Wpływ warunków przechowywania na cechy jakoĞciowe i zdrowotnoĞü ziarna . 72 6.11. WartoĞü browarna jĊczmienia ... 79
7.DYSKUSJA ... 86
8.WNIOSKI ... 95
1. WST
ĉP
ZboĪa to surowiec strategiczny w gospodarce Ğwiatowej i krajowej [JaĞkiewicz i Sułek 2004], a ich znaczenie wynika miĊdzy innymi z wielokierunkowego wykorzysta-nia ziarna. Obok zuĪycia na cele konsumpcyjne jest ono stosowane na szeroką skalĊ wĪywieniu zwierząt. Stanowi równieĪ surowiec do produkcji piwa, spirytusu i skrobi. Kierunki uĪytkowania wyznaczają wymagania jakoĞciowe oraz decydują o wielkoĞci i strukturze zapotrzebowania na ziarno zbóĪ. Pomimo spadku pogłowia zwierząt w ostatnich latach w Polsce – w strukturze zagospodarowania ziarna zbóĪ dominuje wykorzystanie na paszĊ (71,1% w 2006 r.). W ostatnich latach wprowadzono zboĪo-chłonne technologie produkcji zwierzĊcej, ograniczając tucz trzody chlewnej oparty na ziemniakach. Pasze przemysłowe dla drobiu stanowią około 70% ogólnej produkcji pasz, natomiast 70% pasz dla trzody chlewnej wytwarza siĊ systemem gospodarskim, stosując własne zboĪa uzupełniane koncentratami paszowymi [JaĞkiewicz i Sułek 2004]. NajwiĊkszą dynamiką zmian po transformacji ustrojowej w roku 1989 wyróĪnia siĊ przetwórstwo zbóĪ. Popyt na ziarno przemysłowe wynika z jego wykorzystania do pro-dukcji spirytusu (Īyto), słodu (jĊczmieĔ) i skrobi (pszenica). Ostatnio zmniejsza siĊ zainteresowanie wysokoprocentowymi wyrobami spirytusowymi, natomiast wzrost konsumpcji piwa powoduje zwiĊkszenie zapotrzebowania na jĊczmieĔ do produkcji słodu [Klepacki 2002]. Nowym kierunkiem przemysłowego zagospodarowania zbóĪ jest przerób na produkty nieĪywnoĞciowe, miĊdzy innymi wypełniacze tworzyw biodegra-dowalnych [Kozera 2003]. Pojawia siĊ takĪe zainteresowanie wykorzystaniem ziarna zbóĪ, w tym Īyta, do produkcji bioetanolu [Kisiel 1999].
JĊczmieĔ, obok pszenicy, naleĪy do najstarszych zbóĪ. W ciągu tysiącleci uprawy był wykorzystywany na wiele róĪnych sposobów: stanowił paszĊ dla zwierząt, był pod-stawowym składnikiem poĪywienia, stosowano go jako Ğrodek leczniczy w chorobach ludzi i zwierząt oraz jako pieniądz w rozlicznych transakcjach [Gąsiorowski 1997]. Jeszcze w XVIII w. w Europie jĊczmieĔ stanowił zboĪe chlebowe. Jednak dzisiaj juĪ prawie zapomniano o jĊczmieniu jako surowcu do produkcji chleba. W krajach biedniej-szych, zwłaszcza w Europie ĝrodkowej i Wschodniej, jest on wykorzystywany jako surowiec do produkcji kaszy [Kawka i Gąsiorowski 1993, Pecio 2002]. RównieĪ w Polsce w strukturze spoĪycia kasz dominują kasze jĊczmienne (mazurska, wiejska, perłowa) [Górska-Warsewicz 2002]. Ziarno jĊczmienia jest takĪe jednym z podstawowych surow-ców stosowanych do produkcji ĪywnoĞci typu RTE (Ready To Eat), tzw. gotowe do spoĪycia produkty zboĪowe [Makowska 2002]. Specyficznym kierunkiem wykorzysta-nia ziarna jĊczmiewykorzysta-nia jest produkcja słodu. Słód jest nastĊpnie uĪywany w przemyĞle fer-mentacyjnym, cukierniczym, farmaceutycznym i innych. NajwiĊkszą jego iloĞü wyko-rzystuje siĊ w przemyĞle piwowarskim. Do produkcji słodu na potrzeby browarnictwa najbardziej odpowiedni jest jĊczmieĔ jary dwurzĊdowy. W Polsce w 2005 roku
wyprodukowano 31,6 mln hl piwa, a Ğrednie spoĪycie tego napoju wyniosło 80,7 l na mieszkaĔca (GUS 2006). Oprócz przedsiĊbiorstw produkujących paszĊ, ĪywnoĞü i słód wykorzystują jĊczmieĔ teĪ branĪe zajmujące siĊ produkcją skrobi, alkoholu etylowego, glukozy, maltozy i ȕ-amylazy [Gąsiorowski 1997].
ZwiĊkszaniu siĊ populacji ludzkiej towarzyszą zmiany w Īywieniu. Rosnący w wielu krajach poziom Īycia objawia siĊ miĊdzy innymi zwiĊkszonym popytem na miĊso, a wiĊc równieĪ na zboĪa paszowe. W krajach rozwiniĊtych przeznacza siĊ na cele pa-szowe 50–90% jĊczmienia [Gąsiorowski 1997, Klepacki 2002]. JĊczmieĔ jest głównym zboĪem pastewnym takĪe w naszym kraju, szczególnie cenionym w Īywieniu trzody chlewnej i drobiu. Zawiera od 10 do 16% białka, ustĊpując pod tym wzglĊdem tylko pszenicy, a wyróĪnia siĊ mniejszą zawartoĞcią substancji nieĪywieniowych. DziĊki sto-sunkowo duĪej zawartoĞci kwasu palmitynowego i stearynowego wywiera korzystny wpływ na smakowitoĞü, konsystencjĊ oraz trwałoĞü produktów zwierzĊcych (miĊsa, słoniny, mleka i masła). Zastosowanie ziarna jĊczmienia w mieszankach pasz dla drobiu jest jednak ograniczone, gdyĪ jego wiĊkszy udział powoduje biegunki i spadek przyrostu tuszek. Odpowiedzialny za to jest β-glukan, składnik włókna jĊczmienia, który stanowi główny nieskrobiowy polisacharyd wystĊpujący w Ğcianach komórkowych endospermu. β-glukan nie ulega trawieniu w przewodzie pokarmowym drobiu, a wysoka lepkoĞü treĞci pokarmowej w jelitach, wywołana jego obecnoĞcią, hamuje wchłanianie składni-ków pokarmowych [Boros 1997].
Obecnie jĊczmieĔ, obok owsa, zaczyna zyskiwaü na znaczeniu jako zboĪe szeroko stosowane w Īywieniu człowieka, nie tylko zdrowego, ale równieĪ jako zboĪe profilak-tyczne z uwagi na jego walory fizjologiczno-Īywieniowe. JĊczmieĔ reguluje bowiem: zaburzenia gospodarki tłuszczowej, zaburzenia gospodarki wĊglowodanowej (przy cu-krzycy), obronĊ organizmu przed chorobami, zwłaszcza chorobami zakaĨnymi. W ostat-nich latach wzrasta zainteresowanie jĊczmieniem z uwagi na zawartoĞü ȕ-glukanów (wĊglowodanów nieskrobiowych), którym przypisuje siĊ dobroczynne działanie na or-ganizm ludzki. Przykładem jest hiposterolemia (główny czynnik ryzyka miaĪdĪycy), która moĪe byü skutecznie zwalczana przez odpowiednią dietĊ z udziałem przetworów zboĪowych bogatych w β-glukany [Kawka i Gąsiorowski 1993].
W Polsce powierzchnia zasiewów jĊczmienia w 2006 r. wyniosła 1220 tys. ha (w tym 1066 tys. ha zajmował jĊczmieĔ jary) [GUS 2007]. Zebrano 2 663 tys. t jĊczmie-nia, a Ğredni plon ziarna wyniósł 2,50 t ha-1. Obecnie około 71% zbiorów jĊczmienia
przeznacza siĊ na paszĊ, prócz tego jĊczmieĔ wykorzystywany jest w przemyĞle kaszar-skim oraz browarniczym. Polska jest per saldo importerem zbóĪ, w tym jĊczmienia. Pod wzglĊdem wielkoĞci importu zajmuje on drugą pozycjĊ po pszenicy [Klepacki 2002].
2. PRZEGL
ĄD PIĝMIENNICTWA
Zasadniczym kryterium wyboru odmiany do uprawy jest przeznaczenie ziarna. Inne są bowiem oczekiwania od odmian przeznaczanych na paszĊ i róĪnią siĊ one w odnie-sieniu do ziarna przeznaczonego dla kaszarni, na cele młynarsko-piekarskie lub browar-ne [Behnke 1998]. W pierwszym przypadku oczekiwana bĊdzie przede wszystkim wy-soka plennoĞü oraz korzystne inne cechy jakoĞciowe (np. zawartoĞü białka i jego skład aminokwasowy), w pozostałych zaĞ – zasadnicze znaczenie mają odpowiednie właĞci-woĞci przerobowe i technologiczne ziarna [Klockiewicz-KamiĔska 1998, Korol 2000, Kawka 2005].
Aktualnie w rejestrze znajduje siĊ 50 odmian jĊczmienia jarego: 29 odmian typu browarnego i 21 typu pastewnego. Ponad połowa obecnie zarejestrowanych odmian jĊczmienia jarego została wpisana do rejestru w latach 2000–2005, przy czym były to głównie odmiany browarne. Najnowsze odmiany łączą bardzo dobrą wartoĞü browarną z wysoką plennoĞcią. W grupie odmian pastewnych dominują odmiany starsze, zareje-strowane przed rokiem 1999. WiĊkszoĞü z nich cechuje siĊ wyraĨnie juĪ gorszą warto-Ğcią gospodarczą. W latach 2002–2004 nie wpisano do krajowego rejestru Īadnej od-miany z tej grupy, natomiast w latach 2005–2007 wpisano siedem odmian, dziĊki któ-rym osiągniĊto istotny postĊp hodowlany w zakresie plennoĞci [COBORU 2007].
Na cele paszowe moĪna uprawiaü wszystkie odmiany zarówno pastewne, jak i bro-warne. Dla celów browarnych zastosowanie mają tylko odmiany browarne, przy czym im wyĪsza jest ich wartoĞü browarna, tym wiĊksza szansa uzyskania w danym sezonie wegetacyjnym ziarna o poĪądanych cechach technologicznych. JakoĞü ziarna jĊczmienia zaleĪy od wielu czynników agrotechnicznych [Fatyga i in. 1993a, Noworolnik i in. 2002, Noworolnik i LeszczyĔska 2004b], warunków zbioru [Konieczna i in. 2002, Sadowska 2006] i przechowywania [Narkiewicz-Jodko 1986, Narkiewicz-Jodko i in. 2004], oraz od jego zdrowotnoĞci [Pląskowska i in. 2001]. W piĞmiennictwie moĪna znaleĨü wiele opracowaĔ dotyczących wpływu róĪnych czynników agrotechnicznych na elementy struktury plonu zbóĪ, jak i zajmujących siĊ zaleĪnoĞcią plonu od poszczególnych jego komponentów [Fatyga i in. 1995, Liszewski 1998, 1999, 2006, Liszewski i Chrzanow-ska-DroĪdĪ 1995, 1999, 2001, Noworolnik 2001, Noworolnik i LeszczyĔska 2004]. Rzadko jednak prezentowane są w literaturze prace nad wpływem róĪnych technologii uprawy na te cechy [Harasim i Noworolnik 2000, Koziara i in. 1998, Kozłowska- -PtaszyĔska 1998, Liszewski i Szybiga 2002, Noworolnik 1999]. Niewiele jest takĪe prac z zakresu wpływu technologii na jakoĞü ziarna jĊczmienia [Harasim i Noworolnik 1998, Narkiewicz-Jodko i in. 2003, Pecio i Kubsik 2005].
EfektywnoĞü zarówno nawoĪenia mineralnego, jak i poszczególnych czynników agrotechnicznych jest uzaleĪniona od warunków siedliskowych, właĞciwoĞci odmian zbóĪ oraz kierunku uĪytkowania [Fatyga i in. 1993b, Szmigiel i Oleksy 1998]. Ponadto
wystĊpuje współdziałanie miĊdzy poszczególnymi czynnikami agrotechnicznymi i sie-dliskowymi. Dlatego optymalne technologie produkcji i dobór odmian, pozwalające uzyskaü maksymalny plon o najwyĪszej jakoĞci, powinny byü dostosowane do ĞciĞle okreĞlonych warunków siedliskowych [Noworolnik 2001].
W uprawie zbóĪ podstawowe znaczenie plonotwórcze i plonochronne mają nawozy i pestycydy [SzempliĔski i RzepiĔski 1998]. Pełna skutecznoĞü nawoĪenia mineralnego ujawnia siĊ tylko wtedy, gdy inne czynniki warunkujące jego działanie zostaną ukształ-towane optymalnie (m.in. ochrona roĞlin).
Wpływ nawo
Īenia azotem na produkcyjnoĞü i jakoĞü plonu ziarna
jĊczmienia
Azot, ze wszystkich składników pokarmowych, najsilniej wpływa na wzrost i plo-nowanie roĞlin. WielkoĞü jego dawki i sposób aplikacji (podział całkowitej dawki azotu na czĊĞci) istotnie wpływają takĪe na zawartoĞü i jakoĞü białka w ziarnie. Prawidłowy podział całkowitej dawki azotu pozwala na dostarczenie tego składnika roĞlinom w za-leĪnoĞci od ich potrzeb i korzystnie wpływa na cechy iloĞciowe i jakoĞciowe plonu.
Wpływ nawoĪenia azotem na plonowanie zbóĪ, w tym jĊczmienia jarego był przed-miotem wielu badaĔ [Fatyga i in. 1995, Liszewski i Chrzanowska-DroĪdĪ 1995, Liszewski 1998, Liszewski i BłaĪewicz 2001, Noworolnik i LeszczyĔska 2000]. WiĊk-szoĞü z nich wykonano z odmianami oplewionymi, a znacznie mniej z odmianami nago-ziarnistymi [Szmigiel i Oleksy 2005]. Dodatni wpływ wzrastającego poziomu nawoĪenia azotem na plon ziarna jĊczmienia jest najczĊĞciej efektem zwiĊkszania siĊ liczby kłosów wskutek lepszego rozkrzewienia produkcyjnego roĞlin [LeszczyĔska i Noworolnik 1998]. Makroelement ten nie tylko dodatnio wpływa na rozkrzewienie produkcyjne roĞlin, lecz czĊsto takĪe na liczbĊ ziaren w kłosie, co jest dodatkowo waĪnym czynni-kiem plonotwórczym. Jednak zbyt wysokie dawki nawoĪenia azotem wpływają na zmniejszenie liczby ziaren w kłosie, poniewaĪ wzrost krzewienia produkcyjnego powo-duje koniecznoĞü odĪywienia przez roĞlinĊ wiĊkszej iloĞci ziarniaków. Pogarsza siĊ równoczeĞnie celnoĞü ziarna, czyli zmniejszeniu ulega udział frakcji ziaren dorodnych [BłaĪewicz i Liszewski 2003].
NawoĪenie azotem wpływa na wzrost masy ziarna z kłosa, jeĞli w okresie wegetacji wystĊpują niedobory wody. Gdy opady w tym czasie są obfite i równomiernie rozłoĪone, uzyskuje siĊ wiĊkszą liczbĊ kłosów na 1 m2, a jednoczeĞnie mniejszą masĊ ziarna z kłosa
[Fatyga i in. 1995].
Wpływ nawoĪenia azotem na wystĊpowanie chorób zaleĪy w duĪej mierze od okresu jego stosowania. Zbyt wysokie nawoĪenie tym składnikiem pokarmowym we wczeĞniej-szych fazach rozwojowych prowadzi do nadmiernego krzewienia, a w nastĊpstwie do-chodzi do zagĊszczenia łanu, co sprzyja nasileniu wystĊpowania chorób na czĊĞciach wegetatywnych roĞlin, a takĪe na ziarnie [Liszewski i in. 2004, Pląskowska i in. 2001]. DuĪe dawki nawozu azotowego sprzyjają wyleganiu roĞlin, dlatego w uprawie jĊczmie-nia jarego zaleca siĊ, aby dawki powyĪej 50 kg N ha-1 dzieliü w celu zmniejszenia
nie-bezpieczeĔstwa wylegania roĞlin [SłaboĔski 1985]. Stosowanie podwyĪszonych dawek azotu znacznie zwiĊksza skłonnoĞü do wylegania, zwłaszcza na glebach kompleksów
pszennych. Dla takich gleb dawka krytyczna to 60 kg N ha-1 [Szymczyk 1979]. Przy wysokim nawoĪeniu azotem wskazane jest zastosowanie retardanta.
EfektywnoĞü nawoĪenia azotem zaleĪy od opadów, zasobnoĞci gleby w składniki pokarmowe oraz od odmiany. Czynniki te mogą wpłynąü na plon i elementy jego struk-tury, niezaleĪnie od zastosowanej dawki tego składnika pokarmowego [SłaboĔski 1985]. W badaniach Liszewskiego i BłaĪewicza [2001] z dwiema odmianami browarnymi jĊczmienia (Rudzik i Brenda) uprawianymi na glebie kompleksu pszennego dobrego istotny przyrost plonu stwierdzono po zastosowaniu 40 kg N ha-1. Dalszy wzrost dawek azotu do 60 oraz 80 kg powodował kaĪdorazowo istotny przyrost plonu. O wykorzysta-niu azotu decyduje takĪe przebieg pogody (suma opadów). W bardzo suchym sezonie 2000 r. autorzy [BłaĪewicz i in. 2003], w doĞwiadczeniu z tymi samymi odmianami browarnymi (Rudzik i Brenda), uzyskali istotny przyrost plonu ziarna tylko przy nawo-Īeniu dawką 40 kg N ha-1
i wyniósł on zaledwie 9,3% w odniesieniu do obiektu kontrol-nego (bez nawoĪenia azotem).
Spychaj-Fabisiak i in. [2005] uzyskali istotny wzrost plonu ziarna u odmiany Maresi po zastosowaniu dawki 60 kg N ha-1 na kompleksie Īytnim bardzo dobrym. Na glebie kompleksu Īytniego dobrego nawoĪenie azotem w wysokoĞci 90 kg ha-1(60 kg przed-siewnie + 30 kg w fazie strzelania w ĨdĨbło) okazało siĊ optymalne dla uzyskania wyso-kich plonów jĊczmienia [Fatyga i in. 1995].
W wielu dotychczas przeprowadzonych doĞwiadczeniach stwierdzono współdziała-nie miĊdzy odmianami a poziomem nawoĪenia mineralnego [Noworolnik i LeszczyĔska 2002, Noworolnik i in. 2004]. W polskojĊzycznej literaturze naukowej niewiele jest prac dotyczących nawoĪenia pierwszej zarejestrowanej nagoziarnistej odmiany jĊczmienia jarego Rastik. Noworolnik i LeszczyĔska [2002] w badaniach wazonowych wykazali, Īe nagoziarnista odmiana Rastik nie róĪni siĊ wyraĨnie reakcją na nawoĪenie azotem od odmian form oplewionych. Dzieląc badane odmiany na słabiej i silniej reagujące na azot, odmianĊ Rastik autorzy zaliczyli do tej pierwszej grupy. Dodatni wpływ stosowania azotu na plon jĊczmienia był efektem zwiĊkszania siĊ liczby kłosów wskutek lepszego rozkrzewienia produkcyjnego roĞlin. Noworolnik i in. [2004] badali w warunkach polo-wych wpływ nawoĪenia azotem (w zakresie dawek: 30, 60, 90) na plonowanie trzech odmian jĊczmienia jarego, w tym oplewionych – Rataj i Rodion oraz nagoziarnistej odmiany Rastik. DoĞwiadczenia zostały załoĪone w róĪnych rejonach kraju na glebach kompleksów: pszennego dobrego, Īytniego bardzo dobrego i Īytniego dobrego. W hipotezie roboczej zakładano słabszą reakcjĊ na nawoĪenie N nagoziarnistej odmiany Rastik w stosunku do odmian oplewionych, z uwagi na wiĊkszą wysokoĞü roĞlin, mniej-szą odpornoĞü na wyleganie i choroby. Cechy te bowiem ograniczają efektywnoĞü du-Īych dawek azotu. Odwrotnie moĪe natomiast wpływaü na efektywnoĞü nawoĪenia N mniejsza zdolnoĞü odmiany Rastik do krzewienia siĊ, stwierdzona w warunkach kontro-lowanych [Noworolnik i LeszczyĔska 2002]. W badaniach ze starszymi odmianami tego gatunku obserwowano niejednakowy wpływ stosowania azotu na plon ziarna w zaleĪno-Ğci od takich włazaleĪno-ĞciwozaleĪno-Ğci odmian, jak: podatnoĞü na wyleganie i choroby, zdolnozaleĪno-Ğci do krzewienia siĊ, jakoĞci gleby i terminu siewu. WiĊkszą efektywnoĞü duĪych dawek N (80–100 kg ha-1) uzyskano u odmian odporniejszych na wyleganie i choroby oraz słabiej krzewiących siĊ, uprawianych w gorszych warunkach glebowych (kompleks Īytni dobry) i przy umiarkowanym opóĨnieniu terminu siewu. Zgodnie z
przypuszcze-niami autorów nagoziarnista odmiana jĊczmienia jarego reagowała na zwiĊkszenie da-wek azotu słabszym wzrostem plonu ziarna od odmian oplewionych. Dotyczyło to głównie reakcji na dawkĊ 60 kg N ha-1
na glebach kompleksu pszennego dobrego. Od-miana Rastik wyróĪniała siĊ natomiast dodatnią reakcją na dawkĊ 90 kg N ha-1
w gor-szych warunkach glebowych (kompleksy Īytnie) [Noworolnik i in. 2004]. W takich warunkach jĊczmieĔ oplewiony wykazywał mniejszą przewagĊ plonu ziarna nad nago-ziarnistym w porównaniu z glebami lepszymi. Odmiana Rastik reagowała podobnym jak odmiany oplewione wzrostem plonu ziarna na dawkĊ 30 kg N ha-1, ale słabiej na dawkĊ
60 kg N ha-1, a takĪe 90 kg N ha-1 w lepszych warunkach glebowych [Noworolnik i in. 2004]. Wobec tego odmianĊ Rastik moĪna zaliczyü do grupy o mniejszych wymaga-niach nawozowych.
Szmigiel i Oleksy [2005] analizując wpływ nawoĪenia azotem na plonowanie dwóch odmian jĊczmienia jarego, w tym nagoziarnistej (Rastik), stwierdzili istotny przyrost plonu ziarna do dawki 100 kg N ha-1, stosowanej w dwóch terminach: 60 kg przed sie-wem i 40 kg w fazie strzelania w ĨdĨbło. NawoĪenie azotem wpłynĊło na wzrost plonu ziarna jĊczmienia oplewionego z 3,78 t ha-1 w obiekcie kontrolnym (bez nawoĪenia
azotem) do 5,78 t ha-1 po zastosowaniu dawki 100 kg N ha-1. Plon ziarna formy nago-ziarnistej wzrósł odpowiednio z 3,41 t ha-1 do 4,43 t ha-1. Dawki azotu wyĪsze od 40 kg N ha-1 wykazywały niską efektywnoĞü, zwłaszcza w nawoĪeniu formy nagoziarnistej. Forma nagoziarnista plonowała najwyĪej po zastosowaniu dawki 40 kg N ha-1 – Ğrednio
4,18 t ha-1, dalszy wzrost poziomu nawoĪenia azotem nie powodował udowodnionego wzrostu plonu ziarna.
Z licznych doĞwiadczeĔ wynika, Īe krzywa przedstawiająca zaleĪnoĞü plonu ziarna od wysokoĞci dawki N ma u zbóĪ przebieg paraboliczny z wyraĨnie zarysowanym mak-simum [Małecka i Blecharczyk 2005].
Istotny postĊp w zakresie roĞlinnych testów azotowych wiąĪe siĊ z zastosowaniem instrumentalnej metody okreĞlenia in situ indeksu zielonoĞci liĞcia. Indeks zielonoĞci liĞcia ocenia siĊ za pomocą specjalnie skonstruowanego przyrządu optycznego zwanego N-Testerem [Bezduszniak 1997, Fotyma 2000, 2002, Fotyma i Bezduszniak 2000, Machul 2001]. W teĞcie tym wykorzystuje siĊ udowodnione zaleĪnoĞci pomiĊdzy zawar-toĞcią azotu, indeksem zielonoĞci liĞci i odczytami SPAD. Test SPAD jest testem roĞlin-nym stosowaroĞlin-nym do oceny odĪywienia roĞlin azotem oraz potrzeb uzupełniającego nawoĪenia tym składnikiem. Wymaga on jednak kalibracji, tzn. wyznaczenia krytycznej wartoĞci SPAD, odpowiadającej optymalnemu stanowi odĪywienia roĞlin azotem. Kali-bracji tej moĪna dokonaü w odniesieniu do plonu koĔcowego, naleĪy wówczas dyspo-nowaü wynikami duĪej iloĞci doĞwiadczeĔ z szeĞcioma – oĞmioma dawkami azotu [Pecio i Fotyma 2001].
Pecio i BichoĔski [2004a,b, 2005] stwierdzili, Īe roĞliny nawoĪone wiĊkszymi daw-kami azotu charakteryzowały siĊ wiĊkszą jego zawartoĞcią i wyĪszymi wartoĞciami wskaĨników stanu odĪywienia azotem NNI i SPAD. W fazie kwitnienia jedynie odmiana Scarlett odznaczała siĊ optymalnym stanem odĪywienia azotem przy dawce 60 kg N ha-1
. Pozostałe odmiany (Brenda, Rudzik, Sezam) taki stan osiągały przy nawoĪeniu 80 kg N ha-1 [Pecio i BichoĔski 2005]. Oznacza to, Īe niektóre odmiany aby zaspokoiü swoje potrzeby Īywieniowe, lepiej wykorzystują azot podczas rozwoju wegetatywnego niĪ inne.
Intensywne nawoĪenie azotem, poza silnym wpływem na kształtowanie siĊ plonu ziarna, wyraĨnie modyfikuje skład chemiczny, w tym zawartoĞü białka i jakoĞü związ-ków azotowych w ziarnie [KlupczyĔski 1978]. W wielu pracach [Kruczek 1995, Nowo-rolnik 1992] uwzglĊdniających jakoĞü ziarna jĊczmienia stwierdzono wzrost zawartoĞci białka w ziarnie w miarĊ zwiĊkszania dawki azotu, nawet w przypadku braku wzrostu plonu ziarna przy dawkach przekraczających 100 kg N ha-1. Fatyga i in. [1995] ustalili, Īe dawka 120 kg N ha-1 nie podnosiła juĪ istotnie plonu ziarna, ale zwiĊkszała w nim
zawartoĞü białka, szczególnie przy dodatkowym nawoĪeniu w początku kłoszenia. W niektórych latach wykorzystanie azotu przez jĊczmieĔ bardziej zaleĪy od zróĪnico-wanego i niedostatecznego zaopatrzenia roĞlin w wodĊ niĪ od wielkoĞci dawek i sposobu nawoĪenia tym składnikiem (dzielenie dawek) [BłaĪewicz i in. 2003].
Wysokie nawoĪenie jĊczmienia azotem moĪe spowodowaü wzrost zawartoĞci białka w ziarnie do 15% [KlupczyĔski 1978]. W doĞwiadczeniu przeprowadzonym przez Spy-chaj-Fabisiak i in. [2005] z jĊczmieniem jarym nawoĪenie azotem w dawkach 60 i 120 kg ha-1 spowodowało istotny wzrost zawartoĞci białka ogólnego, odpowiednio o: 11 g kg-1 i 18 g kg-1 w stosunku do zawartoĞci uzyskanej na obiekcie kontrolnym (bez nawoĪenia azotem).
W badaniach Noworolnika i in. [2004] jĊczmieĔ nagoziarnisty wykazywał pod wzglĊdem zawartoĞci białka ogólnego podobną reakcjĊ jak oplewiony na poziom nawo-Īenia N, jakoĞü gleby i termin siewu. Plon ziarna jĊczmienia jarego (Ğrednio dla odmian) wzrastał w miarĊ zwiĊkszania dawki azotu do 60 kg N ha-1, a zawartoĞü białka w ziarnie i plon białka wzrastały do dawki 90 kg N ha-1. Nagoziarnista odmiana Rastik charaktery-zowała siĊ niĪszym plonem ziarna od odmian oplewionych (Rataj, Rodion), ale wyĪszą zawartoĞcią białka w ziarnie. Plon białka odmiany Rastik był podobny jak odmiany Rodion, a niĪszy niĪ odmiany Rataj.
Szmigiel i Oleksy [2005] stwierdzili, Īe zwiĊkszające siĊ dawki azotu powodowały systematyczny wzrost zawartoĞci białka ogółem w ziarnie od 9,6% do 13,6% w zaleĪno-Ğci od dawki, formy jĊczmienia i przebiegu pogody w poszczególnych latach. U formy oplewionej zawartoĞü białka w ziarnie w obiekcie kontrolnym wynosiła Ğrednio 9,40%, po zastosowaniu najwyĪszej dawki wzrosła do 11,58%. Natomiast u formy nagoziarni-stej uprawianej bez nawoĪenia azotem (kontrola) zawartoĞü białka w ziarnie wynosiła 10,56% i wzrosła do 12,86% po zastosowaniu dawki 100 kg N ha-1. DuĪe róĪnice w zawartoĞci białka w ziarnie wystąpiły w poszczególnych latach. ĝrednia zawartoĞü białka w ziarnie odmiany oplewionej wahała siĊ od 9,76% do 11,16%, natomiast odmia-ny nagoziarnistej od 11,00 do 12,22%.
Według KlupczyĔskiego [1978] wzrost zawartoĞci białka w ziarnie przy zastosowa-niu dawki azotu 120 kg ha-1 jest związany ze spadkiem zawartoĞci takich aminokwasów egzogennych, jak: lizyna, metionina, treonina, leucyna, izoleucyna, walina, histydyna, arginina. W badaniach tego autora jedynym aminokwasem egzogennym, którego udział w białku jĊczmienia jarego wzrastał pod wpływem zwiĊkszania siĊ nawoĪenia azotem, była fenyloalanina. Z danych uwzglĊdnionych w piĞmiennictwie [Kirkman i in. 1982, PłoszyĔski 1985, Pomeranz i in. 1973, 1976, Spychaj-Fabisiak i in. 2005] wynika, Īe nawoĪenie azotem wpływa na zwiĊkszenie zawartoĞci białka w ziarnie oraz zmniejsze-nie procentowej zawartoĞci lizyny. Jest to związane ze wzmoĪoną syntezą prolamin o szczególnie małej zawartoĞci tego aminokwasu. W białku maleje wówczas iloĞü
aminokwasów egzogennych, takich jak: lizyna, histydyna, metionina, izoleucyna, tyro-zyna, walina, zwiĊksza siĊ natomiast zawartoĞü kwasu glutaminowego i proliny. W rezultacie nastĊpuje obniĪenie wartoĞci odĪywczej białka. Pomeranz i in. [1973] su-gerują, Īe obniĪenie wartoĞci biologicznej nastĊpuje, gdy zawartoĞü białka w ziarnie przekracza 15% jego suchej masy. Jednak zawartoĞü aminokwasów egzogennych, w tym równieĪ lizyny, tryptofanu i treoniny zmniejsza siĊ tylko w odniesieniu do poziomu białka, natomiast nie zmienia siĊ w porównaniu z jego sumaryczną zawartoĞcią w suchej masie ziarna. Spychaj-Fabisiak i in. [2005] ustalili, Īe udział lizyny w białku ogółem jĊczmienia ulegał istotnemu obniĪeniu pod wpływem stosowania nawoĪenia azotowego. NawoĪenie azotem w dawce 60 kg ha-1
powodowało, w porównaniu do obiektu kontrol-nego (bez nawoĪenia azotem), spadek zawartoĞci lizyny o 9,5%, natomiast dawka 120 kg ha-1 determinowała jej obniĪenie o kolejne 10,9%. Istotne obniĪenie zawartoĞci izoleucyny (o 9,2%) stwierdzono po zastosowaniu nawoĪenia azotem na poziomie 60 kg ha-1
, w porównaniu do obiektu kontrolnego. Po zastosowaniu nawoĪenia azotem w iloĞci 120 kg ha-1 stwierdzono wyraĨny wzrost zawartoĞci fenyloalaniny i kwasu glutaminowego oraz na ogół spadek zawartoĞci pozostałych aminokwasów egzogennych i endogennych. W przypadku fenyloalaniny kolejne dawki azotu powodowały wzrost udziału tego ami-nokwasu w białku ogółem jĊczmienia, przy czym próg statystycznej istotnoĞci osiągniĊ-to tylko do dawki 60 kg N ha-1. Natomiast zawartoĞci argininy i treoniny wzrastały jedy-nie po zastosowaniu pierwszej dawki azotu, co zostało udowodnione statystyczjedy-nie tylko w przypadku treoniny. Z kolei zastosowanie 120 kg N ha-1, w porównaniu do dawki 60 kg N ha-1, powodowało podobnie jak dla wiĊkszoĞci aminokwasów egzogennych obniĪenie zawartoĞci argininy i treoniny w białku jĊczmienia jarego.
W literaturze brak informacji na temat wpływu technologii uprawy (w tym nawoĪe-nia azotem) na skład aminokwasowy polskiej odmiany nagoziarnistej jĊczmienawoĪe-nia.
Znaczenie ochrony ro
Ğlin w uprawie jĊczmienia jarego
Ochrona roĞlin przed chwastami, chorobami i szkodnikami jest waĪnym elementem technologii uprawy jĊczmienia, gdyĪ czynniki te powodują zmniejszenie powierzchni asymilacyjnej roĞlin i w konsekwencji obniĪenie plonu ziarna. Stosowanie chemicznej ochrony roĞlin wpływa na dłuĪsze utrzymanie zielonej powierzchni liĞci [Pecio 2002]. WiĊksza powierzchnia asymilacyjna wytworzona w okresie przed kwitnieniem jĊczmie-nia determinuje jej póĨniejszą wielkoĞü, biorącą udział w fotosyntezie po kwitnieniu [Bertholdsson 1999, Przulj i Momcilovic 2001]. Jest to istotne dla dobrego wykształce-nia ziarna i uzyskawykształce-nia poĪądanej jakoĞci, zwłaszcza w przypadku uprawy jĊczmiewykształce-nia na cele kaszarskie i browarne.
Bez chemicznej ochrony nie jest moĪliwe uzyskiwanie wysokich plonów zbóĪ, jednak konieczna jest racjonalizacja stosowania herbicydów, fungicydów i insektycydów nie tylko w celu obniĪenia kosztów, ale takĪe ze wzglĊdu na ochronĊ Ğrodowiska [Boro-wiecki 2000]. WystĊpowanie agrofagów na jĊczmieniu jarym powoduje straty w plonach, siĊgające od kilkunastu procent w skali globalnej do rozmiarów niekiedy katastrofalnych w skali lokalnej, przy jednoczesnym pogorszeniu jakoĞci ziarna [JaĔczak i in. 1996, Kaniuczak 2001]. WielkoĞü strat plonu zaleĪy w duĪym stopniu od poziomu agrotechniki.
Zastosowanie ekstensywnej technologii produkcji w RZD IUNG, polegającej na ograni-czeniu nawoĪenia do 25% dawek NPK przyjĊtych w technologii intensywnej (240 kg NPK) oraz rezygnacja ze zwalczania chwastów i chorób (z wyjątkiem zaprawiania ziar-na), prowadziło do zasadniczej obniĪki plonów ziarna (ok. 0,7 t z ha). W przypadku badaĔ realizowanych w gospodarstwach indywidualnych stopniowa ekstensyfikacja nakładów związanych z nawoĪeniem i ochroną roĞlin wpływała kaĪdorazowo na istotne ograniczenie plonowania jĊczmienia [Harasim i Noworolnik 2000]. BłaĪej J. i BłaĪej J. [2000] takĪe podają, Īe pogorszenie zdrowotnoĞci roĞlin było skutkiem niĪszego pozio-mu agrotechniki. W badaniach Michalskiego [1999] na stan zdrowotnoĞci roĞlin wpły-wał stopieĔ zagĊszczenia łanu, przy czym poraĪenie roĞlin chorobami zmniejszało siĊ wraz ze zmniejszającą siĊ gĊstoĞcią siewu. GĊstoĞü siewu determinuje w decydującym stopniu rozkrzewienie, wysokoĞü i ulistnienie roĞlin, a tym samym mikroklimat łanu i tempo namnaĪania oraz rozprzestrzeniania siĊ patogenów, a takĪe wielkoĞü strat plonu [Pecio 1995].
W uprawie zbóĪ duĪe znaczenie przypisuje siĊ herbicydom. Stosowanie ich jest szczególnie waĪne w płodozmianach z wysokim udziałem zbóĪ, gdzie dochodzi do kompensacji zachwaszczenia wieloma gatunkami chwastów. Z badaĔ Wróbla i BudzyĔ-skiego [1999] wynika, Īe obniĪka plonu ziarna zbóĪ spowodowana zachwaszczeniem moĪe dochodziü do 15–20%. Chwasty konkurują z roĞliną uprawną o wodĊ, Ğwiatło i składniki pokarmowe, stąd teĪ efektywnoĞü nawoĪenia mineralnego w warunkach duĪego zachwaszczenia spada. W strategii zwalczania chwastów coraz czĊĞciej stosowa-ne są mieszaniny herbicydów, co wiąĪe siĊ z dąĪeniem do poszerzenia spektrum zwal-czanych chwastów.
Kontrola zachwaszczenia roĞlin jĊczmienia ma istotne znaczenie, gdyĪ roĞliny za-chwaszczone wydają mniejszy plon, a wymagają wiĊkszych nakładów pracy i kosztów. JĊczmieĔ ponadto charakteryzuje siĊ słabą konkurencyjnoĞcią w stosunku do chwastów, które są jednym z najwaĪniejszych czynników ograniczających jego plonowanie [Urban 2000]. UwaĪa siĊ, Īe w warunkach poprawnej agrotechniki istnieje moĪliwoĞü zastąpie-nia pielĊgnacji chemicznej zabiegami mechanicznymi. Według SzempliĔskiego i RzepiĔskiego [1998] mechaniczne zwalczanie chwastów pochłaniało jednak wiĊcej energii niĪ zastosowanie herbicydów, dlatego ocena sprawnoĞci energetycznej i energo-chłonnoĞci jednostkowej produkcji 1 t ziarna była gorsza. Plon jĊczmienia jarego odchwaszczanego przez 2-krotne bronowanie był o 8% mniejszy niĪ w warunkach od-chwaszczania chemicznego.
Wyniki badaĔ wykazują, Īe nowe odmiany jĊczmienia róĪnie reagują na poszczegól-ne herbicydy – od stymulacji po znaczną obniĪkĊ plonu ziarna. Niektóre herbicydy mają działanie fitotoksyczne, ale ich zróĪnicowane oddziaływanie na roĞliny jĊczmienia jarego w wiĊkszym stopniu zaleĪy od rodzaju substancji biologicznie czynnej niĪ od odmiany [Adamczewski i in. 1995, Urban 2000, Urban i Adamczewski 1999]. NajwiĊksze uszko-dzenia roĞlin powodował preparat Logran Extra 62 WG (s.a. triasulfuron+terbutryna). Po jego zastosowaniu obserwowano zahamowanie wzrostu jĊczmienia, bielenie liĞci, a u niektórych odmian (Orlik) zamieranie 5–17% roĞlin. Niektóre z zastosowanych her-bicydów (Chwastox Trio 540 SL oraz Kompal 365 SE) wykazywały ujemny wpływ na plonowanie i strukturĊ plonu szeregu odmian jĊczmienia. NajwiĊksze plony ziarna uzyskano z obiektów odchwaszczanych rĊcznie, a najmniejsze po zastosowaniu preparatu
Logran Extra 62 WG. SowiĔski [1974] oceniał wpływ herbicydów na wartoĞü browarną ziarna jĊczmienia na tle ich efektywnoĞci chwastobójczej. Stosowanie herbicydów zwiĊkszało plon jĊczmienia, nie obniĪając masy 1000 ziaren, celnoĞci oraz zdolnoĞci i energii kiełkowania ziarna. ZwiĊkszeniu uległa natomiast zawartoĞü białka w słodzie.
Choroby powodują nie tylko obniĪenie plonu, ale takĪe pogorszenie jakoĞci ziarna. Coroczne straty w plonach zbóĪ spowodowane wystĊpowaniem chorób wynosiły ostat-nio w Polsce około 15% [Pecio i in. 2000]. Znanych jest kilkanaĞcie róĪnych chorób jĊczmienia. PowaĪne szkody mogą wyrządziü: głownia pyląca jĊczmienia (Ustilago
hordei), mączniak prawdziwy (Blumeria graminis D.C. f. sp. hordei Marchal), rdza
karłowa (Puccinia simplex), pasiastoĞü liĞci jĊczmienia (Pyrenophora teres Drechsl.), zgorzel podstawy ĨdĨbła (Gaeumannomyces graminis (Sacc.) Arxet Plivier), łamliwoĞü podstawy ĨdĨbła (Pseudocercosporella herpotrichoides) oraz rynchosporioza zbóĪ (Rhynchosporium secalis Oudem J.J. Davis) [Liszewski i in. 2004, BłaĪej J. i BłaĪej J. 2000].
W warunkach intensywnej uprawy zbóĪ roĞnie znaczenie chorób, wynikające ze wzrostu jednorodnoĞci upraw. DuĪe areały monokultur odmianowych z identycznymi bądĨ pokrewnymi typami genetycznej odpornoĞci na choroby sprzyjają pojawianiu siĊ, nastĊpnie szybkiemu rozprzestrzenianiu siĊ patogenów.
JĊczmieĔ jary jest roĞliną bardzo wraĪliwą na choroby podstawy ĨdĨbła, czyli choroby podsuszkowe oraz na infekcje przez grzyby powodujące plamistoĞci na zielonych czĊ-Ğciach roĞlin, szczególnie we wczesnych fazach rozwojowych [Głazek 2000]. Obserwo-wany od kilku lat wzrost znaczenia chorób podsuszkowych jest związany z powiĊksze-niem siĊ areału uprawy zbóĪ i coraz czĊstszą uprawą po sobie odmian podatnych. Do chorób tych naleĪą: fuzaryjna zgorzel podstawy ĨdĨbła i korzeni zbóĪ, ostra plami-stoĞü oczkowa oraz łamliwoĞü ĨdĨbła zbóĪ i traw powodowane odpowiednio przez
Fusarium spp., Bipolaris sorokiniana (Sacc.) Subram et Jain, Gaeumannomyces graminis
(Sacc.) Arx et Olivier, Rizoctonia cerealis V.d. Hoeven oraz Pseudocercosporella
herpotrichoides (Fron.) Deighton. Grzyby z rodzaju Fusarium spp. mogą atakowaü
roĞliny jĊczmienia w róĪnych fazach rozwojowych. Grzyby te zimują w glebie w postaci form przetrwalnikowych, bytują saprofitycznie w resztkach organicznych, a takĪe zasie-dlają korzenie chwastów dwuliĞciennych. Zarodniki przenoszone są z wiatrem lub kro-plami deszczu [Remlein-Starosta 1999].
Mączniak prawdziwy powodowany przez Blumeria graminis D.C. f. sp. hordei jest jedną z waĪniejszych chorób liĞci jĊczmienia w Polsce. W sprzyjających warunkach dla rozwoju tej choroby straty w plonie ziarna mogą siĊgaü 25%, przeciĊtnie wynoszą ok. 10% [Czembor J.H. i Czembor H.J. 2001]. Silniejsze poraĪenie mączniakiem łanu jĊcz-mienia browarnego prowadzi do pogorszenia wartoĞci technologicznej ziarna jako su-rowca dla przemysłu piwowarskiego, głównie z powodu podwyĪszenia zawartoĞci białka [Pecio i in. 2000].
W Polsce w ostatnich latach stwierdza siĊ nasilenie wystĊpowania plamistoĞci siat-kowej jĊczmienia powodowanej przez Pyrenophora teres (Died.) Drechs. Do infekcji moĪe dochodziü w szerokim zakresie temperatury i przy wysokiej wilgotnoĞci powietrza [BiliĔski i in. 1997]. W wyniku uszkodzeĔ liĞci jĊczmienia przez P. teres moĪe nastąpiü znaczna redukcja plonu i pogorszenie jego jakoĞci [Korbas i Kubiak 1998]. Według
Gacka [1985] podatnoĞü roĞlin na poraĪenie przez grzyby patogeniczne jest uwarunko-wana genetyczną odpornoĞcią poszczególnych odmian.
Zaprawianie ziarna siewnego, odpowiednie zabiegi agrotechniczne ewentualnie opryskiwanie zasiewów Ğrodkami chemicznymi to najwaĪniejsze sposoby zwalczania chorób. Jednak w ochronie roĞlin przed patogenami stosuje siĊ niemal wyłącznie metody chemiczne. Zaprawianie ziarna jest najtaĔszą i podstawową metodą zwalczania chorób grzybowych, przenoszonych przez ziarno, na przykład przed Fusarium spp. [Korbas i Kubiak 1998, Łacicowa i PiĊta 1990]. Koszty zaprawiania minimalnie obciąĪają koszty produkcji. Odpowiednia zaprawa powinna byü przystosowana do ochrony danego ga-tunku (w przypadku jĊczmienia – o działaniu systemicznym) i nie moĪe szkodziü ani zarodkowi, ani młodej roĞlinie. NiezbĊdne jest zaprawianie ziarna przeciw patogenom przenoszonym przez ziarno lub poraĪającym zboĪa we wczesnych fazach rozwojowych. Reakcja ziarna na zaprawianie zaleĪy od ich budowy, składu chemicznego, wilgotnoĞci, temperatury oraz długoĞci okresu dzielącego zabieg od wysiewu [Pecio 2002].
PoraĪenie czĊĞci nadziemnych roĞlin zmniejsza intensywnoĞü fotosyntezy i osłabia ĨdĨbła. Podobnie zwiĊkszone nawoĪenie azotem najczĊĞciej obniĪa zdrowotnoĞü jĊcz-mienia, wywołuje bowiem istotne zmiany w budowie ĨdĨbła. Uwidacznia siĊ to gorszym wykształceniem tkanek mechanicznych ĨdĨbła, co zwiĊksza skłonnoĞü roĞlin do wylegania.
W jĊczmieniu stosuje siĊ zwykle jeden oprysk przeciwko chorobom. W procesie wy-twarzania asymilatów u jĊczmienia wiĊkszą rolĊ odgrywają liĞcie dolne niĪ górne, dlatego teĪ powinno siĊ chroniü przed chorobami liĞcie niĪej połoĪone, wykonując w razie po-trzeby opryskiwanie uprawy juĪ w czasie krzewienia lub w początku strzelania w ĨdĨbło. JeĪeli w okresie krzewienia siĊ jĊczmienia jarego choroby rozwijają siĊ słabo i wolno, a silniejsze poraĪenie wystĊpuje dopiero na górnych liĞciach w okresie strzelania wĨdĨbło, to zaleca siĊ opryskiwanie w tym czasie, ale nie póĨniej niĪ w początku kło-szenia. Zabieg przeprowadzony póĨniej jest znacznie mniej efektywny [Pecio i BichoĔ-ski 2003]. Gdy jĊczmieĔ kłosi siĊ, ma juĪ tzw. starczą odpornoĞü i choroby, które poja-wiają siĊ póĨniej, nie mają istotnego wpływu na plon [JaĔczak i Pokacka 1994].
Korzystny wpływ fungicydów na plonowanie jĊczmienia jarego stwierdziło wielu autorów [Głazek 2000, Kaniuczak 2001, Szmigiel i Oleksy 1998]. Według Webera [1999] zastosowanie fungicydów moĪe czĊĞciowo ograniczyü ujemne skutki nieprze-strzegania zasad prawidłowego zmianowania. W badaniach Kaniuczaka [2001] zastoso-wane zabiegi ochrony roĞlin pozwoliły na uzyskanie wzrostu plonów ziarna jĊczmienia jarego Ğrednio o 0,77 t ha-1. Oprysk fungicydem jest zabiegiem prostym i skutecznym, ale naleĪy go stosowaü we właĞciwym czasie, związanym z pojawianiem siĊ pierwszych objawów chorobowych [Korbas i Kubiak 1998, Maumene i Couleaud 1998]. OpóĨnione ich stosowanie, wywołane nadzieją unikniĊcia oprysku jest ryzykowne, gdyĪ fungicyd moĪe okazaü siĊ nieskuteczny. PoraĪone przez patogeny roĞliny dają wówczas słabiej wykształcone ziarno.
Straty w plonie ziarna powodowane przez patogeny moĪna ograniczyü przez stoso-wanie w produkcji odpowiednich fungicydów, uprawĊ odmian odpornych i wykorzysta-nie naturalnych mechanizmów współzaleĪnoĞci roĞlin miĊdzy sobą i Ğrodowiskiem [Gacek 1985]. Istotne znaczenie dla ograniczenia rozprzestrzeniania siĊ mączniaka prawdziwego ma hodowla odmian odpornych [Czembor 2004]. OdpornoĞü uprawianych odmian na patogeny i moĪliwe ich zróĪnicowanie jest jednym z waĪniejszych elementów
nowoczesnej proekologicznej produkcji rolniczej. OdpornoĞü typu Mlo odgrywa naj-waĪniejszą rolĊ w hodowli nowych odmian jĊczmienia jarego w Europie, poniewaĪ jak dotąd nie stwierdzono w Ğwiecie wystĊpowania patotypów Blumeria graminis f. sp.
hordei wirulentnych w stosunku do genu mlo [Czembor J.H. i Czembor H.J. 2001].
OdpornoĞü warunkowana genem mlo jest unikalną, monogeniczną i rasowo niespecy-ficzną odpornoĞcią. U pierwszych odmian komercyjnych z genem mlo wystĊpował doĞü duĪy efekt plejotropowego działania tego genu, objawiający siĊ nekrotyczną plamisto-Ğcią liĞci. W ostatnich kilku latach w Polsce i w krajach UE w produkcji jest od 20–30% odmian jĊczmienia jarego z genem mlo.
JĊczmieĔ atakowany jest przez wiele szkodników, które mogą obniĪyü plon nawet o 50% oraz pogarszają jakoĞü ziarna. Do najgroĨniejszych szkodników Īerujących na jĊczmieniu jarym naleĪą: mszyce, skrzypionki, a takĪe miniarki i wciornastki. W warun-kach intensywnej uprawy jĊczmienia wzrasta ostatnio zagroĪenie ze strony owadów Īerujących na liĞciach zbóĪ, jakimi są chrząszcze i larwy skrzypionek z rodziny stonko-watych. Dominującym gatunkiem jest skrzypionka zboĪowa, natomiast mniej licznie wystĊpuje skrzypionka błĊkitek. ĩer larw trwa około 3 tygodnie i powoduje uszkodzenie aparatu asymilacyjnego – liĞci flagowych i podflagowych. Z badaĔ IOR wynika, Īe larwy obydwu gatunków mogą spowodowaü obniĪkĊ plonu ziarna od 0,2 do 0,9 t ha-1 [MrówczyĔski i Bubniewicz 1997]. WystĊpowanie mszyc na jĊczmieniu moĪe byü przy-czyną uzyskiwania niĪszych plonów o gorszej jakoĞci. W badaniach przeprowadzonych przez IOR przy zwalczaniu mszyc uzyskano wyĪszy plon o 0,4 t ha-1. JednoczeĞnie przeprowadzone analizy jakoĞci ziarna pochodzącego z roĞlin, na których Īerowały mszyce, wykazywały mniejszą zawartoĞü niektórych aminokwasów. Wszystkie szkodniki zwalcza siĊ po stwierdzeniu przekroczenia ekonomicznego progu szkodliwoĞci.
Obecnie coraz wiĊksze znaczenie odgrywa zintegrowana ochrona roĞlin, czyli łączne stosowanie wszystkich dostĊpnych sposobów i metod zwalczania agrofagów. Jednym z jej elementów jest metoda biologiczna, która polega na zastosowaniu organizmów Īywych lub ich metabolitów do czynnego i bezpoĞredniego zmniejszania lub niszczenia populacji szkodników i patogenów roĞlin. W Danii prowadzone są badania nad moĪli-woĞcią wykorzystania grzybów antagonistycznych przeciw Fusarium culmorum u zbóĪ [Tylkowska 1996]. DuĪą rolĊ w zwalczaniu chorób lub zapobieganiu im ma takĪe prze-strzeganie zasad prawidłowego nawoĪenia mineralnego. Wynikiem niedoboru potasu jest zwiĊkszona zawartoĞü cukrów prostych oraz niekorzystny stosunek azotu niebiał-kowego do białniebiał-kowego. PodwyĪszona iloĞü wolnych aminokwasów zwiĊksza podatnoĞü roĞlin na choroby grzybowe, np. fuzariozy [Jadczyszyn 2002].
Odmiany rolnicze charakteryzują siĊ zróĪnicowaną odpornoĞcią na choroby. SpoĞród zarejestrowanych w Polsce odmiana nagoziarnista Rastik wykazuje doĞü duĪą odpornoĞü na plamistoĞü siatkową oraz małą – na mączniaka prawdziwego, natomiast odmiana Rataj odpowiednio: Ğrednią i małą [COBORU 2007]. W badaniach Liszewskiego i in. [2004] ustalono, Īe odmiana Rastik charakteryzowała siĊ wiĊkszą podatnoĞcią na plami-stoĞü siatkową oraz choroby podsuszkowe niĪ odmiana oplewiona Rataj.
Jednym z wyróĪników jakoĞci ziarna jest jego zdrowotnoĞü, czyli stan fitosanitarny [Narkiewicz-Jodko 1998]. W praktyce oznaczenie to ogranicza siĊ wyłącznie do okre-Ğlenia ziaren spleĞniałych oraz ustalenia właĞciwej barwy i zapachu ziarna. Obserwowane zmiany cech organoleptycznych ziarna Ğwiadczą o niekorzystnych procesach w nim
zachodzących [Gąsiorowski 2000 a, 2000 b]. Zmiany te stwierdza siĊ zarówno bezpo-Ğrednio po zbiorze ziarna, jak i w czasie jego przechowywania. Ziarno zbóĪ moĪe byü poroĞniĊte przez grzyby zarówno na polu, jak i w przechowalni. Do grzybów zakaĪają-cych, głównie w warunkach polowych, naleĪą: Alternaria spp., Epicoccum spp., Botrytis spp., Cladosporium spp., Drechslera spp., oraz Fusarium spp., a do grzybów rozwijaj ą-cych siĊ na magazynowanym ziarnie – Aspergillus spp., Penicillium spp., Mucor spp. i Rhizopus spp. [Narkiewicz-Jodko 1998].
ZdrowotnoĞü ziarna zaleĪy od wielu czynników, miĊdzy innymi od cech genetycz-nych odmian, warunków atmosferyczgenetycz-nych panujących w czasie wegetacji roĞlin, techno-logii uprawy, zbioru i warunków przechowywania. NaleĪy zwróciü szczególną uwagĊ na odpowiedni dobór odmian, poprawną agrotechnikĊ, a zwłaszcza chemiczną ochronĊ roĞlin oraz właĞciwe nawoĪenie azotem [Liszewski i BłaĪewicz 2001]. NiepoĪądane są wyĪsze dawki nawoĪenia azotem, gdyĪ sprzyjają rozwojowi grzybów z rodzaju
Fusa-rium zarówno na powierzchni, jak i wewnątrz ziarna [Pląskowska i in. 2001].
JakoĞü ziarna jĊczmienia browarnego i siewnego zaleĪy w znacznym stopniu od opa-nowania przez róĪne gatunki grzybów, poniewaĪ mogą one powodowaü miĊdzy innymi zmniejszenie energii kiełkowania ziarna oraz wpływaü na obniĪenie ekstraktywnoĞci słodów i zmianĊ lepkoĞci brzeczek [Pląskowska i in. 2001].
Produkty przetwórstwa zbóĪ, podobnie jak ziarno, mogą byü zanieczyszczone miko-toksynami. Ryzyko zanieczyszczeĔ wzrasta w przypadku poĞladu, czyli ziarna chudego, niedostatecznie rozwiniĊtego, z widocznymi oznakami pleĞni. W naszych warunkach klimatycznych najwiĊksze ryzyko pochodzi ze strony grzybów toksynotwórczych „polowych” rodzaju Fusarium (wytwarzają mikotoksyny z grupy trichotecen – deoksy-niwalenol DON, zwany czĊsto womitoksyną, deoksy-niwalenol NIV, toksyna T-2) i magazynowych („przechowalniczych”) rodzaju Penicillium (wytwarzają ochratoksynĊ A) [Gąsiorowski 2000 a, 2000 b, Pląskowska i in. 2001].
Mikroorganizmy wystĊpujące na ziarnie mogą mieü bardzo niekorzystny wpływ na jakoĞü piwa produkowanego ze słodów jĊczmiennych, objawiający siĊ wypienieniem (gushing), wzrostem zawartoĞci amin biogennych oraz pojawieniem siĊ mikotoksyn szkodliwych dla ludzi [Chełkowski 1985].
Wprowadzenie dokładnej oceny fitosanitarnej ziarna pozwoliłoby uniknąü wielu strat surowca zboĪowego spowodowanych przez grzyby [Narkiewicz-Jodko 1998]. Analiza mikologiczna ziarna powinna polegaü nie tylko na okreĞleniu rodzaju, ale równieĪ na oznaczeniu składu gatunkowego, szczególnie gdy chodzi o grzyby z rodzaju Fusarium. Gatunki, które najczĊĞciej powodują wypienienie (F. culmorum i F. graminearum), w najwiĊkszym stopniu obniĪają energiĊ kiełkowania jĊczmienia. Powodują one takĪe zmiany w ekstraktywnoĞci słodów, aktywnoĞci amylaz oraz zawartoĞci wolnego azotu aminowego [Chełkowski 1985]. OkreĞlenie procentowego udziału tych gatunków w ogólnej liczbie izolatów Fusarium spp. moĪe stanowiü dodatkowe kryterium oceny przydatnoĞci słodowniczej ziarna.
W literaturze brak jest informacji na temat składu gatunkowego grzybów patoge-nicznych zasiedlających ziarno nagie.
Wpływ warunków zbioru na jako
Ğü ziarna
WaĪnym elementem technologii uprawy zbóĪ jest odpowiednio przeprowadzony zbiór. Podczas zbioru, omłotu i czyszczenia ziarna odmiany nagoziarnistej naleĪy sta-ranniej dobieraü parametry urządzeĔ niĪ w przypadku ziarna oplewionego. Ziarno jĊcz-mienia i owsa pozbawione plewki czĊĞciej bywa dyskwalifikowane w ocenie laborato-ryjnej z powodu niskiej czystoĞci i zdolnoĞci kiełkowania w porównaniu z ziarnem od-mian oplewionych. Budowa ziarniaka i brak plewki sprawiają, Īe ziarniaki nagie są bardziej naraĪone na zgniatanie i Ğciskanie w czasie zbioru i uszlachetniania niĪ ople-wione. Podczas omłotu, kiedy oddziela siĊ plewka, moĪe nastąpiü uszkodzenie lub wy-bicie zarodka. Konieczna i in. [2002] w swoich badaniach potwierdzają mniejszą odpor-noĞü ziarna jĊczmienia nagiego na urazy mechaniczne podczas zbioru. Nie bez znaczenia jest termin zbioru, dobór parametrów kombajnu, czyszczalni i suszarni. KolasiĔska i Boros [2004] takĪe ustaliły, Īe ziarniaki nagie zbierane kombajnowo czĊĞciej ulegały uszkodzeniom niĪ oplewione. Wzrost uszkodzeĔ stwierdzono równieĪ po zastosowaniu kompleksowych zabiegów czyszczenia. ObniĪona wartoĞü siewna moĪe byü związana z wiĊkszą podatnoĞcią ziaren nagich na choroby, wynikającą z łatwiejszego dostĊpu patogenów, które wydatnie zmniejszają zdolnoĞü kiełkowania, a takĪe pogarszają zdol-noĞü przechowalniczą ziarna [Błaszkowski i Piech 2002, Narkiewicz-Jodko i in. 2004]. ZdolnoĞü kiełkowania ziaren odmiany oplewionej Rataj zbieranej kombajnem poletko-wym i kombajnem polopoletko-wym „Bizon” wynosiła odpowiednio 90,7 i 81,7%. Jeszcze wiĊksze róĪnice (13%) stwierdzono w przypadku oceny ziarna odmiany Rastik [Konieczna i in. 2002]. WartoĞü siewna odmiany nagoziarnistej jest potencjalnie wysoka, pod warunkiem stosowania właĞciwych warunków zbioru i przechowywania.
Jako
Ğü ziarna
Głównymi kryteriami, na podstawie których przeprowadza siĊ kwalifikacjĊ jĊczmie-nia na jĊczmieĔ paszowy lub konsumpcyjny, są wyrównanie ziarna i udział zanieczysz-czeĔ [Jurga 2002]. Im w masie ziarna jĊczmienia wystĊpuje mniej zanieczyszzanieczysz-czeĔ oraz im lepsze jest wyrównanie ziarna, tym opłacalnoĞü przerobu takiego ziarna wzrasta. Dodatkowo wĞród praktyków wyĪej ceniony jest jĊczmieĔ o cienkiej plewce i wyĪszej szklistoĞci, a u jĊczmienia nagoziarnistego – ziarno o wysokiej zawartoĞci białka.
Obowiązujące obecnie standardy produkcji bezpiecznej ĪywnoĞci zwierzĊcego po-chodzenia stawiają wysokie wymagania jakoĞciowe dla pasz stosowanych w Īywieniu zwierząt, w tym dla produktów przetwórstwa zbóĪ na cele paszowe, zwłaszcza w zakre-sie jakoĞci higienicznej (zdrowotnej). Produkty przetwórstwa zbóĪ bĊdące przedmiotem obrotu rynkowego powinny byü okreĞlone pod wzglĊdem wartoĞci pokarmowej, czysto-Ğci mikrobiologicznej, obecnoczysto-Ğci substancji niepoĪądanych i szkodliwych. WartoĞü paszowa produktów przetwórstwa zbóĪ zaleĪy od zawartoĞci i przyswajalnoĞci podsta-wowych składników pokarmowych, takich jak: białko, włókno, skrobia, tłuszcz i od mikroskładników uĪytecznych: mikroelementów, witamin. Miarą jakoĞci pokarmowej paszy jest teĪ jej energia metaboliczna [Korol 1999]. O wartoĞci pokarmowej produktów przetwórstwa, obok zawartoĞci podstawowych składników pokarmowych, decyduje
zawartoĞü substancji nieĪywieniowych, z których do najwaĪniejszych naleĪy włókno. WartoĞü pokarmowa otrąb zaleĪy od rodzaju zboĪa (niska wartoĞü otrąb jĊczmiennych), grupy odmianowej i warunków wegetacji, a takĪe od technologii przemiału zboĪa [Korol 2000]. Wymagania jakoĞciowe dla otrąb pszennych, Īytnich, jĊczmiennych, owsianych, gryczanych i z prosa zawiera Polska Norma PN-75-R-64766 Pasze. OtrĊby zboĪowe. Norma uwzglĊdnia, dla jĊczmienia: wilgotnoĞü do 14%, zawartoĞü białka – 12%, zawar-toĞü włókna do 13%, przesiew przez sito (całkowity przez sito o boku oczka 4 x 4 mm), zanieczyszczenia otrĊbami innych gatunków zbóĪ do 5%, zawartoĞci zanieczyszczeĔ organicznych (słoma, kłosy, plewy do 1%, w tym zawartoĞü materiałów i nasion szko-dliwych dla zdrowia zwierząt, takich jak: kąkol, Īycica, sporysz do 0,1%). Nasiona tok-syczne i szkodliwe (przytulia, kąkol, Īycica) powinny byü usuwane na etapie czyszcze-nia ziarna zbóĪ. ZawartoĞü zanieczyszczeĔ mineralnych nierozpuszczalnych w 10% kwasie solnym okreĞlono na poziomie najwyĪej 0,5%. Za niedopuszczalne uznano za-nieczyszczenia materiałami obcymi, szkodliwymi dla zwierząt i obecnoĞü szkodników zboĪowo-mącznych.
W ostatnich latach wzrasta znaczenie jĊczmienia jako zboĪa konsumpcyjnego. Ziar-no tego gatunku wzbudza w Ğwiecie coraz wiĊksze zainteresowanie techZiar-nologów Īyw-noĞci i lekarzy dietetyków, którzy wskazują na bardzo korzystne jego właĞciwoĞci od-Īywcze [Gąsiorowski 1998]. Fakt powołania w USA Narodowej Rady do spraw promo-cji jĊczmienia jako poĪywienia (National Barley Foods Council) potwierdza jego duĪe walory i waĪną rolĊ w Īywieniu człowieka [Kawka 2004, Kawka i Gąsiorowski 2000]. Polska naleĪy do grupy paĔstw najbardziej zagroĪonych wystĊpowaniem chorób dieto-zaleĪnych, takich jak: miaĪdĪyca, choroba niedokrwienna, zawał serca, otyłoĞü, nowo-twory i osteoporoza. Niedobór błonnika pokarmowego w diecie jest jedną z waĪniej-szych przyczyn ich powstawania. Ziarno jĊczmienia i produkty jĊczmienne jako suro-wiec do produkcji ĪywnoĞci o duĪej zawartoĞci błonnika pokarmowego mogą pomóc w ograniczeniu schorzeĔ dietozaleĪnych u ludzi z zakłóconą gospodarką lipidową i osób z hipercholesterolemią [Gąsiorowski 1998, Kawka 2005, Michniewicz i Gąsiorowski 1994].
Centralne Laboratorium Technologii Przetwórstwa i Przechowalnictwa ZbóĪ w War-szawie stawia nastĊpujące wymagania dla jĊczmienia konsumpcyjnego (do przerobu w młynie i kaszarni): zapach typowy dla zdrowego ziarna, bez zapachu stĊchłego i inne-go obceinne-go, zabarwienie jednolite o naturalnym połysku plewki, niedopuszczalne jest pociemnienie ziarna i jego przebarwienie; poĪądane jest bielmo szkliste, zanieczyszcze-nia najwyĪej: nasion chwastów do 1%, ziaren obcych do 3%, bez porostu, wilgotnoĞü nie wyĪsza niĪ 15%, gĊstoĞü w stanie zsypnym minimum 65 kg hl-1
, wyrównanie ziarna na sitach o otworach 2,2 mm, co najmniej 95% (zlot z sita), zawartoĞü ȕ-glukanów nie mniej niĪ 4%. Ponadto ziarno powinno byü zdrowe.
JĊczmieĔ jest podstawowym surowcem wykorzystywanym w piwowarstwie. Przed wstąpieniem Polski do Unii Europejskiej brzeczkĊ piwną moĪna było produkowaü ze słodu jĊczmiennego z dodatkiem surowców niesłodowanych, takich jak: ziarno zbóĪ (jĊczmieĔ, pszenica, ryĪ, kukurydza), cukier, syrop skrobiowy oraz dozwolonych sub-stancji dodatkowych (preparaty enzymatyczne i stabilizujące, karmel spoĪywczy, eks-trakty i kwasy), w iloĞci nie przekraczającej 45%. Obecnie nastąpiła jeszcze wiĊksza liberalizacja związana z produkcją piwa, gdyĪ brak jest jakichkolwiek uregulowaĔ
prawnych dotyczących zarówno otrzymywania brzeczki, jak i piwa. Czynione są próby wykorzystania ziarna jĊczmienia nagiego do produkcji słodów typu pilzneĔskiego [BłaĪewicz i Liszewski 2003, BłaĪewicz i in. 2007] lub jako surowca niesłodowanego [Zembold i BłaĪewicz 2006].
WiĊkszoĞü parametrów jakoĞciowych ziarna przeznaczonego do produkcji słodu jest uwarunkowana genetycznie i właĞciwy dobór odmian zwiĊksza moĪliwoĞü dostarczenia odpowiedniego surowca do słodowni. Słodownie stawiają rygorystyczne wymagania co do zewnĊtrznych parametrów ziarna, które musi byü jednolite pod wzglĊdem odmiano-wym oraz pozbawione zanieczyszczeĔ i pleĞni. Ziarno o wilgotnoĞci nie wiĊkszej niĪ 15% nie moĪe byü poroĞniĊte ani uszkodzone i powinno posiadaü jednolitą barwĊ z lekkim połyskiem, cienką i nie pomarszczoną plewkĊ oraz wykazywaü swoisty zapach magazynowy.
W trakcie oceny przydatnoĞci słodowniczej ziarna jĊczmienia jednym z podstawo-wych parametrów opisujących masĊ zboĪową jest celnoĞü ziarna (procentowy udział ziarniaków o gruboĞci powyĪej 2,5 mm w całkowitej masie ziarna). CelnoĞü ziarna w I klasie przydatnoĞci browarnej [Polska Norma 1997] musi wynosiü przynajmniej 95%, co jest wskaĨnikiem dobrego wypełnienia skrobią i łączy siĊ z duĪą masą 1000 ziaren (40–45g). Według Kunze’go [1999] celnoĞü nie powinna byü mniejsza niĪ 85% dla ziarna Ğredniej jakoĞci, natomiast ziarno jĊczmienia bardzo dobrej jakoĞci powinno wykazywaü wartoĞci przekraczające 95%. UwzglĊdniając wymagania słodowników [Kunze 1999], naleĪy całkowity plon ziarna pomniejszyü o masĊ ziarniaków o gruboĞci poniĪej 2,5 mm, traktowaną w słodowni jako poĞlad nie nadający siĊ do przerobu na słód.
SpoĞród parametrów wartoĞci browarnej ocenianych w trakcie skupu zasadnicze zna-czenie ma zawartoĞü białka [Przulj i Momcilovic 2001], która powinna zawieraü siĊ w granicach 10,5–11,5% [Klockiewicz-KamiĔska 1998, Polska Norma 1997]. DuĪa zawartoĞü białka w ziarnie skorelowana jest ujemnie z: masą 1000 ziaren, celnoĞcią oraz plonem ziarna, ekstraktywnoĞcią słodu, liczbą Kolbacha, lepkoĞcią i stopniem ostatecz-nego odfermentowania brzeczki. Z tego powodu w powszechnie stosowanej przy ocenie wartoĞci browarnej ziarna metodzie Molina-Cano jednoznacznie okreĞla siĊ próg zawar-toĞci białka [Molina-Cano 1987]. Według Kunze’go [1999] zawartoĞü białka w ziarnie powinna mieĞciü siĊ w przedziale od 9 do 11,7%, gdyĪ przekroczenie tych wartoĞci powoduje miĊdzy innymi pogorszenie czasu spływu i barwy brzeczki oraz stabilnoĞci koloidalnej piwa. Słodownicy twierdzą ponadto, Īe im wiĊcej białka w ziarnie jĊczmie-nia, tym uboĪszy w ekstrakt bĊdzie otrzymany z niego słód [BłaĪewicz i in. 2007]. Zbyt wysoka zawartoĞü białka w ziarnie związana jest nie tylko ze zmniejszeniem zawartoĞci skrobi, ale moĪe przedłuĪaü czas namaczania i powodowaü nierównomierne pobieranie wody i kiełkowanie w czasie słodowania [BłaĪewicz i Liszewski 2001]. JĊczmieĔ o zbyt małej zawartoĞci białka (poniĪej 9%) nie nadaje siĊ równieĪ do produkcji piwa. Zawar-toĞü białka w ziarnie jest skorelowana z zawartoĞcią enzymów i ziarno ubogie w białko wykazuje niską siłĊ enzymatyczną [Edney 1996]. Odpowiednia zawartoĞü enzymów odgrywa szczególnie waĪną rolĊ, jeĪeli w technologii produkcji piwa stosowany jest dodatek innego surowca, bogatego w skrobiĊ.
Kolejną istotną cechą ziarna jĊczmienia browarnego, oznaczaną w skupie, jest ener-gia kiełkowania, która stanowi parametr okreĞlający stan fizjologiczny ziarna i miernik
jego ĪywotnoĞci [Korol 1999]. Ziarno jĊczmienia browarnego bardzo dobrej jakoĞci wykazuje zazwyczaj ĪywotnoĞü nie mniejszą niĪ 98%, a dobrej jakoĞci – co najmniej 95%. ObniĪona energia kiełkowania to zasadnicza wada ziarna dyskwalifikująca je jako surowiec do produkcji słodu [Kunze 1999], gdyĪ nastĊpstwem niskiej ĪywotnoĞci ziarna jest najczĊĞciej pogorszenie stopnia rozluĨnienia i kruchoĞci słodu, zmniejszenie siły diastatycznej i ekstraktywnoĞci, wydłuĪanie czasu scukrzania słodu oraz pogorszenie stopnia ostatecznego odfermentowania brzeczki.
Obecnie dąĪy siĊ do tego, aby dobry jĊczmieĔ browarny posiadał niski poziom ȕ-glukanów, które obok pentozanów i arabinoksylanów stanowią główne nieskrobiowe wĊglowodany ziarna jĊczmienia. Polisacharydy nieskrobiowe, które są rozkładane w czasie słodowania tylko czĊĞciowo, zwiĊkszają lepkoĞü brzeczek. W wiĊkszoĞci bro-warów preparaty zawierające enzymy hydrolityczne, rozkładające te wĊglowodany, uĪywane są rutynowo jako Ğrodki zmniejszające lepkoĞü brzeczki, a takĪe zwiĊkszające ekstraktywnoĞü zacierów [Zembold i BłaĪewicz 2006].
W słodzie otrzymanym z ziarna o cechach mieszczących siĊ w dopuszczalnych gra-nicach okreĞla siĊ aktywnoĞü enzymów cytolitycznych, proteolitycznych i amylolitycz-nych, stopieĔ rozluĨnienia białkowego i skrobiowego, kruchoĞü słodu, ekstraktywnoĞü słodu i parametry fizykochemiczne brzeczek [Analytica EBC 1998, Kunze 1999]. Eks-traktywnoĞü jest jednym z waĪniejszych wyróĪników jakoĞciowych słodu [Kunze 1999]. Słaba ekstraktywnoĞü słodu oznacza wiĊkszą jego iloĞü, która jest potrzebna do wypro-dukowania okreĞlonej iloĞci brzeczki, co podnosi koszt produkcji piwa. Słód dobrej jakoĞci powinien charakteryzowaü siĊ ekstraktywnoĞcią nie mniejszą niĪ 81,6% s.m. [Klockiewicz-KamiĔska 2007]. EkstraktywnoĞü powinna byü jak najwiĊksza, bowiem od niej zaleĪy iloĞü ekstraktu w brzeczce piwnej. W ocenie wg Molina-Cano, po mody-fikacji dokonanej przez COBORU [Klockiewicz-KamiĔska 2007], od ekstraktywnoĞci zaleĪy 40% wartoĞci browarnej ziarna.
Ziarno jĊczmienia jako surowiec niesłodowany, duĪo taĔszy od ziarna przeznaczonego do produkcji słodu, wymaga jedynie, poza obłuszczeniem i rozdrobnieniem, uĪycia preparatów enzymatycznych zwiĊkszających ekstrakcjĊ, głównie wĊglowodanów. Ziarno niesłodowane moĪe byü uĪyte do celów piwowarskich bezpoĞrednio po zbiorze, bez dojrzewania poĪniwnego. Obłuszczanie, czyli usuniĊcie plewki, ma na celu wyelimino-wanie z ziarna niepoĪądanych w technologii produkcji piwa składników pogarszających jego walory smakowe. W procesie otrzymywania słodu piwowarskiego są one usuwane poprzez wypłukiwanie ich z plewki lub poprzez przemiany biochemiczne. Wraz z ziar-nem niesłodowanym wprowadza siĊ do brzeczki przede wszystkim wĊglowodany, pod-legające fermentacji podczas produkcji piwa. Alternatywą dla wykorzystania nienorma-tywnego ziarna jĊczmienia browarnego w piwowarstwie moĪe byü uĪycie ziarna pa-stewnej nagoziarnistej odmiany Rastik jako surowca niesłodowanego [Zembold i Bła-Īewicz 2006]. Ziarno nagie, pomimo podwyĪszonej zawartoĞci białka (nawet do 14%) na skutek wysokiego nawoĪenia azotem, nie straciło na ekstraktywnoĞci ani nie pogar-szało zasadniczo cech brzeczki piwnej [BłaĪewicz i Liszewski 2003, BłaĪewicz i in. 2007, Zembold i BlaĪewicz 2006].
WaĪnym wskaĨnikiem jakoĞci ziarna zarówno konsumpcyjnego, browarnego, jak i siewnego jest masa 1000 ziaren [BłaĪewicz i Liszewski 2001, 2003, Narkiewicz-Jodko i in. 1996]. Cecha ta w głównej mierze jest determinowana przez czynnik genetyczny
[Biskupski i in. 1984], poziom nawoĪenia mineralnego [Liszewski i BłaĪewicz 2001] oraz warunki pogody panujące w czasie kształtowania ziarna [BłaĪewicz i in. 2003]. Masa 1000 ziaren jest dodatnio skorelowana z celnoĞcią, zawartoĞcią skrobi, a takĪe z wydajnoĞcią ekstraktu, co ma duĪe znaczenie w przemyĞle piwowarskim [Kunze 1999]. Ujemna zaĞ korelacja wystĊpuje pomiĊdzy masą 1000 ziaren a zawartoĞcią białka nierozpuszczalnego i pentozanów rozpuszczalnych [Marchylo i in. 1984]. Wysokie wy-równanie (celnoĞü) jest szczególnie waĪne w młynarstwie i browarnictwie. Zdaniem Liszewskiego i BłaĪewicza [2001] wyrównanie zaleĪy miĊdzy innymi od cech odmia-nowych oraz nawoĪenia azotem. CzĊsto zbyt intensywne nawoĪenie azotem moĪe zwiĊkszaü w plonie udział ziaren słabiej wykształconych, nieprzydatnych w słodownic-twie czy w przemyĞle kaszarskim. DuĪe dawki azotu sprzyjają krzewieniu siĊ roĞlin i powodują wzrost plonu, ale ziarna drobnego. W uprawie jĊczmienia paszowego jest to natomiast zjawisko korzystne, gdyĪ pomimo niewielkich rozmiarów ziarniaków zwiĊk-sza siĊ ich iloĞü, a tym samym uzyskuje siĊ wiĊkszy plon ziarna, czĊsto o duĪej zawarto-Ğci białka [BłaĪewicz i in. 2007].
SzklistoĞü pozorna stanowi takĪe cechĊ, która zaleĪy przede wszystkim od właĞciwo-Ğci odmianowych i związana jest ze strukturą bielma, a w szczególnowłaĞciwo-Ğci z ułoĪeniem ziaren skrobiowych w komórkach bielma [Narkiewicz-Jodko i Gil 1997]. WaĪny w tym wzglĊdzie jest takĪe skład chemiczny ziarniaka (zawartoĞü białka). ZaleĪnoĞci te decy-dują o tym, czy ziarniak zostanie uznany za „szklisty”, czy nie [Gąsiorowski 1997]. Przy ocenie jakoĞci ziarna duĪą uwagĊ zwraca siĊ na jego właĞciwoĞci enzymatyczne, a zwłaszcza aktywnoĞü amylolityczną, okreĞlaną liczbą opadania [Narkiewicz-Jodko i in. 1996].
Bardzo istotnym wskaĨnikiem jakoĞci ziarna jest jego energia i zdolnoĞü kiełkowa-nia, szczególnie istotna dla jĊczmienia browarnego oraz ziarna siewnego [BłaĪewicz i Liszewski 2001, Kunze 1999, Narkiewicz-Jodko i Schneider 1990, Narkiewicz-Jodko i in. 2004]. Wysoka energia kiełkowania ogranicza straty ekstraktu w procesie słodowa-nia oraz pozwala uzyskaü wysokiej jakoĞci jednorodny słód. Ziarna nie kiełkujące są nie tylko bezuĪyteczne, ale nawet szkodliwe ze wzglĊdu na podatnoĞü na poraĪenie przez drobnoustroje. DuĪa energia kiełkowania Ğwiadczy o tym, Īe zarodki są zdrowe i proces kiełkowania powinien przebiegaü normalnie.
Ziarno jĊczmienia istotnie róĪni siĊ składem chemicznym od innych zbóĪ. Zawiera ono białko o wysokiej wartoĞci biologicznej, duĪo błonnika pokarmowego, w tym tak cennego β-glukanu, oraz wszystkie natywne formy witaminy E. Ta szczególna kombina-cja składników odĪywczych zawartych w ziarnie jĊczmienia decyduje o jego walorach fizjologiczno-Īywieniowych [Kawka i in. 1998]. W jĊczmieniu, podobnie jak w owsie, wystĊpują istotne róĪnice w składzie chemicznym ziarna oplewionego i nagoziarnistego, wynikające z obecnoĞci plewki lub braku plewki kwiatowej. Skład ziarna oplewionego zaleĪny jest od udziału znajdującej siĊ w nim plewki, której Ğrednia zawartoĞü waha siĊ w iloĞci 9–12% s.m. Podstawowe składniki plewki to: białko – 7,1%, tłuszcz – 2,1%, skrobia – 8,2%, pentozany – 20%, włókno surowe – 22,6% i popiół – 10%. Im wiĊkszy jest udział plewki, tym teĪ jest wyĪsza zawartoĞü pentozanów, włókna surowego i składników mineralnych [Gąsiorowski 1997].
Znacznie bardziej jest zróĪnicowany skład chemiczny poszczególnych czĊĞci anato-micznych ziarna, poniewaĪ składniki chemiczne są tam rozmieszczone nierównomiernie.
Z tego wzglĊdu wartoĞü odĪywcza przetworów zboĪowych zaleĪy nie tylko od rodzaju i składu chemicznego ziarna, ale równieĪ od stopnia jego przemiału [Gąsiorowski i Kawka 1998]. Peryferyjne warstwy ziarna są najbogatsze w składniki cenne z punktu widzenia Īywienia człowieka.
NajwaĪniejszymi składnikami pokarmowymi ziarna zbóĪ, ze wzglĊdu na jego wyko-rzystanie, są białka i wĊglowodany. ZawartoĞü białka w ziarnie jĊczmienia waha siĊ w granicach 10,5–14,5%, a dla krajowego jĊczmienia browarnego Ğrednia wynosi 11,4% (N x 6,25) [Kawka 2004]. ZawartoĞü białka w ziarnie jĊczmienia zaleĪy głównie od cech odmianowych, modyfikowanych jednak przez zmienne warunki siedliskowe i zabiegi agrotechniczne, miĊdzy innymi nawoĪenie azotem [BłaĪewicz i in. 2003]. Prawidłowa agrotechnika powinna mieü na celu stworzenie odpowiednich warunków do akumulacji białka i skrobi w ziarnie (Jurek i in. 2001).
Udział poszczególnych frakcji białka wynosi (w % azotu ogólnego): albuminy – 8,5–12,5%, globuliny – 2,3–5,7%, hordeina – 15,6–46,4%, gluteliny – 18,2–47,5% i azot białkowy – 7,5–16,9%. Biorąc pod uwagĊ wartoĞü odĪywczą ziarna zbóĪ znacze-nie ma znacze-nie tylko zawartoĞü białka, ale rówznacze-nieĪ, i to w wiĊkszym stopniu, jego skład aminokwasowy [Kawka i Gąsiorowski 2000, Pomeranz i in. 1973]. Białka zboĪowe nie dorównują białkom zwierzĊcym pod wzglĊdem składu aminokwasowego, ze wzglĊdu na ograniczoną zawartoĞü lizyny, tryptofanu i metioniny. WartoĞü biologiczna białek jĊcz-mienia jest dosyü wysoka. Białko tego gatunku zawiera wiĊcej lizyny aniĪeli pszenicy i kukurydzy, a mniej niĪ Īyta i owsa. StrawnoĞü białka warstw zewnĊtrznych ziarna jest przy tym niĪsza niĪ strawnoĞü białka bielma. W białkach jĊczmienia głównym amino-kwasem ograniczającym jest lizyna, nastĊpnie treonina, a w białku jĊczmienia nagoziar-nistego takĪe leucyna. W białku jĊczmienia oplewionego i nagoziarnagoziar-nistego Ğrednia ogól-na zawartoĞü aminokwasów egzogennych wynosi odpowiednio 31,96 i 30,78 g ǜ100 g-1
białka [Bansal i in. 1977, Gąsiorowski i Kawka 1997]. W jĊczmieniu nagoziarnistym znajduje siĊ nieco wiĊcej kwasu glutaminowego i proliny oraz nieznacznie mniej pozo-stałych aminokwasów. W miarĊ wzrostu zawartoĞci białka w odmianie zwiĊksza siĊ przede wszystkim koncentracja białek zapasowych: hordeiny, gluteliny (bogatych w kwas glutaminowy i prolinĊ), a zmniejsza siĊ koncentracja białek typu albumin i glo-bulin, które są bogate w odĪywczy aminokwas lizynĊ. Pomeranz i in. [1973] stwierdzili, Īe ziarna o wiĊkszej zawartoĞci białka zawierały wiĊcej kwasu glutaminowego i proliny oraz mniej pozostałych aminokwasów niĪ o małej jego zawartoĞci. Według tych autorów istnieje wysoka ujemna korelacja pomiĊdzy zawartoĞcią lizyny a głównymi aminokwa-sami białek zapasowych w zboĪach (kwas glutaminowy, prolina). Ogólnie stwierdza siĊ, iĪ białka konstytucyjne (albuminy i globuliny) cechują siĊ znacznie wyĪszą wartoĞcią biologiczną niĪ białka zapasowe (gluteliny i prolaminy). RównieĪ wyniki prac hodowla-nych zbóĪ wskazują, iĪ zmianom składu aminokwasowego białka ogółem towarzyszą modyfikacje zawartoĞci frakcji białkowych [Majcherczak i in. 2003]. Zmiany składu frakcyjnego białka ogółem zbóĪ, a wiĊc i jego składu aminokwasowego, mogą byü kon-sekwencją zmian w budowie anatomicznej samego ziarniaka. Zmiana proporcji czĊĞci anatomicznych ziarna, w szczególnoĞci zwiĊkszenie masy zarodka lub warstw aleuro-nowych, moĪe spowodowaü poprawĊ jakoĞci białka pod wzglĊdem aminokwasowym. Białka strukturalne (albuminy i globuliny) znajdują siĊ w przewaĪającej czĊĞci w zarodku i w warstwie aleuronowej, a zapasowe (gluteliny i prolaminy) w bielmie –
w postaci ciał białkowych. W wyniku nawoĪenia azotem wzrasta masa 1000 ziaren, co osiągane jest głównie przez zwiĊkszenie masy bielma w stosunku do pozostałych czĊĞci ziarniaka, a w okresie wypełniania siĊ ziarna zachodzi na ogół synteza białek zapasowych, z przewagą prolamin [Kirkman i in. 1982].
Mono- i oligosacharydy wystĊpują w ziarnie jĊczmienia w niewielkich iloĞciach, na-tomiast wielocukry typu skrobi, hemiceluloz i celulozy znajdują siĊ w duĪych iloĞciach. ZawartoĞü skrobi mieĞci siĊ w przedziale od 58 do 64% i jest modyfikowana przez czynniki genetyczne i Ğrodowiskowe [Widera 1999]. Znaczenie Īywieniowe skrobi wy-nika ze stosunku amylozy do amylopektyny. Amyloza jest bowiem trudniej trawiona niĪ amylopektyna. Skrobia jĊczmienna moĪe zawieraü od 0 do 40% amylozy. Stąd wynika zróĪnicowana strawnoĞü skrobi jĊczmiennej i jest niĪsza w porównaniu do innych zbóĪ.
Hemicelulozy wystĊpują w ziarnie i słomie, z tym Īe w ziarnie – głównie w czĊ-Ğciach otrĊbiastych i Ğcianach komórkowych – jako substancje towarzyszące celulozie i ligninie. W całym nieobłuszczonym ziarnie ich zawartoĞü wynosi ok. 10%. Ziarno jĊczmienia oplewionego zawiera ok. 5% celulozy, natomiast w jĊczmieniu nagoziarni-stym wystĊpuje tylko 1/3 tej iloĞci celulozy. Lignina znajduje siĊ w ziarnie w mniejszych iloĞciach; całe ziarno zawiera ok. 3,5% ligniny [Gąsiorowski 1997, Kawka 2004].
Ziarno jĊczmienia jest waĪnym Ĩródłem błonnika pokarmowego (frakcji nierozpusz-czalnych i rozpusznierozpusz-czalnych) [Wołoch i Pisulewski 2003]. WĞród składników wchodzą-cych w skład błonnika pokarmowego, oprócz celuloz i lignin, znajdują siĊ takĪe związki pentozanowe oraz β-glukany [Michniewicz i in. 1998, Spychaj i in. 2002]. Według ba-daĔ Gąsiorowskiego i Kawki [1998] zawartoĞü błonnika pokarmowego ogółem w jĊcz-mieniu kształtowała siĊ w przedziale 22,6–29,1%. W ziarnie jĊczmienia oplewionego błonnik rozpuszczalny stanowił ok. 23% całkowitej zawartoĞci błonnika pokarmowego. ZawartoĞü β-glukanów w jĊczmieniu kształtowała siĊ w granicach 4,1–5,1%, pentoza-nów 5,7–8,0% i włókna surowego 4,1–5,9%. β-glukany naleĪące do grupy polisachary-dów nieskrobiowych stanowią istotną czĊĞü błonnika pokarmowego. Skala zawartoĞci ȕ-glukanów w polskim jĊczmieniu mieĞci siĊ w granicach 3,8 do 5,1%. A wiĊc jĊczmieĔ jest dobrym Ĩródłem tych substancji [Gąsiorowski i Kawka 1998]. ObecnoĞü β-glukanów stwierdzono zarówno w bielmie, warstwie aleuronowej, jak i w zarodku. ȕ-glukany są rozłoĪone doĞü równomierne w całym bielmie [Cierniewska i in. 1998].
ZawartoĞü β-glukanów zaleĪy zarówno od odmiany [Wołoch i Pisulewski 2002], jak i od zabiegów agrotechnicznych, takich jak: gĊstoĞü siewu i nawoĪenie azotem [BichoĔski i in. 2003a] oraz chemiczna ochrona roĞlin [BichoĔski i in. 2003b].
Niewiele jest prac dotyczących zawartoĞci β-glukanów w ziarnie polskiej odmiany nieoplewionej Rastik [Spychaj i in. 2002, Wołoch i Pisulewski 2002]. Wołoch i Pisulew-ski [2002] stwierdzili, Īe róĪnice w zawartoĞci β-glukanów pomiĊdzy ocenianymi for-mami jĊczmienia nagoziarnistego (4,2%) i oplewionego (3,9%) były niewielkie. Nato-miast Spychaj i in. [2002] wskazują na wiĊkszą zawartoĞü β-glukanów w ziarnie jĊcz-mienia oplewionego (Rataj) w porównaniu z odmianą nagoziarnistą (Rastik).
Jednym z waĪniejszych czynników decydujących o wartoĞci siewnej i technologicz-nej ziarna są warunki przechowywania. One takĪe decydują o stanie fitosanitarnym ziarna [Narkiewiewicz-Jodko i in. 2004]. Podczas przechowywania ziarna w magazy-nach najwaĪniejszym czynnikiem Ğrodowiska jest odpowiednia wilgotnoĞü powietrza i związana z nią wilgotnoĞü równowaĪna ziarna [Grzesiuk i Kulka 1981].
