Просо: забуті переваги
Анна Бєлєніхіна, Віктор Костромітін
Інститут рослинництва ім. В.Я. Юр’єва, НААНУ
У структурі світового виробництва зерна просо займає шосте місце після кукурудзи, рису, пшениці, ячменю, сорго та вирощується у США, Індії, Китаї, Нігерії, Мексиці, Судані, Аргентині та Австралії тощо. Це зумовлено, насамперед, особливостями культури - найбільшим коефіцієнтом розмноження, високим біологічним потенціалом продуктивності навіть при строгому самозапиленні, посухостійкістю, солевитривалістю, стійкістю до хвороб, слабкою реакцією на строки сівби.
Просо - джерело білка та каротиноїдів
Просо є однією з основних круп’яних культур України, цінність якої визначається практично безвідходним використанням продуктів переробки в харчовій, кормовій, фармацевтичній, мікробіологічній, промисловій галузях виробництва, а також можливістю вирощування у післяжнивних та післяукісних посівах і як страхова культура для пересіву озимих. Сировину проса можна використовувати у пивоварній промисловості для солоду. Також ця культура має високу оцінку і в кормовиробництві: зерно і продукти його переробки є цінним кормом для сільськогосподарської худоби.
Збільшення виробництва білка і підвищення його поживної цінності залишається однією із найбільш актуальних проблем. Сільське господарство є основним постачальником рослинних білків для людей. На його частку припадає до 80% річного збору білка.
За даними ФАО, на сьогодні третина людства страждає від недостатньої калорійності харчування, більше половини - від нестачі білка. В Україні основним круп'яним продуктом, що містить велику кількість білка, є пшоно - продукт переробки проса. Залежно від сорту, ґрунтово-кліматичних умов вирощування пшоно містить 12-14% білка, 80-82% крохмалю, 2,0-3,5 мг/кг каротиноїдів, 2-3% жиру.
Крім того, вміст білків у зерні проса коливається від 8,8 до 19,3%, і становить у середньому 13,7%. У процесі виготовлення пшона, при видаленні квіткових плівок, кількість білкових речовин у ядрі збільшується у межах 11,2-23,5% при середньому вмісті 16%. Але при шліфуванні пшона (дранця) зменшується не тільки вміст білка і крохмалю, але й мінеральних речовин, перш за все, фосфору. До речі, також вміст білка в зерні залежить від природно-кліматичних умов, агротехнічних заходів, генотипових особливостей сорту.
Білки зерна представлені двома групами - протоплазматичними і запасними. Перші (білки власне цитоплазми і ядра) багаті всіма незамінними амінокислотами і збалансовані, сконцентровані в зародку. Частка білків протоплазми становить лише 10-15%. Білки зародка містять в основному альбуміни і глобуліни, вітаміни групи В і мікроелементи, запасних білків у зерні 65-75%. Це переважно глобуліни, проламіни і глютеліни.
Каротиноїди відіграють важливу роль у процесах обміну в організмі людини та тварини. При недостачі провітаміну А в організмі спостерігається процес А-авітамінозу, що веде до глибоких змін в обміні білків, нуклеїнових кислот, підвищенню вмісту фосфатів і ненасичених жирних кислот. Каротиноїди (провітамін А) представляють групу жовтих пігментів. На сьогодні вже відомо 80 каротиноїдів, які зустрічаються у природі, з них біологічною активністю провітаміну А володіють не менш як 10.
Каротиноїди легко окислюються під впливом ультрафіолетового світла та при підвищенні температур. Зміна забарвлення із жовтого на біле свідчить про руйнування каротиноїдів у продуктах. Так, при довгому зберіганні зерна і зернопродуктів їх жовті пігменти окислюються, від чого борошно і крупа біліють.
Одним із основних постачальників каротиноїдів є культурні рослини, у яких накопичення жовтого пігменту відбувається у зелених стеблах, листі, а при дозріванні - у плодах і насінні. Серед сільськогосподарських культур просо ціниться своїми поживними властивостями, зокрема, високим вмістом провітаміну А.
Так, у його ядрі міститься 3,1-4,9 мг/кг ксантофілу та 0,7-1,8 мг/кг каротину. На просі накопичення каротиноїдів у зерні пов’язане з особливістю його дозрівання: коли зерно в нижній частині волоті знаходиться у стадії молочної стиглості і ще накопичує провітамін А, зерно у верхній та частково в середній частині волоті вже дозріле, і в ядрі відбувається процес руйнування каротиноїдів.
Отже, у проса, як і в культурних рослин, вміст каротиноїдів у зерні зумовлюється генотипом та абіотичними факторами середовища.
Забуваємо про просо?
У наш час такій цінній круп’яній культурі приділяється недостатня увага, хоча просо характеризується високою посухостійкістю, що є досить позитивним при поступових змінах клімату протягом останнього десятиріччя. А також ця культура забезпечує досить стабільні врожаї у нашій зоні, не залежно від погодних умов, наприклад, на відміну від гречки.
За останні роки в Україні площі посіву проса значно зменшились, як і обсяг виробництва - до 94,6-115 тис. т. Хоча в оптимальній структурі валового збору зерна в масштабах України має займати 0,7-1,3%, при споживанні тільки продовольчого зерна на рівні 120 тис. т.
До 2010 року площі посіву проса не перевищували 7,9 тис. га, що свідчить про відсутність зацікавленості сільськогосподарських виробників у вирощуванні цієї культури. В результаті цих фактів ми бачимо різке подорожчання пшона в 2010 році. І вже торік площа посіву проса суттєво зросла, до 13,6 тис. га.
Рис. 1 Динаміка площ проса в Україні, тис. га
В Інституті рослинництва імені В.Я. Юр’єва вирощуванням проса займаються досить давно. За цей час було проведено аналіз даних вирощування проса в лабораторії рослинництва і сортовивчення на основі лабораторних звітів. Метою досліджень було узагальнення багаторічних результатів спостереження за формуванням урожайності проса на дослідному полі Інституту рослинництва імені В.Я. Юр’єва, а також встановлення рівня урожайності проса залежно від погодних умов років, сортів, фонів мінерального живлення.
Досліди протягом досліджуваних років проводилися у сівозмінах на дослідних полях Інституту рослинництва імені В.Я. Юр’єва та закладалися методом розщеплених ділянок. Вивчалися такі фони мінерального живлення: 1) без внесення добрив (сівозмінний фон); 2) мінеральні добрива в дозі N30P30K30; 3) мінеральні добрива в дозі N60P60K60.
Рис.2. Урожайність проса в сівозмінах лабораторії рослинництва і сортовивчення у середньому за 1926-2010 роки, т/га
Як показують досліди з просом, протягом майже століття (1926-2010 роки) урожайність дуже змінювалась: від 0,6 т/га в 1956 році до 5,7 т/га у 1982 році. Крім того, значний вплив на урожайність сортів проса в першу чергу мали погодні умови року (рис. 3).
Рис. 3. Гідротермічний коефіцієнт за період вегетації проса з 1972 по 2010 років
Якщо порівняти урожайність проса і гречки в сприятливі роки, то урожайність проса перевищувала середні та максимальні позначки гречки на 0,25 та 0,72 т/га та становила 2,6 і 4,2 т/га відповідно. Якщо розглянути, наприклад, засушливий 2010 рік, то гречка не сформувала урожаю, а просо в середньому по досліду 2,80 т/га. Це свідчить, що просо як круп’яна культура переважає гречку за врожайністю як у сприятливі, так і в засушливі роки.
Сортове різноманіття
Найважливішою складовою будь-якої технології вирощування сільськогосподарських культур є адаптований до місцевих умов сорт, що володіє високою і стабільною урожайністю за роками. Поява сучасних сортів проса з принципово новими характеристиками, ефективне використання їх генетичного потенціалу, зменшення енерговитрат на виробництво потребують удосконалення системи підбору та раціонального розміщення сортів у певних ґрунтово-кліматичних зонах із урахуванням біологічних особливостей, адаптивності, агроекологічної пластичності та реакції на умови вирощування.
На рисунку 4 наведено сорти проса і їх урожайність у середньому по дослідах, які вирощувалися в Інституті рослинництва ім. В.Я. Юр’єва в лабораторії рослинництва і сортовивчення. Найбільшу врожайність формував сорт Харківське 57, який у середньому за 25 років вирощування давав конкурентоспроможну врожайність і не поступався новішим сортам. Цей сорт до 2010 року був національним стандартом України і наразі займає 10-15% посівних площ під цією культурою.
Рис. 4. Середня урожайність сортів проса за 1973-2010 роки вирощування, т/га
Одним зі скоростиглих сортів є Константинівське. Цей сорт придатний для вирощування у післяжнивних та післяукісних посівах, за рахунок чого можна отримати додатковий урожай з одиниці площі на рівні 1,5-2 т/га, збільшуючи валові збори зерна.
Сорт Константинівське був створений шляхом обробки сорту Благодатне 0,0125% розчином нітрозоетилсечовини. Сорт з 2006 року занесений до Державного реєстру сортів рослин України і рекомендований для вирощування у степу України. Тривалість вегетації становить 70-77 діб. Потенційна врожайність сорту - 4,5-5 т/га . Відрізняється добрими технологічними показниками якості зерна і високими споживчими властивостями крупи. Сорт характеризується підвищеним вмістом білка (14%), є посухостійким, стійким до вилягання та осипання зерна. Рекомендується також використовувати сорт у змішаних посівах із горохом та соєю для одержання високопоживної кормосуміші, збалансованої білком та незамінними амінокислотами.
Заслуговує особливої уваги середньо-, пізньостиглий сорт Вітрило, створений методом внутрішньовидової гібридизації. У реєстрі сортів рослин України з 2008 року для зони Степу. Відрізняється він підвищеною посухостійкістю і високою стійкістю до поширених на Україні рас сажки. За даними Держкомісії із сортовипробування, у зоні Степу України гарантована прибавка урожаю за два роки сягала 0,26 т/га. Характерні для цього сорту високі технологічні показники: вихід крупи (83%), плівчастість (16,8%), оцінки якості каші (4,2 балу), ураження меланозом від 0,8 до 4%. Зерно крупне, маса 1000 зерен коливається у межах 8,2-8,4 г. Вміст білка за даними Держкомісії із сортовипробування становить 14,8%.
На 2009 рік рекомендований до поширення в Україні для зони Полісся сорт Ювілейне з високими показниками якості зерна та крупи.
Сорт Ювілейне створений методом внутрішньовидової гібридизації за участю сортів Масловське 3 та Миронівське 51 із подальшим багаторазовим добором. Сорт характеризується високими технологічними показниками: вихід крупи (83%), плівчастість (16,5%), маса 1000 насінин - 7,8 г, крупа яскраво-жовтого кольору, оцінка якості каші - 4,2 балу. На інфекційному фоні штучного зараження сажкою показав високу стійкість до 2,3 і 4 рас сажки. Середня урожайність за три роки державного сортовипробування сягнула 3,38 т/га, гарантована прибавка - 0,31 т/га.
Сорти Інституту імені В. Я. Юр’єва, рекомендовані для вирощування у різних зонах України, відрізняються підвищеною урожайністю, високою якістю крупи, стійкістю до посухи, обсипання зерна, придатністю до механізованого збирання із меншими втратами зерна, а також на відміну від застарілих сортів, високою стійкістю до сажки, вилягання та більшою масою 1000 насінин, що є одним із визначальних факторів при формуванні врожаю.
Урожайні фактори
Одним із головних факторів впливу на урожайність проса є добрива. Підвищення урожаю сільськогосподарських культур від внесення добрив у чорноземній зоні становить 40-50%. Забезпечення посівів елементами живлення сприяє більш ощадливій витраті води, підвищенню їх стійкості до несприятливих факторів і ураження хворобами, створює умови для реалізації генетично зумовленої потенціальної продуктивності. Просо чутливе до мінеральних та органічних добрив, внесених безпосередньо під нього, а також під попередники. Світовий досвід переконує, що екстенсивне ведення землеробства без застосування добрив неминуче веде до поступового виснаження родючості ґрунтів та зниження урожайності вирощуваних культур.
Недопустимість такого екстенсивного шляху є основним напрямом у розвитку землеробства розвинених країн світу, однак в Україні протягом останніх 20 років продовжують ігнорувати ці застереження, тому врожаї сільськогосподарських культур формуються переважно за рахунок вичерпування природної (ефективної) родючості ґрунтів, землеробство ведеться в умовах недостатнього внесення добрив, жорсткого дефіциту поживних речовин у ґрунті, гострої деградації родючості ґрунтів.
Тривале агроекологічне вивчення свідчить про те, що є тенденції росту урожайності. Просо формувало досить високу конкурентоспроможну урожайність за рахунок сівозмінного фактора (без добрив) на рівні 3,26-4,56 т/га (рис. 5). Встановлено, що в сприятливі роки просо дає більшу урожайність на фоні половинної дози добрив N30P30K30 на рівні 4,54 т/га, 4,15 т/га, 3,43 т/га при урожайності на контролі 4,08 т/га, 3,28 т/га, 2,37 т/га відповідно до років. Прибавки урожайності становили від 0,16 до 1,06 т/га.
Рис. 5. Урожайність проса за роки досліджень залежно від фонів живлення, т/га
Прибавки урожайності від внесення повної дози добрив N60P60K60 порівняно з контролем сягають від 0,05 до 0,87 т/га, тому застосування більшої дози є економічно не вигідно.
Багаторічними дослідженнями вирощування проса встановлено, що основним напрямом підвищення ефективності землеробства в сучасних умовах є комплексний підхід до розробки науково обґрунтованих сівозмін у поєднанні з раціональною системою добрив і збереженням ґрунтової родючості та підбір високопродуктивних сортів адаптованих до конкретних умов вирощування.