Płatki jęczmienne błyskawiczne z jęczmienia jarego uprawianego na 100 ha

1. Opis surowca

Jęczmień (Hordeum L.) – rodzaj zbóż z rodziny wiechlinowatych, jego ziarniaki zawierają duże ilości skrobi. Ziarniak ma kształt wydłużony, okryty plewkami, pomarszczony. Plewka ma barwę słomkową.

1.1 Znaczenie gospodarcze

Jęczmień stanowi ok. 10 % światowej powierzchni uprawy zbóż (68 – 71 mln ha), średni plon z ha jest niewielki ok. 2,1-2,3 tony. Największym producentem tego zboża jest Rosja, podczas gdy najwyższe zbiory uzyskuje się w Irlandii (6,0 t/ha) i Belgii (6,2 t/ha). Powierzchnia zasiewów jęczmienia w Polsce wynosi ok. 1,1– 1,2 mln ha, w tym formy ozime zajmują tylko 110 – 190 tyś. ha. Związane to jest z łatwym wymarzaniem jęczmienia u nas. Plenność jęczmienia ozimego jest większą niż jarego i zamyka się w granicach 3,05-3,3 t/ha. Krajowe zbiory ziarna jęczmienia wynoszą 3,3– 3,7 mln t on, z czego 75 % przeznacza się na pasze, po 5 % na spożycie w formie kasz i płatków, na słód browarniany, ok. 10 % na materiał siewny a reszta to ubytki i straty.

1.2 Kierunki użytkowania 

Ziarno jęczmienia ze względu na brak białek glutenowych nie nadaje się na mąkę do wyrobu chleba. Używane przede wszystkim na kasze, jako surowiec browarniany do wyrobu piwa oraz na paszę. Najważniejszym sposobem wykorzystania jęczmienia w przemyśle jest produkcja słodu. Słód jęczmienny stanowi mieszaninę węglowodanów potrzebnych w procesie fermentacji alkoholowej, głównie w produkcji piwa, ale również i whisky. Istnieją również duże możliwości wykorzystania słodu lub ekstraktu słodowego jako dodatku do produktów spożywczych, aby poprawić ich walory konsumpcyjne i wartość odżywczą. Można wykorzystywać go m.in. w piekarnictwie do produkcji chleba. Przyczynia się on do zwiększenia jego objętości, a także nadaje pieczywu charakterystyczną barwę skorki oraz aromat.  Dawniej było to zboże chlebowe (chleb plackowy), dziś ziarno przerabia się głównie w kaszarniach, rzadziej młynach. Wyrabia się z niego różne rodzaje kasz (pęczak, kasza łamana, perłowa), oraz dodatkowo otrzymuje się otręby konsumpcyjne oraz mąkę wyciągową Z kaszy można również wyprodukować płatki błyskawiczne, które przeznacza się do bezpośredniej konsumpcji, jako surowiec lub dodatek do produkcji pieczywa, wyrobów ciastkarskich oraz preparowanych produktów zbożowych. Niektóre gatunki jęczmienia uprawiane są jako trawy ozdobne, np. jęczmień grzywiasty (Hordeum jubatum) z Ameryki Północnej, inne spotykane jako chwasty przydrożne, np. w Polsce jęczmień płonny (Hordeum murinum).

1.3 Wymagania klimatyczne

Jęczmień ma niski współczynnik transpiracji(350) i uważa się go za najbardziej kserofobiczny gatunek pośród innych zbóż. Najmniejsze zapotrzebowanie na wodę opadową ma na kompleksach pszennych, w miarę pogarszania się jakości gleb jego zapotrzebowanie rośnie. Jęczmień jary nie lubi nadmiernych opadów na jesieni, przeszkadzają one w hartowaniu i pogarszają zimowanie, sprzyjają porażaniu przez mączniaka prawdziwego. Według Klatta optymalna suma opadów wynosi około 200 mm na glebach średnich do 250 mm  na glebach żytnich. Najbardziej wrażliwe na niedobory wody są w okresie wiosennym, kiedy to posuchy 3– 4 tygodniowe mogą znacznie obniżyć plon. Na jęczmień jary największy wpływ maja opady w okresie od siewu do krzewienia.

1.4 Wymagania glebowe

Jęczmień ozimy uprawiamy na glebach kompleksu 3 i 4, natomiast najlepsze plony jęczmienia  jarego otrzymamy uprawiając go na glebach kompleksu 1 i 2 (pszenny bardzo dobry i dobry). Wysokie plony uzyskamy również na kompleksach pszennym wadliwym i żytnim bardzo dobrym. Wymagania jęczmienia wobec odczynu gleby są największe wśród wszystkich zbóż, optymalne pH wynosi od 5,4 do 7,5. Jakiekolwiek przekroczenie tych granic powoduje znaczne obniżenie plonu. Jęczmień jest również bardzo wrażliwy na nadmiar wolnych jonów glinu i manganu. 

1.5 Stanowisko agrotechniczne:

Dla jęczmienia ozimego najlepszym przedplonem są :groch, rzepak ozimy, ziemniak wczesny mieszanki strączkowe  na nasiona.. Ze względu na zagrożenie chorobami nie powinno siać się jęczmienia po pszenicy i pszenżycie. Bezpiecznym przedplonem przy dominacji w płodozmianie zbóż okazał się owies. Wpływ przedplonu wyraźnie się zaznacza po ciężkich zimach oraz w miarę pogarszani się jakości gleb i jej kultury. Uprawę roli zależy od przedplonu: jeżeli były to strączkowe czy zboża i pozostało ściernisko to niszczymy je kultywatorem albo broną talerzową. Po ziemniaku zbieramy łęciny i doprawiamy za pomocą agregatu uprawowego. Po motylkowych wieloletnich niszczymy darń na głębokość ok. 5 – 8 cm a  po kilku dniach orzemy. Glebę przed posianiem jęczmienia powinno się orać na głębokość ok. i natychmiast zabronować. 20 – 25 cm, dobre odwracając, na tyle wcześnie aby zdążyła ona jeszcze dobrze osiąść.  

Dla jęczmienia jarego najlepszym przedplonem są okopowe, szczególnie burak cukrowy dla jęczmienia browarniczego. Dla jęczmienia pastewnego dobrym przedplonem są również strączkowe na nasiona.  Słabymi przedplonami są zboża, zwłaszcza pszenica, pszenżyto i żyto. Owies ze względu na swoje właściwości fitosanitarne zostawia po sobie dobre stanowisko. Uprawa roli zależy od przedplonu: po okopowych nie wykonujemy orki przedzimowej, zbieramy resztki pożniwne, wyrównujemy koleiny i spulchniamy glebę do 20 cm. Po zbożach i innych roślinach pozostawiających ściernisko, musimy najpierw wykonać podorywkę a następnie jesienią średnio głęboką orkę (20 –25). Wiosną włókowanie, bronowanie i kultywatorowanie, jednak uprawa gleby nie powinny być głębsze niż 5 – 6 cm, a wierzchnią rozruszamy i zagęszczamy za pomocą za pomocą wału strunowego.   

1.6 Nawożenie

Azotem: na glebach kompleksu pszennego, z regularną gospodarką obornikową, gdy przedplonem były rośliny niezbożowe, wtedy wystarczy zastosowanie jednorazowej dawki azotu w ilości ok. 40-70kg N/ha, w czasie ruszenia wegetacji. Natomiast na glebach słabszych, po zbożach dawki azotowe będą większe i będą dochodzić nawet do 130 kg N/ha. Wtedy należy podzielić dawkę na 2-3 części: 80 kg stosuje się w czasie wznowienia wegetacji, a 30-40 kg w w fazie strzelania w źdźbło, w czasie wydłużania trzeciego międzywęźla. Przedsiewnie azotem nawozimy tylko po przedplonach zbożowych.

Fosforem: 60-100 kg P₂O₅  Możemy zastosować nawozy pojedyncze, mieszane jak i wieloskładnikowe, zawierające potas. Należy jednak pamiętać aby stosunek P : K w zastosowanym nawozie była jak najbardziej zbliżona do wyliczanego, jeżeli tak nie jest wtedy różnice wyrównujemy nawozami pojedynczymi.

Potasem: 70-120 K₂O  Wszystkie nawozy potasowe jak i fosforowe stosujemy przesiewnie. Tylko na glebach kompleksu żytniego bardzo dobrego część nawozów potasowych możemy zastosować bardzo wczesną wiosna.

1.7 Siew

Trudno precyzyjnie określić termin siewu jęczmienia ozimego. Zbyt wczesny siew może spowodować że nadmiernie wyrośnięte rośliny zaatakują choroby grzybowe (mączniak, ploniarka zbożowa) oraz zwiększa się wtedy ryzyko wyprzenia nadmiernie wybujałych roślin podczas śnieżnych zim. Jednak wczesny siew korzystnie wpływa na wzrost i rozwój rośliny przed zimą, co zwiększa prawdopodobieństwo lepszego przezimowania i dobrych plonów. Jako optymalny termin siewu naukowcy sugerują II i III dekadę września. W optymalnym terminie siewu wysiewamy ok. 145-195 kg ziarna na hektar, co pozwoli nam uzyskać obsadę 330-450 ziarniaków na 1 m². W przypadku późniejszych siewów zwiększa się masę wysiewu o ok. 15%. Jęczmień ozimy wysiewa się w rozstawie rzędów 13-15 cm na głębokość 3-4 cm

Jęczmień nawet w przypadku przemarznięcia wczesną wiosna jest w stanie wytworzyć dodatkowe pędy boczne. Dlatego można go siać już siać w połowie marca, wpływa to dodatnio na elementy decydujące o wielkość plonu: krzewienie produktywne, liczbę kłosów na jednostkę powierzchni oraz masę 1000 ziarniaków. Jęczmień wcześniej wysiany lepiej wykorzystuje nawożenie azotem, ziarno jego ma dużą zawartość skrobi i mały udział łuski , co jest szczególnie ważne przy produkcji jęczmienia browarniczego. Opóźniony siew sprzyja wzrostowi zawartości białka, co odbywa się kosztem skrobi i pływa na wielkość ziarna. Jęczmień browarny wysiewamy gęściej niż pastewny aby poprzez mniejsze krzewienie i mniejsza liczbę odgałęzień bocznych otrzymać jak najbardziej wyrównane ziarno. Jęczmień jary wysiewa się w rozstawie rzędów 13-15 cm na głębokość 3-4 cm, a obsada wynosi 300-400 ziarniaków na 1 m² dla browarnego i 280-370 szt./m² dla pastewnego. Aby uzyskać taką obsadę musimy wysiać odpowiednio 100-120kg ziarna dla jęczmienia browarnego i 140-160 dla jęczmienia pastewnego.

1.8 Pielęgnacja 

Jęczmień jary jest bardzo podatny na zachwaszczenie. Aby tego uniknąć należy pamiętać o odpowiednim płodozmianie (po okopowych zostaje stanowisko w mniejszy stopniu zachwaszczone) oraz o odpowiednich uprawkach pożniwnych. Możemy tutaj śmiało zastosować zabiegi mechaniczne do walki z chwastami, bez uciekania się do herbicydów. Bronowanie w celu zniszczenia chwastów przeprowadzamy w trzech terminach: pierwszy w fazie szpilkowania bądź piórkowania, drugi- w fazie 5 liści, trzeci - najpóźniej na początku strzelania  źdźbło. Jeżeli nastąpiło silne porażenie uprawy chwastami należy wtedy połączyć zabieg mechaniczny z chemicznym.

1.9 Zbiór

Jęczmień pastewny zbieramy w dojrzałości woskowej lub pełnej, natomiast ziarno przeznaczone na słód browarniczy powinno być zbierane w dojrzałości pełnej, przy zawartości wody w granicach 12– 17%.  Zbyt późny siew sprawia że ziarno traci jasną barwę, łuska odstaje wierzchołków jest zagrzybione. Dojrzewa w III dekadzie sierpnia, zbiór mechaniczny jest łatwy ze względu na niskie źdźbło. Słomę ma kruchą, łamliwa, słabą, która może być pocięta na pasze lub rozdrobniona i przyorana. Zbiór jęczmienia ozimego przeprowadza się dwuetapowo w fazie dojrzałości woskowej lub jednoetapowo w fazie dojrzałości pełnej, za pomocą kombajnu zbożowego. Dojrzewa na początku lipca  lub najpóźniej, w niesprzyjających warunkach w połowie lipca, rozpoczyna razem z rzepakiem ozimym tzw.  "małe żniwa" .

10. Charakterystyka ziarna jęczmienia

Ziarno okryte jest łuską, pod którą znajdują się dwie okrywy- owocowa oraz nasienna. Pod okrywami znajdują się komórki warstwy alerunowej bogate w tłuszcze i białka. Warstwa alerunowa otacza endospermę -mączysta część ziarna zwaną także bielmem. Endosperma wypełniona jest związkami azotowymi oraz skrobią. Zarodek składa się głownie z części białkowych. Ta część zarodka, która przylega do endospermy nazywa się tarczką i przenosi składniki pozywanie do endospermy do zarodka. Miedzy endospermą a nabłonkiem tarczki występuje warstwa pustych komórek. Pod okrywą znajduje się zaczątek kiełka liściowego, z którego wyrasta kiełek korzeniowy. Do głównych składników jęczmienia należą skrobia, związki białkowe, hemiceluloza.

Cechy organoleptyczne to barwa łuski, zapach oraz wykształcenie ziarna. Barwa łuski powinna być jednolita, właściwa dla danego roku zbioru. Dobrej jakości jęczmień powinien charakteryzować się jasną i złocistą barwą, bez ciemnych plam na części grzbietowej i powierzchni końcówek ziarna. Zapach powinien być właściwy dla zboża, a wykształcenie ziarna właściwe i typowe dla jęczmienia browarowego drugorzędowego.

Cechy fizyczne ziarna jęczmienia to:

• Ciężar 100 ziarn- łatwo i szybko określany parametr. Dobry jęczmień charakteryzuje się wysokim ciężarem 1000 ziaren. Wielkość ta waha się w granicach 30-50 g.

• Gęstość w stanie zsypnym- gęstość jęczmienia w stanie sypkim waha się w granicach 68-74 kg/hl. Właściwa wartość tego wskaźnika wynosi 68-72 kg/hl

• Wyrównanie ziarna (celność)- jest to wskaźnikiem wartości słodowniczej jęczmienia. Wyrównanie jęczmienia dzieli się na swa stopnie. Dla pierwszego stopnia celność ziarna nie powinna być niższa niż 90%, a dla drugiego nie niższa niż 75%

• Przekrój bielma- przekrój ziarna może być mączysty lub szklisty. po moczeniu w wodzie liczba ziaren szklistych znacznie się mniejsza. Dobry jęczmień powinien zawierać, co najmniej 80% ziaren mączystych.

• Czystość – jęczmień nie powinien zawierać nadmiernej ilości zanieczyszczeń. Zanieczyszczenia dzielą się na nieużyteczne, użyteczne. Do nieużytecznych zaliczyć można:

  • Piasek

  • Kamienia

  • części metalowe

  • szkło

  • plewy

  • łuska

  • słoma

  • nasiona chwastów nieszkodliwych

  • nasiona roślin uprawnych

  • kał gryzoni

Do zanieczyszczeń użytecznych zalicza się:

• ziarna chude, niedorozwinięte

• ziarna porośnięte z oznakami skiełkowania

• ziarna uszkodzone mechanicznie

• ziarna innych zbóż kłosowych

• Stan fizjologiczny ziarna określa energię i zdolność kiełkowania. Należą one do wskaźników, które są informacją o prawidłowych warunkach zbiorów.

• Energia kiełkowania – jest to parametr, którego wartość dopuszcza użycie danej partii jęczmienia do przerobu na słód

• Zdolność kiełkowania- parametr warunkujący zakwalifikowanie partii jako nadającej się do przerobu na słód

Cechy chemiczne, czyli:

• Wilgotność. Wilgotność waha się w granicach od 13-18%. Jęczmień suchy zawiera do 15% wody, średnio suchy 15-16%; wilgotny 16-17%, mokry 17-18%

• Zbyt wysika wilgotność jest niekorzystna dla jęczmienia, ponieważ wiąże się z zbyt mała jego ekstraktywnością

• Podwyższona wilgotność wpływa na rozwój szkodliwej mikroflory na powierzchni ziarn

• Zawartość białka. Istnieją trzy rodzaje białka w ziarnie jęczmienia

• Białko lepiszcze- znajdujące się pod okrywa nasienną i warstwą łuski

• Białko rezerwowe- poddaje się hydrolizie enzymatycznej

• Białko histologiczne- znajduje się w błonie komórek endospermy

• Ogólna ilość białka w ziarnie wynosi 9-13%. Jęczmień dla celów technologicznych powinien mieć 9,5-11,5%

• Ekstraktywność jęczmienia jest to liczba określającą ilość ekstraktu, którą można uzyskać ze słodu wyprodukowanego z danej partii jęczmienia w określonych warunkach technologicznych

• Cukrowce. Podstawowym cukrowcem a jednocześnie najważniejszym składnikiem browarnictwa jest skrobia. W ziarnie stwierdza się również obecność innych spolimeryzowanych cukrowców, które ulęgają hydrolizie enzymatycznej podczas kiełkowania.

• Podczas słodowania hydrolizie podlega amylan. Niedostateczna jego hydroliza ma wpływa na wzrost lepkości brzeczki laboratoryjnej oraz utrudnienie filtracji

• Substancje garbnikowe. Zlokalizowane są w wewnętrznych warstwach błony nasiennej. Mają korzystny wpływ na barwę brzeczki

• Związki goryczkowe. Zwane są inaczej żywicami gorzkimi i zaliczane są do tłuszczów o działaniu antyseptycznym. W wyniku moczenia ziarna jęczmienia w miękkiej wodzie ulegają w niewielkim stopniu rozpuszczeniu

Tabela 1. Skład chemiczny ziarna jęczmienia

	Składniki [%]
	Woda
Jęczmień	15

Tabela 2. Skład chemiczny jęczmienia browarnianego wg Dylkowskiego

Wyszczególnienie	Zawartość %
Woda	13-18
Skrobia	54-84
Hemiceluloza	8-12
Celuloza	3,5-7
Glukoza i fruktoza	0,3-0,4
Sacharoza	1,8
Kwasy tłuszczowe	2-3
Związki mineralne	2-3
Związki białkowe	0,13

Tabela 3. Stosunek ilościowy poszczególnych części ziarna

Część ziarna	%
Okrywa owocowa	5,5
Okrywa nasienna	2,5
Bielmo ogółem	W tym:
	Warstwa komórek aleuronowych
	Bielmo srodkowe
	zarodek

Tabela 4. Stosowane nawozy w uprawie polowej jęczmienia jarego

100 ha Nawóz	Wartość jednostkowa [kg/ha]	Przelicznik	Masa ogółem
N	60	33x = 60×100 x = 181,8	18180
P2O5	55	45,8x = 55×100 x = 113,4	11340
K2O	65	50x = 65×100 x = 130	13000

Nawożenie azotowe:

Saletra amonowa – 33% azotu.

Nawożenie potasowe:

Sól potasowa – 50% potasu.

Nawożenie fosforowe:

Superfosfat potrójny granulowany – 45,8% P₂O_5.

Nawożenie wapniowe:

Stosowane pod przedplon.

Nawożenie magnezowe:

W przypadku niedoboru.

Karta technologiczna I: terminy uprawek

ROŚLINA: Jęczmień jary

PRZEDPLON: Groch pastewny

NAWOŻENIE NPK: 60:55:65

RODZAJ GLEBY: czarne ziemie

POWIERZCHNIA POLA: 100 ha

WYDAJNOŚĆ: 4 t/ha

Karta technologiczna II: terminy uprawek

ROŚLINA: Jęczmień jary

PRZEDPLON: Groch pastewny

NAWOŻENIE NPK: 60:55:65

RODZAJ GLEBY: czarne ziemie

POWIERZCHNIA POLA: 100 ha

WYDAJNOŚĆ: 4 t/ha

TRANSPORT:

t= t_j + t_z + t_t + t_r

V_j = 15 [km/h]

s = 564,33 [m]

t_j = 0.03762 [h] = 2,27 [min]

t_τ = 0.056433 [h] = 3,39 [min] t_z = 30 [min]

t_r = 3 [min]

t = 38,66 [min] =0,6443 [h]

Ԛ = 12 [t]

x = 18,6429 [t/h] plon = 4 [t/ha]

18,6429/4 = 4,66 [ha/h]

Karta technologiczna III: zapotrzebowanie całkowite energii w poszczególnych dekadach

ROŚLINA: Jęczmień jary

PRZEDPLON: Groch pastewny

NAWOŻENIE NPK: 60:55:65

RODZAJ GLEBY: czarne ziemie

POWIERZCHNIA POLA: 100 ha

WYDAJNOŚĆ: 4 t/ha