Технология возделывания ячменя в Воронежской области

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Федеральное агентство научных организаций

(ФАНО России)

Федеральное государственное бюджетное научное учреждение

«Научно-исследовательский институт сельского хозяйства

Центрально-Черноземной полосы им. В.В. Докучаева»

(ФГБНУ «НИИСХ ЦЧП»)

Технология возделывания ячменя в Воронежской области

Каменная Степь - 2014

Технологии возделывания ячменя в Воронежской области / 2014. - 42с.

Авторский коллектив:

Спиваков А.А.-к.с.-х.н., Квасов А.Ю.- к.с.-х.н., Харьковский А.А., Горбачева А.В. - к.с.- х.н. Матвиенко И.Ф. (Департамент аграрной политики Воронежской области); Турусов В.И. - член-корр. РАН, д. с.-х. н., Корнилов И.М. - к. с.-х. н., Голова Т.Г. - к. с.-х. н., Ершова Л.А. - к. с.-х. н., Нужная Н.А.- к. с.-х. н., Романцов Ю.Ф. - к. с.-х. н., Козырев А.А. - н. с. (ФГБНУ «НИИСХ ЦЧП»)

Технология составлена с учетом новых разработок и современных агрохимикатов. Они конкретизируются в зависимости от условий возделывания культуры и возможности каждого хозяйства. Указывается, как на основе современных данных по биологии культуры отношение ее условиям влагообеспеченности питания и других факторов найти оптимальные решения по подбору агротехнических мероприятий для получения высоких и стабильных урожаев.

Предназначена для преподавателей, аспирантов, студентов высших и средних сельскохозяйственных заведений, а также специалистов агропромышленного производства.

Введение

В Центрально-Черноземной зоне по посевным площадям и валовому сбору зерна ячмень занимает одно из ведущих мест в группе зерновых культур. Как и во многих странах с развитым животноводством, ячмень остается ведущей зернофуражной культурой, а также широко используется для приготовления круп. Питательная ценность ячменного зерна обусловлена его химическим составом. Особенно ценно в кормовом отношении зерно ячменя степных районов возделывания, поскольку засушливость климата способствует накоплению белка в зерне. В связи с расширяющимися возможностями для животноводства в современном обществе возрастает потребность в производстве высококачественного кормового зерна ячменя.

Области ЦЧЗ имеют благоприятные почвенные и климатические условия для выращивания сортов ячменя, обладающих хорошими пивоваренными показателями.

К ареалам с наивысшей оценкой природно-экономических условий возделывания ячменя (свыше 120 баллов) подходят районы запада Белгородской, севера и центра Воронежской, юга Тамбовской и юга-запада Курской областей. В этих районах получают высокие урожаи зерна с хорошими пивоваренными свойствами и низкой его себестоимостью. Разработка новых технологий возделывания пивоваренного ячменя, на основе высокопродуктивных сортов российской селекции, может не только способствовать получению высоких урожаев этой культуры, с технологическими показателями качества зерна соответствующими первому классу, но и во многом поможет научным учреждениям активизировать селекционно-генетические исследования по созданию таких сортов, которые не будут уступать по технологическим свойствам зарубежным аналогам. В нашей зоне производится 11,7% зерна пивоваренного ячменя. Однако, несмотря на благоприятные климатические условия и преобладание в зоне плодородных черноземных почв, состояние производства этой культуры пока не отвечает современным требованиям, как по объему, так и по качеству. При этом не в полной мере используются потенциальные возможности почвы и растений.

В ЦЧЗ 69 % пахотных угодий располагается на склонах различной крутизны и интенсивности проявления эрозионных процессов. При выращивании сельскохозяйственных культур на склоновых землях рельеф местности выступает одним из главных факторов воздействия на формирование уровня продуктивности и качества зерна.

Наличие эродированных почв - одна из основных причин неполного использования биоклиматических ресурсов. Только на эродированных почвах недобор продукции ежегодно составляет, в пересчете на зерно, 12,2 млн. центнеров. За счет эрозии земель недополучается около 25 % продукции.

Существующие технологии возделывания ярового ячменя не учитывают особенности выращивания этой культуры на склоновых землях, что не позволяет в полной мере использовать почвенный и биоклиматический потенциалы, нерационально используются удобрения, подкисляется почва, ухудшается экология.

Ячмень часто возделывают по одной технологии на различные цели, хотя требования к показателям качества зерна значительно различаются. Зерно ячменя, предназначенное для пивоваренной промышленности должно иметь низкое содержание белка, а на кормовые и крупяные цели - высокое.

Количество белка в зерне не стабильно по годам и в сильной степени связано с погодными условиями и приемами агротехники. Для обеспечения предприятий пивоваренной промышленности сырьем отечественного производства, необходимы современные технологии возделывания пивоваренного ячменя, максимально адаптированные к почвенно-климатическим условиям и направленные на раскрытие всех потенциальных генетических возможностей сорта.

Распространение и сортовые особенности

Ячмень - универсальная культура, как по широте распространения, так и по ее использованию, что обусловлено богатством эколого-географических биотипов и комплексом биологических свойств. В географическом распространении ячмень считают космополитом: он легко приспосабливается к контрастам климата и разнообразию почв. Общими биологическими особенностями этой культуры являются скороспелость и экономное расходование влаги на единицу продукции в течение вегетационного периода.

В начале прошлого столетия Центрально - Черноземные области были малопригодными для выращивания ярового ячменя, считались «белым пятном», из-за массового поражения посевов шведской мухой. Благодаря созданию и внедрению в производство новых урожайных и устойчивых к вредителям сортов, посевные площади значительно возросли и ячмень в ЦЧР возделывают повсеместно.

В настоящее время в «Государственный реестр» на 2012 год внесено 39 сортов ярового ячменя, рекомендованных к возделыванию в Центрально-Черноземном регионе. Из них 29 сортов пивоваренного назначения и 10 кормового: пивоваренные сорта, представленные иностранными оригинаторами, составляют 22 образца; отечественные сорта: Велес, Княжич, Чакинский 221; пивоваренные и ценные: Владимир, Зерноградец 770, Мик-1, Приазовский 9, Суздалец, Хаджибей, Эльф и Ясный; кормовые и фуражные: Вакула (мн), Зевс (мн), Нутанс 553, Прометей, Таловский 9, Тонус, Гелиос УА (мн), Дина.

Все сорта ячменя иностранного происхождения (Германия, Франция, Англия) - пивоваренные, относятся к западно-европейской агроэкологической группе, созданы в благоприятных по влагообеспеченности климатических условиях, требуют высоких доз минеральных удобрений и точного соблюдения технологий. Потенциал урожайности этих сортов достигает 7,0-8,0 т/га, однако, в засушливых условиях юго-восточной части ЦЧР и Воронежской области возделывание этих сортов подвержено значительному риску, вплоть до полной гибели посевов (2010 г.).

Несколько лучше засухоустойчивость пивоваренных сортов из Белоруссии и Украины: Гонар, Гетьман и отечественных сортов: Велес, Хаджибей, Приазовский 9, которые относятся к лесостепному экотипу.

Наиболее высокая приспособленность к местным агроклиматическим условиям сформирована у степных сортов. Это обусловлено тем, что они созданы на базе аборигенного селекционного материала и стабильность урожайности по годам у них достигается за счет повышения нижнего ее порога. Поэтому в условиях жесткой засухи 2010 года наиболее высокий урожай и выполненность зерна получены у степных сортов Нутанс 553 (Саратовская обл.), Таловский 9 (Воронежская обл.), Зерноградец 770 (Ростовская обл.).

Возделывание сортов различных агроэкотипов, при выполнении комплекса необходимых агротехнических условий, требует регулирования норм высева, т.к. оптимальная густота продуктивного стеблестоя определяется не только уровнем агротехники и складывающимися погодными условиями, но и особенностями сорта и назначением применения зерна.

При посеве сортов западно-европейского или лесостепного экотипов нормы высева могут быть снижены до 3-4 млн. семян на гектар, сорта степного экотипа и многорядные формы следует высевать нормами 4,5-5,5 млн. У сортов пивоваренного типа для получения высококачественного зерна необходимо получить густоту продуктивных стеблей к уборке не менее 600-700 шт./кв.м., при пониженных нормах увеличивается содержание белка в зерне, снижается выход экстрактивных веществ. Кормовые сорта при использовании минеральных удобрений выгодно высевать меньшими нормами, чем рекомендовано.

Необходимо помнить, что основной фактор формирования урожая - ассимиляционная листовая поверхность, которая у разных сортов не одинакова по размерам, по ориентации в отношении направления лучей солнечного света и по концентрации хлорофилла в тканях. Поэтому при замене сорта необходимо проверять и уточнять норму высева. Только оптимальная густота растений и продуктивных стеблей обусловливает высокий урожай зерна соответствующего качества.

Ландшафтные особенности агротехнологий возделывания сельскохозяйственных культур

В получении высоких и устойчивых урожаев сельскохозяйственных культур важное значение приобретает всесторонний учет биологических особенностей возделываемых растений и, прежде всего, их требовательность к условиям жизни: свету, теплу, влаге, режиму питания и т.д.

К наиболее экономично расходующим влагу культурам (коэффициент транспирации 200-300) относятся просо, сорго, кукуруза. Почти все зерновые культуры, возделываемые в нашей зоне, относятся к группе со средним коэффициентом транспирации (400-500) - это пшеница, ячмень, овес и др. Больше расходуют воду (коэффициент транспирации 500-800) сахарная свекла, подсолнечник, многолетние травы.

Многолетние исследования показали, что различные сельскохозяйственные культуры по-разному реагируют на снижение плодородия. Абсолютная и относительная величина снижения урожайности возделываемых культур во многом определяется почвенно-климатическими и ландшафтными условиями: гидрологический режим, микроклиматические показатели, гидротермический режим почв и т.д.

Все сельскохозяйственные культуры, выращиваемые в Центрально-Черноземной зоне, можно отнести к трем основным группам:

1. Слабо снижающие урожайность с уменьшением плодородия почв: многолетние травы, горох, озимая рожь.

2. Средне снижающие урожайность: озимая пшеница, ячмень, овес, горохо-овсяная смесь.

3. Сильно снижающие урожайность: сахарная свекла, подсолнечник, кукуруза, просо, яровая пшеница.

В соответствии с этой классификацией культуры третьей группы, наиболее требовательные к условиям плодородия почвы, необходимо размещать на несмытых землях водоразделов. На склоновых землях в севообороты целесообразно вводить культуры второй и первой групп. Особенности склоновых земель обусловливают необходимость иметь в хозяйстве широкий набор районированных сортов, различающихся по биологическим и хозяйственным признакам, так как на склонах различной крутизны и экспозиции складываются различные условия для произрастания.

Склоны южной экспозиции, при прочих равных условиях, характеризуются более высоким радиационным балансом и менее благоприятными условиями увлажнения. На северные склоны, по сравнению с плато, поступает до 30 % меньше солнечной энергии. Продолжительность вегетационного периода растений одного и того же сорта, выращиваемых на склонах разной экспозиции, различается на 7-15 дней.

Обработкой почвы создается необходимое сложение обрабатываемого слоя, от которого зависит ее строение, водно-воздушные свойства и биологическая активность. Поэтому выбор того или иного приема обработки почвы будет определяться тем, насколько естественное, присущее данной почве, сложение будет соответствовать оптимальному, при котором обеспечиваются наилучшие условия роста сельскохозяйственных растений и формирование урожая. Кроме того, обработка склоновых земель должна быть почвозащитной, влагосберегающей.

Для получения качественного пивоваренного зерна ячменя следует учитывать размещение этой культуры по элементам рельефа. Сорта пивоваренного типа желательно высевать на водоразделах и склонах северной экспозиции. Для получения ячменя на крупяные и кормовые цели его нужно размещать на склонах южной экспозиции.

Агроэкологическое районирование

В настоящий период развития земледелия для повышения интенсивности и экологичности использования природного потенциала территорий в процессе сельскохозяйственного производства необходима более углубленная дифференциация территории по природно- и почвенно-климатическим условиям с учетом требований основных выращиваемых в регионе сельскохозяйственных культур.

Совокупность выше обозначенных факторов в процессе эволюции дифференцированно повлияла на почвообразовательные процессы, что с учетом изменений определенных закономерностей позволяет провести агроэкологическое районирование территории Воронежской области по границам климатических провинций в пределах природной зоны или подзоны.

Агроэкологическое районирование территории Воронежской области проводилось с учетом рельефа местности, эродированности сельскохозяйственных земель, природно-климатических картограмм, структуры почвенного покрова, агроклиматических характеристик и, по сути, явилось интегрированным отражением ландшафтных и экологических признаков той или иной местности региона, что позволило разделить территорию области на шесть агроклиматических районов (рисунок).

Среднемноголетние показатели погодно-климатических условий в период возделывания ярового ячменя за последние 30 лет представлены в таблице 1.

Рисунок - Агроэкологическое районирование территории Воронежской области

Таблица 1 - Почвенно-климатические условия за последние 30 лет в период вегетации ярового ячменя

Агроэкологи-ческий район	Гумус, %	Коэффициент увлажнения	ГТК	Эродирован-ность пашни, %	Сумма активных температур, оС	Испарение, мм	Осадки, мм	Влажность метрового слоя почвы в весенний период, мм
Северный	6,41	0,81	0,95	11,6	1818	405	174	155
Северо-западный	5,54	0,83	1,08	20,2	1770	409	192	179
Восточный	5,23	0,63	0,89	21,8	1885	486	168	138
Юго-западный	5,29	0,69	0,89	42,6	1861	447	166	142
Юго-восточный	5,51	0,62	0,79	20,3	1871	465	148	139
Южный	4,69	0,60	0,80	46,1	1916	480	154	132

Исходя из этого, средне засухоустойчивые сорта Приазовский 9, Турингия, Маргрет можно сеять во всех агроэкологических районах. В северо-западном, северном и юго-западном агроэкологических районах возможно возделывание сортов с более низкой засухоустойчивостью (Аннабель, Урса). Менее засухоустойчивые сорта Ксанаду, Посадена, Жозефин лучше сеять в северо-западной и западной частях северного района.

Приазовский 9 - выведен в ВНИИЗК. Сорт относится к степному экотипу, среднеспелый. Устойчивость к засухе средняя. Восприимчивость к корневым гнилям и пыльной головне средняя. Сорт устойчив к полеганию и при благоприятных условиях формирует урожайность на уровне 43,0 ц/га, содержание белка 11,0 %.

Тургиния - оригинатор Германия. Сорт относится к западноевропейскому экотипу, среднеспелый. Устойчивость к засухе средняя. Восприимчивость к корневым гнилям и пыльной головне выше средней. Сорт устойчив к полеганию и при благоприятных условиях формирует урожайность на уровне 45,1 ц/га, содержание белка 11,6 %.

Маргрет - оригинатор Германия. Сорт относится к западноевропейскому экотипу, среднеспелый. Устойчивость к засухе средняя. Восприимчивость к корневым гнилям и пыльной головне средняя, устойчивость к полеганию выше средней и при благоприятных условиях формирует урожайность на уровне 44,5 ц/га, содержание белка 10,7 %.

Посадена - оригинатор Германия. Сорт относится к западноевропейскому экотипу, среднеспелый. Устойчивость к засухе ниже средней. Восприимчивость к корневым гнилям и пыльной головне средняя. Сорт устойчив к полеганию и при благоприятных условиях формирует урожайность на уровне 39,7 ц/га, содержание белка 10,3 %.

Урса - оригинатор Германия. Сорт относится к западноевропейскому экотипу, среднеспелый. Устойчивость к засухе ниже средней. Восприимчивость к корневым гнилям и пыльной головне низкая, устойчивость к полеганию высокая и при благоприятных условиях формирует урожайность на уровне 47,7 ц/га, содержание белка 10,3 %.

Сорта: Нутанс 553, Вакула, Таловский 9, дают возможность при погодных условиях, близких к среднемноголетним, получить не менее 30-35 ц/га ячменя кормового назначения. Высоко засухоустойчивые сорта Нутанс 553 и Таловский 9 рекомендуются для возделывания по всей территории области; в юго-западном, юго-восточном и южном агроэкологических районах разреженный посев на фоне внесения минеральных удобрений позволяет получать гарантированную прибавку урожая зерна с высоким содержанием белка. Средне засухоустойчивый многорядный зернофуражный сорт Вакула более рентабелен в северо-западном, юго-западном и северном агроэкологических районах.

Таловский 9. Сорт выведен в ГНУ Ворнежский НИИСХ Россельхозакадемии, относится к степному экотипу. Срок созревания ранний. Устойчивость к засухе высокая, к полеганию средняя. Сорт устойчив к корневым гнилям и пыльной головне. В благоприятных условиях возделывания обеспечивает урожайность на уровне 35,3 ц/га, содержание белка в зерне 12,9 %. В неблагоприятные годы возделывания минимальная урожайность - 14,6 ц/га.

Нутанс 553. Сорт выведен в Краснокутской СХОС, относится к степному экотипу. Срок созревания ранний. Устойчивость к засухе высокая, к полеганию средняя. Сорт устойчив к корневым гнилям и пыльной головне. В благоприятных условиях возделывания обеспечивает урожайность на уровне 35,1 ц/га, содержание белка в зерне 12,5 %. В неблагоприятные годы возделывания минимальная урожайность - 12,0 ц/га.

Вакула. Сорт выведен в Краснокутской СХОС, относится к лесостепному экотипу. Срок созревания среднеспелый. Устойчивость к засухе и полеганию средняя. Сорт восприимчив к корневым гнилям и пыльной головне. В благоприятных условиях возделывания обеспечивает урожайность на уровне 36,7 ц/га, содержание белка в зерне 11,3 %. В неблагоприятные годы возделывания минимальная урожайность - 9,5 ц/га.

Биологические особенности ярового ячменя

Корневая система ячменя мочковатая, состоящая из первичных (зародышевых) и вторичных (узловых) корней. Первичные корни имеют важное значение в питании растений и формировании урожая. Корни преимущественно располагаются в пахотном слое, однако в засушливых условиях могут проникать до 1,5 м и более. По мощности развития зародышевых корней обнаружены достоверные различия по урожаю. Из подземных стеблевых узлов в период кущения образуются вторичные (придаточные) корни. При оптимальных условиях питания и увлажнения у растений ячменя более развиты вторичные корни, чем первичные. Температура и влажность почвы существенно влияют на развитие корневой системы этой культуры, что в значительной степени определяет ее урожайность. Для получения высоких урожаев необходим повышенный запас легкоусвояемых питательных веществ в почве, так как корневая система ячменя обладает меньшей усвояющей способностью, чем у других зерновых культур.

Стебель имеет 4-8 междоузлий, листовое влагалище облегает стебель и оканчивается у следующего узла листовой пластинкой. В зависимости от складывающихся условий высота стебля у различных сортов ячменя варьирует в широких пределах (36,0-97,0 см). Как и другие зерновые культуры, ячмень образует из почек, расположенных в узле кущения, побеги, формирование которых определяется погодными условиями и сортовыми особенностями культуры. При заделке семян на большую глубину между семенем и узлом кущения образуется одно или несколько подземных междоузлий, на образование которых расходуются запасные вещества семени, в результате взошедшие растения бывают ослабленными.

Колос - соцветие ячменя, состоящее из члеников колосового стержня и колосков на уступах члеников. На каждом выступе помещаются по три одноцветковых колоска, у многорядных форм каждый колосок образует зерновку, у двурядных - только средний. Колосовой стержень ячменя сравнительно прочный и при созревании не распадается на отдельные колоски. Количество колосовых члеников зависит от условий питания, влажности и температуры почвы и воздуха.

Одноцветковые колоски окружены наружной и внутренней цветковыми чешуйками, наружная чешуя образует ость или фурку. Ости участвуют в процессе зернообразования: при суховеях они способствуют усилению притока влаги в колос.

Плод ячменя - зерновка с бороздкой на брюшной стороне. У пленчатых форм плодовая и семенная оболочки сросшиеся, сильно развит эндосперм (до 80 % объема) и зародыш (3-5 % объема), доля алейронового слоя составляет 5-8 %, оболочки - 7-10 %. Крупность зерновки зависит от сорта и условий выращивания. Зерно двурядного ячменя более выравнено, по сравнению с многорядными формами, у которых до 60 % зерновок несимметричных, с искривленным основанием. У пивоваренных сортов пленка зерновки, как правило, тонкая и мелкоморщинистая.

В вызревшем сухом зерне ячменя, в зависимости от сорта, года урожая и места произрастания, содержание крахмала колеблется от 48 до 67 %, а белка - от 8 до 22 %.

Семенные качества зерновки также определяются гидротермическими условиями налива зерна: повышенная температура ускоряет, а пониженная задерживает процесс развития и дифференциации зародыша семени. Известно, что чем лучше развиты органы зародыша, тем выше его жизнеспособность, тем быстрее может прорастать зерновка и обеспечивать в дальнейшем образование полноценного растения.

В процессе жизненного цикла растения ярового ячменя проходят несколько фаз роста и развития: прорастание семян, всходы, кущение, выход в трубку, цветение, колошение, формирование и созревание зерна.

Прорастание - всходы. Семена начинают прорастать при температуре почвы 1-3 ?С, но биологический минимум составляет 5 ?С, для прорастания требуется 48-70 % воды от массы сухих семян. В благоприятных условиях при температуре 10-12 ?С фаза прорастания длится 3-5 дней. Во время прорастания ячмень весьма чувствителен к неблагоприятным факторам среды: недостатку влаги, низким температурам, избыточному увлажнению, плотности почвы и др.

Прорастает ячмень 5-8 зародышевыми корешками, в этот период оптимальная температура и достаточное количество влаги, в сочетании с хорошей аэрацией, способствуют превращению крахмала в доступные для прорастающего зародыша сахара. Большая глубина посева и почвенная корка приводят к снижению всхожести семян. Вслед за зародышевыми корнями появляется зародышевый лист, защищенный бесцветным колеоптилем. Когда колеоптиль достигает поверхности почвы, свернутый пер-вый лист прорывает верхушку и разворачивается, с этого момента начинается переход питания на фотосинтез.

На дружность прорастания большое влияние оказывает качество посевного материала: выравненные, хорошо выполненные семена имеют высокую энергию прорастания и дают дружные всходы. Продолжительность фазы всходов может колебаться от 8 до 15 дней, в этот период растения ячменя выдерживают заморозки до -7 ?С, иногда до -9 ?С, при этом повреждаются листья, но сохраняется точка роста.

Кущение. К моменту появления третьего листа, у поверхности почвы на глубине 1-3 см образуется утолщение - стеблевой узел, глубина его залегания зависит от влажности почвы и температуры. Из стеблевого узла начинают появляться дополнительные побеги через 2-3 дня, при благоприятных условиях каждый побег кущения образует свои корни, а главный побег приостанавливается в росте. Высокая температура воздуха и почвы сокращает продолжительность кущения, поэтому поздние посевы приводят к снижению кустистости, а при пересыхании верхнего слоя почвы корни побегов кущения «зависают» в сухой земле и не могут проникнуть вглубь.

В дальнейшем часть стеблей нормально развивается, как правило, первые побеги, а другие из-за недостатка влаги и питательных веществ остаются бесплодными. Основным из факторов, определяющим возможность развития продуктивного побега кущения, является более раннее его образование. Побеги, которые ко времени полного кущения имеют не менее трех листьев, могут оказаться продуктивными, а имеющие 1-2 листа, колоса не образуют. В сплошных посевах обычно формируется 1,5-2 продуктивных побега, которые образуют колос и зерно, остальные служат резервом элементов питания, из них продукты фотосинтеза затем используются продуктивными побегами. Поскольку каждый побег кущения образует свои корни, то высокая кустистость является, в определенной степени, залогом хорошего урожая и устойчивости растений к полеганию. Однако очень высокая кустистость не везде желанный фактор: в засушливых районах при недостатке влаги в почве, когда значительная часть стеблей бывает бесплодной, растения непродуктивно расходуют влагу и питательные вещества, в результате чего ухудшается развитие главного стебля.

В фазе всходов - кущения протекает важный процесс корнеобразования. Ко времени образования 3-4 листа зародышевые корни проникают на глубину 30-40 см, а в период кущения до 60 см. Основная часть вторичных узловых корней находится в пахотном слое.

В фазе кущения формируется зачаточный колос, потребление питательных веществ в этот период происходит наиболее интенсивно, поэтому ослабленное питание в начале вегетации снижает продуктивность ячменя. К концу кущения растения ячменя поглощают около половины требующегося для роста и развития азота и фосфора и 75 % калия.

Длительность фазы кущения составляет в условиях Воронежской области 8-14 дней для среднеранних и среднеспелых сортов и 12-18 дней - для среднепоздних, в зависимости от агрометеоусловий вегетации.

Выход в трубку. В конце фазы кущения нижнее междоузлие удлиняется, что происходит примерно через 3-4 недели после появления всходов, и у основания главного стебля прощупывается небольшой бугорок первого стеблевого узла на расстоянии 3-5 см над поверхностью почвы. В начале трубкования заканчивается формирование зачаточного колоса, формируются колосковые бугорки снизу вверх, что обусловливает их разнокачественность, начинается закладка колосковых чешуй и формирование цветков в колосках, а также быстрый рост междоузлий. Если какая-то часть колоса по какой-либо причине в соответствующий период недостаточно развивалась, то с наступлением развития другого репродуктивного органа ее рост прекращается. Поэтому в этот период ячмень наиболее чувствителен к недостатку влаги, питания и света, что приводит к частичной стерильности и уменьшению числа зерен в колосе. Период от выхода в трубку до колошения - один из критических в жизни растения, поэтому категорическое требование наиболее раннего срока посева ячменя в засушливых условиях вытекает из необходимости приурочить период репродуктивного развития колоса к наиболее благоприятным погодным условиям.

Продолжительность этого периода 15-25 дней, при благоприятной температуре 12-18 ?С. В этой фазе можно косвенно судить о будущем урожае, считается, что если второе междоузлие у ячменя хорошо развито, то урожай будет высоким.

В начале выхода в трубку следует быть осторожным с применением гербицидов, т.к. несвоевременная обработка и излишняя концентрация может привести к деформации и стерильности колоса.

Цветение-колошение. Цветение в степных районах у ячменя начинается когда колос находится во влагалище листа и ости выходят из него на 1/2-3/4 своей длины. Наиболее интенсивное цветение и оплодотворение наблюдается в утренние часы и протекает за 6-8 часов, начинается со средних колосков и одновременно распространяется на верхние и нижние части колоса. Фаза колошения отмечается когда колос наполовину выходит из влагалища последнего листа. Эта фаза в Черноземье сильно варьирует по времени и длительности: в засушливых условиях при высоком температурном режиме наступает раньше и длится 6-7 дней, во влажных и при умеренных температурах значительно позже и ее период более растянут во времени - 15-18 дней.

В этот период ячмень чувствителен к недостатку влаги в почве и наличию ростингибирующих температур (выше +25 ?С) в воздухе, из-за чего нарушается процесс формирования пыльцы, что ведет к стерильности колосков. К концу периода цветение-колошение прекращается рост вегетативных органов, корневой системы и начинается отмирание нижних листьев.

Формирование и созревание зерна. После оплодотворения идет интенсивное формирование зерновки. Окончание роста зерновки в длину отмечается через 10-11 дней после цветения, влажность ее составляет 68-70 %. В дальнейшем, в течение 3-8 дней наблюдается увеличение веса воды в сыром зерне, а затем происходит неуклонное его уменьшение. К фазе молочной спелости зародыш уже развит и дифференцирован, начинается интенсивное пополнение клеток эндосперма крахмалом, продолжается рост зародыша.

В начальный период образования зерновки в нее поступают минеральные вещества, особенно азот, который накапливается, главным образом, в алейроновом слое. На более поздних этапах в зерно направляются продукты фотосинтеза, из которых образуются запасные питательные вещества - крахмал и полисахариды и откладываются в эндосперме.

В фазу молочной спелости накапливается до 90 % сухого вещества, влажность составляет 40-60 %. Зародыш развит и приобретает способность к прорастанию, но формирование его еще продолжается. Растение и зерно имеют зеленый цвет. При сдавливании зерна, в фазе молочной спелости, выделяется белая жидкость, отмирают нижние листья, а на верхних появляются физиологические желтые полосы и пятна.

В фазе восковой спелости растение приобретает желтый цвет, зеленоватый оттенок сохраняется только у верхних стеблевых узлов, зерно мягкое, режется ногтем, его влажность снижается до 20-25 %. Содержание сухих веществ в зерне максимальное, приток питательных веществ в него прекращается. Зерно полностью сформировано, зародыш не растет.

После восковой спелости листья и стебли постепенно отмирают, зерно уменьшается в размере. В жаркую и сухую погоду через 3-4 дня оно твердеет и теряет влагу до 14-16 %, наступает твердая спелость зерна.

Всхожесть в этот период не у всех сортов одинакова, что обусловлено периодом послеуборочного дозревания - генетическим свойством сортов, также зависящим от условий формирования зерна, после которого наступает полная спелость зерна.

Для формирования высокого урожая и ценных свойств зерна имеет большое значение равномерный оптимальный процесс его налива, что внешне проявляется в постепенном отмирании листьев, начиная с нижних. При этом зерно принимает полностью весь запас пластических веществ и налив заканчивается естественным образом.

В годы с сильной воздушной и почвенной засухой во время налива и созревания ускоренное отмирание листьев происходит также сверху стебля и период зернообразования резко сокращается. В результате усыхания ножки, соединяющей зерно с материнским растением, получается преждевременное физиологическое разобщение, и пластический материал остается в вегетативных органах. Вынужденное быстрое созревание, усыхание зерна приводит к низкому накоплению крахмала, снижению его ценных фракций и повышению азотистых соединений.

Многими исследователями отмечен факт снижения сухой массы зерна ячменя при задержке с уборкой после достижения конца восковой спелости. Причем в первые семь дней, когда зерно уже находится в фазе твердой спелости, среднесуточные потери сухого вещества значительно меньше, чем в дальнейшие дни перестоя. В целом, масса 1000 зерен при перестое может снижаться на 2-4 г. Установлено, что потеря массы происходит, главным образом, в результате уменьшения содержания углеводов, а содержание сырого протеина при перестое не уменьшается.

Требования к условиям внешней среды

Требования к теплу. Ячмень отличается небольшой требовательностью к теплу. Об этом свидетельствует широкое распространение посевов ячменя в нашей стране с севера на юг. Каждая фаза роста ячменя проходит при определенной температуре. Зерно ячменя прорастает при 1-3 ?С, для появления дружных всходов ячменя необходимо 15-20 ?С. В фазу кущения и корнеобразования более благоприятно некоторое понижение температур. Ячмень особенно сильно страдает от быстрого повышения температур в период выхода в трубку, когда происходит формирование продуктивности колоса.

Наиболее благоприятны для ячменя постепенное повышение температуры, без резких колебаний. Он хорошо переносит поздние весенние заморозки, но при прохладной продолжительной дождливой погоде в ранние фазы развития прекращается его рост и начинают желтеть листья. На возобновление роста в этих условиях положительно влияет подкормка азотом.

В период от всходов до колошения оптимальная температура 20-22 ?С, а в фазу созревания зерна 23-24 ?С. При температуре ниже 13-14 ?С задерживается налив и созревание зерна. Полностью созревшее зерно при влажности не выше 13-15 % хорошо сохраняет жизнеспособность при низких отрицательных температурах.

Требования к плодородию почв. Быстрый и интенсивный рост растений ячменя, короткий вегетационный период и слабая усвояющая способность корней обусловливают высокую требовательность ячменя к плодородию почвы. По отзывчивости на плодородие почвы ячмень ближе к пшенице, чем к овсу и ржи. Для ячменя необходима нейтральная реакция почвы, хорошо развивается ячмень на почвах с рН = 5,6-5,8. В ЦЧЗ лучшие почвы для ячменя - черноземы. Малопригодные для выращивания ячменя, особенно пивоваренного, кислые, песчаные почвы. На почвах с повышенной кислотностью растения ячменя отстают в росте, наблюдается пожелтение листьев и слабое развитие корневой системы.

Ячмень к фазе выхода в трубку потребляет 2/3 количества калия, почти 46 % фосфора, а к фазе цветения - 85 % питательных веществ. Отсюда повышенные требования ячменя к оптимальным агротехническим условиям, особенно на ранних фазах его развития.

Почвы, отводимые под ячмень, должны быть однородными по содержанию питательных веществ, влажности и водопроницаемости. Для получения высоких урожаев важно обеспечить растение в начале вегетации достаточным количеством легкодоступных питательных веществ, что возможно при размещении ячменя по удобренным пропашным предшественникам (сахарная свекла, кукуруза).

Требования к увлажнению почвы. «Кровью живого организма» называл Г.Н. Высоцкий воду в почвах вместе с содержащимися в ней химическими элементами. Влага в Центрально-Черноземной зоне является основным лимитирующим фактором формирования урожайности всех сельскохозяйственных культур. От того, какой запас влаги будет в почве к моменту посева, во многом зависит и величина урожая.

Среди хлебных злаков ячмень считается наиболее засухоустойчивой культурой. Но вместе с тем он весьма требователен к увлажнению почвы в периоды формирования вторичной корневой системы и репродуктивных органов. Недостаток влаги, высокие температуры и низкая относительная влажность воздуха в начале вегетации ведут к снижению густоты, слабому росту и развитию растений, закладке мелкого колоса, что в целом снижает урожайность. В начале развития ячмень использует запасы осенне-зимней влаги и даже при небольшом количестве осадков весной хорошо прорастает, дает дружные всходы, образует корни и кустится.

Недостаток влаги и высокие температуры в период образования репродуктивных органов приводит к стерильности пыльцы и снижает продуктивность растения. Дефицит влаги в период созревания зерна вызывает раннее усыхание вегетативных органов и нарушает отток пластических веществ в зерновку, что приводит к неполноценному наливу и образованию щуплого зерна. При этом снижаются качественные показатели зерна, его солодовые свойства.

Химический состав зерна ячменя. Полностью созревшее зерно ячменя содержит 80-90 % сухого вещества и 10-20 % влаги, состоит из органических (84-85 %) и неорганических (2-3 %) соединений. Зерно ячменя имеет цветковые пленки, от их плотности и массы зависит выход крупы и качество пива.

В зародыше преобладает белок и масло, в эндосперме - крахмал и белок. Для использования зерна как пищевого продукта особое значение имеет химический состав мучнистого эндосперма и периферических частей зерна. Наиболее важным углеводом ячменного зерна является крах-мал, содержание которого в зерне составляет от 44 до 66 % на абсолютно сухое вещество. Повышенное содержание крахмала увеличивает пивоваренную ценность ячменя. Белковые фракции зерна неоднородны по аминокислотному составу. В суммарном белке зерна более 20 аминокислот, из которых 8 незаменимые. Соотношение содержания углеводов и белков взаимосвязано: чем больше в зерне образуется углеводов (крахмала), тем меньше азотистых веществ.

Ферменты, как катализаторы, играют решающую роль в обмене веществ и прорастании семян. В пивоварении большую роль играют амилазы, протеины, глюкозиназы. Некоторые полифенолы влияют на качество солода и производимого из него пива. Из минеральных веществ в зерне преобладают содержание фосфора и кремневой кислоты. Содержание соединений фосфора в зерне ячменя имеет важное значение для технологий пивоварения.

Жиры ячменя содержатся в основном в зародыше и весьма важны для поддержания его жизнеспособности. При длительном хранении семян содержание жира уменьшается. Жировые вещества повышают энергетическую ценность белка.

Пивоваренный ячмень. Особо строгие требования предъявляются к качеству пивоваренного ячменя. Зерно ячменя для пивоварения определяют по большому комплексу (до 30) признаков:

внешние - цвет, запах, форма зерна, зараженность вредителями;

физические - натура зерна, масса 1000 зерен, крупность, выравненность, засоренность;

физиологические - прорастаемость, водочувствительность;

химические - содержание белка и крахмала, пленчатость, экстрактивность зерна, солода;

технологические - способность к быстрому поглощению воды при замачивании, интенсивность прорастания и характер роста корешков при соложении, качество солода;

Для производства пива высокого качества зерно должно быть чистосортным, биологически вызревшим, с хорошей прорастаемостью, определенной структуры и биологического состава. Основным показателем его ценности является содержание водорастворимых веществ или экстрактивность, которая зависит от содержания крахмала в зерне. Чем больше в нем крахмала и меньше белка, тем выше экстрактивность ячменя и солода, больше выход пива.

Высокобелковые ячмени содержат мало крахмала, обладают низкой экстрактивностью, слабой способностью к разрыхлению эндосперма во время соложения, сильно нагреваются при проращивании, дают нестойкое пиво и низкую рентабельность при его производстве.

Существенное влияние на качество пивоваренного ячменя оказывает повышенная пленчатость (более 9-10 %). Цветковые чешуи не поддаются действиям ферментов солода, кроме того, имея в своем составе горькие экстрактивные вещества, вызывают горечь пива и тем самым резко снижают его качество.

Пивоваренный ячмень должен иметь нормальный цвет и запах, экстрактивность не менее 78 %. Для получения пива высокого качества необходимо, чтобы экстрактивность была 79-82 %, содержание белка от 9 до 10 %, пленчатость не более 9 % на абсолютно сухое вещество, способность к прорастанию на пятый день - не ниже 95 %.

Особые требования, предъявляемые к пивоваренному ячменю по ГОСТу 5060-86, включают следующие показатели для высококачественного зерна: жизнеспособность - 95 %, белок не более 12 %, крупность (сход с решета 2,8 ^-₊2,5 мм) - 85 %. Влажность зерна должна быть не более 14-15 %, содержание сорной и зерновой примеси не должно превышать 2 %, зараженность вредителями хлебных запасов не допускается.

Кормовой ячмень. ГОСТ 25344-82 распространяется на зерно ячменя поставляемое кормовой промышленности и на кормовые цели. Ячмень для комбикормовой промышленности и на кормовые цели должен соответствовать следующим нормам и требованиям: цвет - свойственный нормальному зерну, допускается потемневший; запах - свойственный нормальному запаху, без посторонних запахов, не затхлый, не солодовый, не плесневелый; состояние зерна - здоровое, негреющееся; влажность не более 15,5 %; содержание сорной примеси - не более 5 %, зерновой примеси - не более 15 %, вредной примеси (головня) - не более 0,1 %, зараженность вредителями не допускается. ГОСТ не предъявляет требований к биохимическому составу зерна кормового ячменя.

Ячмень для переработки в крупу по ГОСТу 6378-84 должен быть преимущественно наиболее ценных сортов и соответствовать следующим основным требованиям: цвет - желтый, разных оттенков, запах - свойственный нормальному зерну в здоровом состоянии, влажность - не более 14,5 %, натура - не менее 630 г/л, содержание сорной и зерновой примеси не более 2 %, мелких зерен ячменя и примеси пшеницы и полбы не более 5 %, ржи и овса не более 2 %, зараженность вредителями не допускается, кроме зараженности клещом не выше I степени.

Особенности технологии возделывания ячменя

При возделывании ячменя по интенсивной технологии его следует располагать на водоразделах. В Воронежской области лучшие почвы для ячменя - черноземы суглинистые высокоплодородные. Оптимальная реакция почвенной среды - близкая к нейтральной (рН 5,5-7,0), хорошо развивается ячмень и на почвах с рН равной 5,6-5,8. Малопригодны для выращивания ячменя, особенно пивоваренного, кислые, песчаные почвы.

При возделывании ячменя по нормальной технологии пригодны группы земель со склоном различной экспозиции до 5°, слабо- и среднесмытые, не подверженные сезонному переувлажнению.

Предшественники. Лучшие предшественники для ярового ячменя - культуры, оставляющие после себя чистые от сорняков поля с высоким содержанием доступных питательных веществ.

Пивоваренный ячмень необходимо размещать после культуры, не вызывающей его полегание и не способствующей накоплению в зерне большого количества белка. К таким культурам относят кукурузу, картофель, рапс. Сахарная свекла - не лучший предшественник ячменя, она в большей степени иссушает почву, вызывает иммобилизацию питательных веществ в ней и урожай после нее уменьшается на 3-5 ц/га. Тем не менее, при внесении удобрений она служит одним из основных предшественников пивоваренного ячменя. При возделывании ячменя по подсолнечнику существует необходимость в использовании гербицидов для уничтожения сорняков и падалицы.

Размещение ячменя по зерновым предшественникам приводит к снижению пивоваренных качеств из-за сильного поражения болезнями (корневые гнили, бактериоз, головня) и к уменьшению сбора зерна с гектара. Повторные посевы ячменя сильно угнетаются сорняками, поражаются болезнями и вредителями, снижают урожай на 20-25 % и его качество. Под покров ячменя высевают многолетние травы, однако с таких посевов зерно имеет низкие технологические свойства, и его целесообразно использовать для кормовых целей.

Удобрения. При внесении сбалансированных удобрений создается запас питательных веществ в почве, обеспечивающих их высокую эффективность. При этом учитываются не только дозы удобрений, но и точное соотношение питательных веществ. Растения ячменя используют из питательных веществ 36-45 % азота, 25-28 % фосфора и 36-42 % калия.

Виды и дозы удобрений под пивоваренный ячмень определяются запасом питательных веществ в почве и рассчитываются на основании показателей картограмм (табл. 2).

Таблица 2 - Потребность пивоваренного ячменя в удобрениях.

Элемент питания	Содержание в 1кг почвы, мг/кг	Доза удобрений, кг д.в./га
		основная	при посеве
Азот	Менее 5 5-10 10-15	45-60 0-30 0	10-12 10-12 0
Фосфор	Менее 180 180-270 Больше 270	40-60 0-45 0	15-20 15-20 15-20
Калий	Меньше 120 120-180 Больше180	50-60 0-40 0	10-12 10-12 0

Стабильное повышение урожая ячменя обеспечивает внесение полного минерального удобрения. При обеспечении растений в начале роста достаточным количеством азота, фосфора и калия ячмень хорошо кустится, формирует крупный колос с хорошим качеством зерна.

При планировании доз удобрений следует иметь ввиду также биологические особенности отдельных сортов, их потенциальную продуктивность, реакцию на удобрения, устойчивость к полеганию.

Внесение минеральных удобрений в определенной степени уменьшает действие экстремальных климатических факторов.

Анализ отечественной и зарубежной литературы показывает, что оптимизация режимов азотного питания - один из сложных разделов в системе удобрений ярового ячменя. Азотные удобрения оказывают наибольшее влияние на качество зерна ячменя в сравнении с другими видами удобрений. В то же время их действие зависит от варьирующих факторов внешней среды, которыми не всегда можно управлять или предвидеть их.

С увеличением обеспеченности растений азотом увеличивается развитие вегетативной массы, повышается кустистость, увеличивается площадь листовой поверхности растений, содержание хлорофилла в листьях, возрастает белковость зерна.

Под пивоваренный ячмень азот вносят в почву, если его в ней недостаточно, весной при посеве или подкормке не позднее кущения, более позднее внесение приводит к повышению белка в зерне. Для повышения содержания белка в зерне, при использовании его на кормовые и крупяные цели, необходимо увеличить дозы внесения азота.

Дозы азотных удобрений необходимо дифференцировать с учетом биологических особенностей сортов, а именно их устойчивости к полеганию, кормовой или пивоваренной направленности использования зерна. Необходимо учитывать, что потери урожая при избыточном внесении азотных удобрений, за счет раннего полегания, достигают 18-37 %. Кроме того, значительно снижаются основные показатели пивоваренного ячменя: экстрактивность, выравненность, натура зерна, масса 1000 зерен, содержание крахмала, поэтому рано полегшие посевы ячменя нецелесообразно использовать на пивоваренные цели.

Обеспеченность растений ячменя фосфором способствует хорошему развитию корневой системы, образованию крупного колоса, высокому накоплению крахмала и увеличению экстрактивности зерна. Эффективным приемом повышения урожайности ячменя и его качества является рядковое припосевное внесение гранулированного суперфосфата в дозе 40-60 кг/га.

Калийные удобрения увеличивают количество крахмала в зерне на 1,7 %, повышают экстрактивность и массу 1000 зерен. Потребность в калии ячмень удовлетворяет за счет запаса его в почве, недостаток калия отмечается на легких почвах. Необходимо отметить роль калия в стабилизации режима азотного питания ячменя, поэтому в странах, производящих высококачественный ячмень, при внесении азотных удобрений рекомендуются большие дозы внесения калийных удобрений. Непосредственно такие дозы не повышают урожайность ячменя, однако они способствуют получению зерна с отличными пивоваренными свойствами. Отсутствие прямого влияния на урожайность не определяет бесполезность внесения калийных удобрений под пивоваренный ячмень.

Наиболее высокое, стабильное повышение урожая пивоваренного ячменя обеспечивает внесение полного минерального удобрения. Важно в каждом конкретном случае, с учетом обеспеченности азотом, фосфором и калием, определить оптимальное соотношение в удобрениях этих элементов. При внесении NPK по 40-60 кг действующего вещества на гектар ячмень, среди колосовых культур, обеспечивает наибольшие прибавки урожая (от 3 до 5 ц/га) и наиболее высокую окупаемость удобрений. Высокие прибавки урожая ячменя обеспечивают минеральные удобрения в дозе 60 кг действующего вещества азота и калия и 30 кг фосфора. При размещении ячменя по кукурузе на зерно и подсолнечнику допустима парная комбинация N₆₀P_30, при которой достигается наилучшая окупаемость 1 кг д.в, туков дополнительным урожаем зерна, прибавка урожая ячменя от 3,7 до 4,2 ц/га.

Минеральные удобрения, внесенные как непосредственно под ячмень, так и в последействии при внесении под предшествующую культуру, обеспечивают прибавку урожайности. Внесение удобрений в значительной степени влияет не только на урожайность ячменя, но и на качество зерна. Максимальный выход экстракта получен при внесении дозы N₆₀P₆₀K_60. С повышением дозы удобрений уменьшалась натура зерна на 8-30 г/л, масса 1000 зерен на 1,8-6,1 г, экстрактивность на 0,9-5,0 %, содержание белка в зерне увеличивалось на 0,23-3,1 %.

Основная обработка почвы. Обработка почвы при возделывании полевых культур является мощным средством регулирования ее плодородия. Именно приемами обработки почвы можно активно регулировать водный, воздушный, тепловой, биологический и пищевой режимы почвы. Поэтому обработка почвы должна носить исключительно зональный характер и быть направлена на оптимизацию лимитирующих факторов в формировании урожая выращиваемых культур. Она должна быть также системной и технологичной, т.е. проводиться в системе конкретного севооборота применительно к технологиям выращивания соответствующих культур.

Из-за интенсивных засух, которые повторяются в области каждые 3-4 года, главным, лимитирующим урожайность, фактором является обеспеченность сельскохозяйственных культур влагой. Поэтому системы обработки почвы, прежде всего, должны быть направлены на ослабление отрицательного влияния засухи, максимальное накопление влаги в почве, ее сохранение и рациональное использование. Вместе с тем, они должны быть экологически безопасными, ресурсосберегающими и направленными на повышение плодородия почв, поддержание благоприятного их фитосанитарного состояния, защиту растений от вредителей, болезней и сорняков.

Принципиальная схема системы основной обработки почвы на ближайшие годы: чередование разноглубинной отвальной и безотвальной обработок с поверхностной и совмещение отдельных приемов обработок в одном технологическом процессе. Их применение дифференцируется в зависимости от культуры, места ее в севообороте, особенностей почв и степени засоренности полей. Вспашка проводится под пропашные и яровые зерновые культуры, требующие рыхлой почвы, поверхностная обработка - под озимые культуры, овес, вико - овсяную смесь. Такое сочетание позволяет снизить расход энергетических источников, увеличить производительность труда в несколько раз, обеспечить своевременное проведение посева.

В системе зяблевого комплекса под яровые культуры целесообразна послойная система обработки почвы. На средне- и сильнозасоренных полях основная подготовка почвы должна проводиться по типу полупара или улучшенной зяби, в зависимости от типа засоренности. Первым приемом обработки почвы в системе зяблевого комплекса является лущение. Оно способствует снижению засоренности полей и посевов, облегчению и улучшению качества основной обработки почвы; при этом растительные остатки перемешиваются с почвой, что улучшает их первичное разложение. После раноубираемых предшественников проводится два лущения послойно с увеличением глубины: первое дисковое, второе лемешное или орудиями с плоскорежущими рабочими органами. После поздноубираемых предшественников (10 сентября) первичной обработкой измельчают растительные остатки и перемешивают их с почвой.