4 ВВЕДЕНИЕ
В КБР возделывание ячменя имеет большое значение для животноводства, пищевой промышленности и пивоварения. Рост урожайности ярового ячменя и повышение качества зерна сдерживаются отсутствием рекомендаций по выбору сорта, оптимальному влиянию сроков сева, норм высева семян и доз минеральных удобрений.
Цель исследований. Целью наших исследований явилось изучение продуктивности сортов ярового ячменя (Приазовский 9 - стандарт, Задонский 8, Виконт и Зерноградский 584), а также оптимизация отдельных элементов технологии возделывания в условиях предгорной зоны КБР способствующих повышению урожайности зерна и его качества.
Задачи исследований:
- установить оптимальный срок посева ярового ячменя, изучить влияние сроков посева на элементы структуры урожая и качество зерна;
- выявить влияние различных норм высева семян на продуктивность ярового ячменя;
- определить оптимальную дозу внесения минеральных удобрений с учетом содержание элементов минерального питания в почве по результатам агрохимического анализа;
- установить экономическую эффективность возделывания ярового ячменя.
Научная новизна исследований. В условиях предгорной зоны КБР, впервые изучены новые перспективные сорта ярового ячменя, у которых выявлены биологические особенности роста, развития, формирования элементов продуктивности и качества зерна.
Практическая значимость. Установлены оптимальные сроки посева, нормы высева семян и дозы минеральных удобрений, что
5
способствовало повышению урожая ярового ячменя в условиях предгорной зоны республики до 3,5 т/га с уровнем рентабельности - 146%, при одновременном улучшении качества зерна.
Апробация работы. Материалы исследований докладывались на международных и межрегиональных НПК: «Студенческая наука - экономике России» (Ставрополь, 2002 - 2003 гг.), «Актуальные проблемы современной науки» (Самара, 2003 г.), на ежегодных отчетных сессиях кафедры «Растениеводство и селекция с.-х. культур».
Публикации. Основные положения диссертационной работы опубликованы в 5 статьях, общий объем которых составляет 1,1 усл.п.л.
Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 135 страницах машинописного текста, состоит из введения, 4 глав, выводов, предложений производству, включает 33 таблицы, 3 рисунка. Список использованной литературы включает 171 наименование, в том числе 15 иностранных изданий.
6
ГЛАВА I. ВЕЛИЧИНА И КАЧЕСТВО УРОЖАЯ ЯРОВОГО ЯЧМЕНЯ В ЗАВИВИМОСТИ ОТ УСЛОВИЙ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ
(обзор литературы)
Ячмень, в народном хозяйстве находит широкое применение. Зерно ячменя используют для продовольственных, кормовых и технических целей. Из него приготавливают перловую и ячневую крупу, а также муку, которую примешивают при хлебопечении к ржаной и пшеничной.
Ячмень используют в пивоваренной и спиртовой промышленности, а также для приготовления солодового экстракта.
Ранний сорок созревания ярового ячменя по сравнению с другими яровыми культурами обеспечивает при скашивании перед колошением получение 140-150 ц/га долго не грубеющей зеленой массы. Зерно ячменя также является важным компонентом для приготовления комбикормов, эффективность которых выше, чем зернофуража, на 25-30 %.
В среднем зерно содержит (в %): воды — 13, золы — 2,8, белка — 12, клетчатки - 5,5, БЭВ - 64,4 и жира - 2,1. При таком достоинстве ячмень может использоваться для приготовления монокорма с минимальными белковыми добавками. Солома ячменя также используется для скармливания скоту в запаренном виде. В 1 кг соломы содержится около 10-15 г перевариваемого протеина, 0,37 % кальция, 0,1 % фосфора и около 1,5 % калия.
Значительное количество зерна используется для приготовления комбикормов, эффективность которых выше, чем зернофуража, на 30-40%. Центнер комбикорма обеспечивает 3-4 кг мяса. Долю ячменя в таком комбикорме можно довести до 70%, а пшеницы — 10%. Доля его в комбикормах для дойного стада составляет 20-30%, а для птицы - 20-45%. Продуктивность при скармливании таких кормов возрастает на 25-30 %.
7
Из стекловидного и крупнозерного ячменя приготавливают перловую и ячневую крупу. Зерно ячменя является ценным сырьем для приготовления пивного солода, особенно двурядные формы, обладающие крупным выровненным зерном с низким содержанием белка (9-12,5 %), с пониженной пленчатостью (8-10 %) и высокой энергией прорастания (не менее 95 %).
Велико агротехническое значение этой культуры. Ячмень созревает и убирается раньше других зерновых, что позволяет уменьшить напряженность в период уборки зерновых культур, а более раннее освобождение поля дает возможность использовать его для посева пожнивных культур или провести качественную обработку почвы в более ранние сроки.
Вследствие не очень высокого требования к качеству предшественника яровой ячмень наиболее приспособленная культура для выращивания в севооборотах с высоким насыщением зерновыми культурами.
Эта культура отличается высокой пластичностью и большей продуктивностью, лучше использует запасы влаги накапливающиеся в зимне-весенний период. В связи с этим его с успехом нужно высевать возделывать в районах с недостаточным увлажнением.
Все эти положительные свойства ярового ячменя позволяют заметно расширить его посевные площади как у нас в республике, так и в других регионах. Практика показывает, что на современном этапе основой повышения урожая является внедрение интенсивной технологии выращивания. Основная ее цель — максимальная реализация в конкретных условиях продуктивности культур на основе глубоких знаний о биологических особенностях и закономерностях формирования урожая при соблюдении технологической дисциплины, которая предусматривает не только качественное, но и своевременное выполнение всех элементов технологии. Управление формирования урожая базируется на постоянном контроле за состоянием посевов, применение необходимых мер по
8
обеспечению максимальных показателей по отдельным элементам его структуры. Современные интенсивные технологии в отличии от агротехники, исключает рецептурный шаблонный подход к выращиванию культур. Она требует творческого применения необходимых приемов на основе анализа состояния посевов на каждом участке во все периоды роста и развития растений. Иногда интенсивную технологию называют биологической, подчеркивая этим, что применение каждого его элемента должно строго согласовываться с биологией культур.
Одним из стимулирующих факторов производства ячменя является повышение уровня урожайности этой культуры. При этом большое значение имеет разработка комплекса агроприемов, позволяющих достичь потенциальной продуктивности. Необходимость в оптимизации приемов возделывания ярового ячменя для повышения продуктивности посевов обуславливаются нестабильностью климатических условий, меняющихся по годам и периодам вегетации.
Формирование урожая и качества зерна ярового ячменя зависит и от приемов возделывания (Нуриманов Ф.С., 2002).
Ввиду повышенной холодостойкости ярового ячменя представляется возможность его посева в «февральские окна» или в первую-вторую декады марта с тем, чтобы полнее использовать запасы весенней влаги в почве, а также выпадающие ранней весной осадки.
Опыты, в которых изучалось влияние сроков посева ярового ячменя на урожайность, проведены научными учреждениями в Европейской части страны. Так, исследования Гармашова В.Н. и Селиванова А.Н. (1980) во Всесоюзном селекционно-генетическом институте (г. Одесса) показали, что яровой ячмень сильно реагирует на нарушения оптимальных сроков посева. Наиболее высокий урожай получен при его посеве в следующие сроки: в Южных районах - 20-25 февраля, в Северных - 5-10 марта. При этом следует
9
строго соблюдать не только рекомендуемые сроки и особенности сортов, но и складывающиеся к моменту посева условия увлажнения почвы и температуры воздуха.
При наличии влаги в почве и угрозе ее испарения следует приступать к посеву раньше оптимального срока на 5-7 дней. При отсутствии влаги в почве срок посева следует оттянуть, так как посев при оптимальном сроке в сухую почву способствует поражению семян болезнетворными бактериями в результате семена загнивают, теряют всхожесть, что отрицательно сказывается на урожае.
Сроки посева ярового ячменя должны устанавливать конкретно по регионам, зонам и даже отдельно районам, то есть в зависимости от местных климатических условий, почвы, рельефа (Ebert D., 1969; Szalai I., 1970; Иванов С, Васильев А., 1973).
Как показывает опыт, ранние посевы отличаются повышенным расходом семян, но по продуктивности кустов, превосходят поздние. Улучшение состояния посевов можно достичь путем протравливания семян (Амирханов Т.Р., 2001; Корзинников В.А., 1997; Немченко А.И., 1999).
Среди ранних яровых зерновых культур, яровой ячмень дает наиболее высокие и устойчивые урожаи. Средняя урожайность на юге РФ за последние три года составила 19,7-21,2 ц/га.
Соблюдая технологию возделывания, можно получить до 35-40 ц/га, в зависимости от сорта и зоны возделывания (Керефов К.Н., 1982).
Несмотря на это, урожайность ярового ячменя по республике невысокая и различается по годам, что служит причиной сдерживания расширения производства зерна. Основными причинами низкой урожайности служат неправильные технологии возделывания. То есть подбор сорта для данной зоны с учетом почвенно-климатических условий, подбор предшественника, посевы проводить в установленные оптимальные
10
сроки с оптимальными нормами высева и с оптимальной дозой минерального питания и т.д.
Ни для одной зерновой культуры сроки посева не имеют такого важного значения, как для растений ячменя. По сравнению с озимой пшеницей и озимым ячменем, посев ярового ячменя должен быть проведен за меньшее число рабочих дней, т.е. в максимально сжатые сроки (Борисоник З.П., 1974).
Интенсивную технологию принято называть биологической. И применение каждого ее элемента должно строго согласовываться с биологическими требованиями культур (Фокеев П.М., Новиков А.А., Ланге К.П., 1976).
При выборе срока посева необходимо учитывать биологические особенности сорта ( Унтила И.П., 1969,; Сокол А.А., 1980; Ерешко А.С., 1979; Найденова К.А., Сиротник Е.Г., 1971; Шевцов В.М. и др. 1984).
При этом следует отметить, что нужно соблюдать не только рекомендуемые сроки и особенности сортов, но и влажность почвы и температуру воздуха.
Опыты показали, что сравнительно ранние сроки посева ярового ячменя сопровождались кратковременным промараживанием растений на III — IV этапах органогенеза, и что отрицательного влияния на величину последующих линейных приростов не оказывалось. А существенное отрицательное действие оказывают кратковременные заморозки на V этапе органогенеза (выход в трубку и начало стеблевания), а также на всех последующих этапах (Шевелуха B.C., Малиновская П.Ф., 1978).
Влияние сроков сева на урожай зерна и соломы ярового ячменя подтверждалось и зарубежными авторами (Fatyga Jozef, Chranowska-Drozdz Barbara, Lieszewski Marek, 1993), которые приводят результаты 3-х летних полевых опытов на опытной станции в Павловице (около города Вроцлава,
11
Польша). Всего было 3 срока посева, с недельными интервалами: начало сева в зависимости от готовности почвы, было 28 марта - 4 апреля, а окончание 16-27 апреля. При запаздывании со сроками сева уменьшалось число продуктивных стеблей на 1 м . Однако, при этом масса 1000 зерен была обычно больше при позднем сроке сева. В среднем по сортам урожай зерна составил соответственно срокам сева 5,52; 5,26 и 4,32 т/га. Но урожай соломы был выше при позднем сроке сева.
В результате запаздывания с посевом, как правило, снижается урожайность (Беляков И.И., 1990; Никитенко Г.Ф., 1973). Причиной этого служит снижение продуктивного стеблестоя, причем реакция отдельных сортов бывает довольно специфической.
На густоту продуктивного стеблестоя решающее влияние оказывает полевая всхожесть и кустистость растений (Каданев И.М., 1964).
Установление оптимальных параметров густоты продуктивного стеблестоя имеет важнейшее значение, так как исследованиями последних лет доказано, что среди всех компонентов структуры урожая во многих случаях решающим является количество продуктивных побегов на единицу площади (Райнер Л, Штайнбергер И., Дике У и др. 1977).
Идея о необходимости установления оптимальных норм высева семян сельскохозяйственных культур возникла давно. Этому свидетельствуют труды авторов (А.П. Костычев, В. Черняев, 1881). Они указывают, что сроки посева и нормы высева оказывают влияние не только на величину урожая, но и на его качество.
Для южной зоны Ростовской области, как установили Соколов А.А. и др., (1982), лучшей нормой высева ярового ячменя сорта Приазовский 9 следует считать 4,5-5,0 млн. всхожих зерен на гектар. Более высокие нормы существенных прибавок не дают, но способствуют увеличению степени полегания растений ярового ячменя.
12
В последние годы в основных зернопроизводящих странах следует четкая тенденция к уменьшению норм высева зерновых культур. Так, в ФРГ на опытной станции Хебенсхаузен, густота посева ярового ячменя 350-400 зерен на 1 м обеспечивала высокую устойчивость к полеганию, лучшую выполненность зерна и более высокие урожаи в сравнении с нормой 500 всхожих зерен на 1 м2. Однако, в этой же стране, по отдельным землям, яровой ячмень рекомендуют высевать и более высокой нормой 200 кг/га. Эта связана с тенденцией координировать норму высева с агротехникой, составом почвы, особенностями сортов и условиями погоды (Banneick A., 1977).
При установлении нормы высева необходимо принимать во внимание также проблему уничтожения сорняков в начальные фазы (Губанов Я.В., Иванов Н.Н., 1988).
Тютюнников В.Я. (1999) отмечает, что благодаря раннему скрытию рядков и затенению почвы яровой ячмень подавляет развитие сорняков, что улучшает обеспеченность растений элементами минерального питания, создает оптимальный световой режим и способствует усилению кущения растений.
В своих опытах в Германии Maykuns A. (1976) указывает, что причиной меньшей урожайности двурядных сортов ячменя по сравнению с многорядными наиболее часто бывает понижение числа зерен, высеянных на 1 м2. Несмотря на то, что сорта двурядного ячменя более сильно кустятся (коэффициент кущения - 1,8-2,0), оптимальная густота посева часто не достигается.
В Северной Америке, в частности в степной зоне за оптимальную норму высева ячменя считают 3,5-4,0 млн. всхожих зерен на 1 га (Smit I, 1981, Morrison J.W., 1954).
13
Данные об отрицательном влиянии чрезмерно высокой густоты стеблестоя получены в Великобритании, в опытах с вариантами по установлению оптимальной густоты стеблестоя (Selman, 1980), которой по его мнению является вариант - 400 всхожих зерен на 1 м2.
Компенсационное взаимное влияние факторов среды на элементы структуры урожая ясны, так как, высокая густота продуктивного стеблестоя свидетельствует о большей норме высева или о благоприятных условиях для роста растений с первых этапов вегетации до конца фазы кущения (Соловьев СВ., 2000).
Низкая масса одного зерна бывает следствием неблагоприятных условий в период после цветения до завершения созревания зерна (Филипов Я.Г., Федченко А.Н., Самохвалов А.И., 2002).
Наблюдения Нуриманова Ф.С. (2002), показывают, что при чрезмерно высокой густоте продуктивного стеблестоя снижается масса 1000 зерен.
Значительное влияние оказывают и минеральные удобрения.
Технология возделывания ярового ячменя предполагает рациональное использования удобрений для реализации ее потенциальной продуктивности. Сроки и нормы их внесения должны быть установлены характером потребления основных элементов питания в течение вегетации. Используя различные виды удобрений, необходимо учитывать склонность растений ярового ячменя к полеганию, по сравнения с другими зерновыми. Культура характеризуется более высокой интенсивностью ростовых процессов на начальных этапах и к фазе выхода в трубку поглощает до 90% азота от общего потребления. Фосфор и калий потребляется в течение вегетации более равномерно.
Обеспеченность растений ярового ячменя основными элементами минерального питания - является важнейшей предпосылкой получения высоких и стабильных урожаев (Глуховский А.Б., 1974).
14
Многими исследователями в различных регионах нашей страны и за рубежом (Гаркавый П.Ф., 1956; Стратай В.В., 1964; Chery V., 1978; Петкова М., 1979; Rainer L. и др., 1980; Гармашов В.Н., Селиванов А.И., 1986) установлено, что фосфор и калий необходим растениям ярового ячменя с фазы выхода в трубку до конца вегетации (компенсировать их недостаток в этот период вегетации внесением не возможно). Азотное питание, наоборот, должно быть умеренным в начальной фазе роста и развития растений и оптимальным в поздние фазы вегетации.
Эффективность вносимых минеральных удобрений зависит от плодородия почвы, климатических условий года и комплекса применяемой агротехники (Бутюгин А.В., Волкова М.В., 1995).
Потребление элементов минерального питания растениями ярового ячменя в течение вегетации осуществляется неравномерно и зависит от интенсивности биохимических процессов.
Бельтюков Л.П., Гриценко А.А. (1993), утверждают, что в начальный период роста у растений наблюдается высокая чувствительность, как к недостатку, так и к избытку элементов минерального питания.
Внесение минеральных удобрений малыми дозами в рядки комбинированными сеялками позволяет значительно повысить их действие в сравнении с заделкой вразброс (Сахибгареев А.А., Гайтов Т.А., 1999). При этом нормы удобрений могут быть уменьшены в 2-3 раза, а урожай повысится.
Эффективность минеральных удобрений определяется в значительной степени дозами и сроками их внесения (Шабашов В.В., Токаренко В.М. и Барановский О.В., 1998).
Как считают многие авторы, внесение с осени NPK под вспашку зяби по сравнению с контролем, давало прибавку урожая ярового ячменя до 7-7,5 ц/га (Савицкая Г.В., Калько Б.А., 1983).
15
С этим соглашаются Seaman W.L., Choo Т.М., Martin R.A., (1995). Они приводят следующий пример, что при дробном внесении в Канаде (1/2 нормы полного удобрения осенью под вспашку и Уг нормы в рядки при посеве) прибавка урожая изучаемого сорта Hamilton составила 8,3 ц/га.
Однако, чрезмерно высокие дозы того или иного питательного элемента приводят к отрицательному эффекту (Dsipov A., Hejnak V., 1984). В частности, как показал опыт с повышенной дозой азота, у сорта Jaspis понизилась устойчивость к морозу, повысилась общая кустистость и полегаемость посевов.
Повышение продуктивности и качества урожая
сельскохозяйственных культур всегда связано с почвенным плодородием, хотя большое значение имеет влияние сорта и других факторов.
В КБР площади возделывания ярового ячменя составляют в среднем около 1200 га. Столь низкая посевная площадь объясняется отсутствием рекомендаций по его возделыванию.
В республике для производства пивного солода закупается большое количество сырья в Ставропольском и Краснодарском крае. Тогда как оптимизация некоторых элементов технологий возделывания ярового ячменя позволит восполнить потребность в этой культуре и повысить экономическую эффективность данного вида производства.
В целом урожайность ярового ячменя в республике не очень высокая и колеблется по годам, что очень сдерживает темпы увеличения производства зерна, в том числе и фуражного. Анализ работ хозяйств республики показывает, что основные причины низких урожаев во многих хозяйствах объясняется нарушение технологий возделывания: неправильный выбор сорта для конкретных условий, в связи с этим нарушение оптимальных сроков посева, норм высева, системы удобрений, некачественная подготовка почвы и т.д.
16
1.1. Биологические особенности ярового ячменя
Ячмень относится к пленчатым хлебам двух видов: шестирядный или обыкновенный, - Hordeum vulgare L. и двурядный Hordeum disticum L. У шестирядного ячменя на каждом членике стержня имеется по три плодоносящих колоска, у двурядного - плодоносят только средние колоски.
Ячмень - самоопыляющаяся довольно засухоустойчивая культура, малотребовательная к теплу и самая скороспелая из яровых зерновых. Вегетационный период составляет 80-110 дней.
Важная биологическая особенность - быстрое поступление питательных веществ в растение, поэтому в первый период жизни ячмень необходимо обеспечить достаточным количеством усвояемых элементов пищи ( Лебедик А.И., 1967).
Чувствительность к температуре органов растения ячменя неодинакова: в фазе всходов листья и стебли переносят температуру порядка -3-4 °С, а иногда до -7-12 °С. Завязь и пыльники повреждаются уже при -1-2,5 °С; для зерновки в период налива на X - XI этапах органогенеза опасны заморозки от -1,5 до -4 °С.
А при хранении, семена со стандартной влажностью (14 %), выдерживают сравнительно низкие отрицательные температуры (Фокеев П.М., 1976). Семена ярового ячменя начинают прорастать уже при температуре 1-2 °С, хотя при такой температуре рост идет крайне медленно. Оптимальная температура для прорастания 10-15 °С (Керефов К.Н., 1982).
Современные сорта отличаются большей устойчивостью к пониженным температурам и способны переносить весенние заморозки до -5...-10°С (Василенко И.И., 1990).
17
Ячмень проходит в онтогенезе 12 основных этапов органогенеза. И в отличие от озимого ячменя у ярового I и II этапы идут очень быстро, в течение 10-15 дней. Межфазный период (всходы - 3 лист) у него составляет 7-10 дней. После развертывания 3-го листа у многих сортов ярового ячменя наблюдается переход к III этапу, где фаза кущения наступает через 10-20 дней после появления всходов в зависимости от сорта и погодных условий (Рубин Б.А., 1971).
Продолжительность каждой из них зависит от особенностей сорта и метеорологических условий, меньше - от приемов агротехники (Борисоник З.Б., 1974).
С момента образования зародышевого корня и появлению всходов происходит формирование надземных органов и корневой системы растений, синтез и накопление органического вещества (Агеев В.В., 1999).
Хорошие условия для образования узлов кущения являются важным агротехническим приемом при выращивании высоких и устойчивых урожаев ярового ячменя, так как они служат основной частью растения. В них накапливаются запасные питательные вещества, которые расходуются на дыхание и на образование новых побегов и корней. При мелком залегании узла кущения слабо развиваются узловые корни, а главное снижается морозостойкость растений. Поэтому, чем выше залегает узел кущения, тем лучше переносят морозы растения ярового ячменя (Добрынин Г.Н., 1969).
По мнению ряда ученых, при возделывании пивоваренного ячменя повышенная кустистость нежелательна, так как подгон дает зерно недостаточной спелости, повышенный процент белка в зерне (Трофимовская А.Я., 1972,КаданевИ.М., 1976, Савченко М.П., 1951).
Формирование колоса у растений ярового ячменя зависит от продолжительности светового дня и температуры воздуха, чем выше температура и длиннее день, тем быстрее происходит колосообразование. В |
