geolike.ru

Возделывание ярового ячменя в Челябинской области

Народнохозяйственное значение

Ячмень – кормовая, продовольственная, техническая культура.

Ячмень одна из важных зернофуражных культур (1 кг зерна содержит 1,12 кормовых единиц). Его вводят как основной ингредиент в большинство комбикормов. Зелёную массу ячменя в смеси с бобовыми культурами (вика, горох, пелюшка, чина) используют на зелёный корм, силос, сенаж, сено [1].

Яровой ячмень служит основной страховой культурой в случае гибели озимой пшеницы.

По кормовой ценности ячмень значительно превосходит пшеницу и кукурузу в связи с более сбалансированным аминокислотным составом его белка, особенно по лизину. В белковом комплексе ячменя более 20 аминокислот, 5 из которых незаменимы.

По содержанию протеина ячмень не уступает пшенице, а по валовому сбору благодаря более высокой урожайности превосходит в среднем за 3 года на 44 %, степень удовлетворения потребности сельскохозяйственных животных в концентрированных кормах за счёт протеина составляет 69,2…78,1 %. Следует отметить, что ячмень в засушливых районах формирует зерно, богатое протеином и менее обеспеченное минеральными веществами, а в увлажнённых наоборот, содержание белка в зерне ячменя колеблется от 12,8 в засушливые годы до 9,8 % во влажные годы, а урожай составляет от 18,4 до 42,2 ц/га, содержание лизина составило 3,9 г/кг [2].

В зерне сортов ячменя кормового направления, выращиваемых в степной зоне в среднем содержится белка 12…16 % (на сухое вещество), крахмала 52…57 %, жира 2…3, клетчатки 4…6 и золы 2…3 % [3].

Издавна зерно ячменя считается особо ценным кормом для беконного, сального и полусального откорма свиней. При скармливании ячменя свиньям получается мясо и шпик самого высокого качества. Для лошадей это тоже прекрасный корм в плющеном виде. Ячмень также скармливают курам для повышения яйценоскости и мясной продуктивности. Дойные коровы дают молоко, из которого вырабатывается более качественное масло. В смеси с овсом зерно ячменя высоко ценится при кормлении рабочего скота. Наибольшее количество ячменя в составе комбикормов способствует укреплению здоровья и выносливости коров в период зимнего стойлового содержания.

Как продовольственная культура ячмень иногда использовался в виде компонента в рецептуре некоторых сортов пшеничного хлеба, при этом качество такого хлеба не ухудшалось при добавлении к пшенице 20…30 % ячменя [2]. В послевоенные годы в нашей стране были предприняты довольно успешные шаги по использованию ячменя в производстве макарон. И хотя в чистом виде ячменная мука не пригодна для этой цели, тем не менее была показана возможность получения специфических сортов доброкачественных макарон из смеси ячменя с пшеницей, рожью, горохом и чиной. Историческая причастность ячменя к хлебным злакам и поныне закреплена в этом названии. Однако, в продовольственном отношении ячмень остался лишь популярной крупяной культурой, из которой получают перловую и ячневую крупу. Для этой цели используют специальные сорта ячменя.

Из ячменного зерна, в особенности голозёрного, готовят суррогат кофе, который, благодаря своим слабым тонизирующим свойствам, рекомендуется пожилым людям вместо кофе натурального.

Зерно ячменя является сырьём для пивоварения, и в этом плане среди других культур вне конкуренции. Сорта выращиваются в южных зонах, наиболее благоприятных для формирования зерна богатого белком и высокими пивоваренными качествами. В этом случае содержание крахмала должно составлять 58…61 %, белка не более 12,5…13, плёнчатость – не превышать 8…10 % [1].

В агротехническом плане ячмень имеет не просто важное значение, но в ряде случаев его трудно переоценить. Дело в том, что в сложных хозяйственных ситуациях типа перестроек общественно-политических систем, он может выполнять роль буфера, где, с одной стороны, стоят требования культуры земледелия, а с другой - жесткие экономические реалии. Посевы ячменя способствуют более полному уничтожению сорняков весной, так как его срок сева можно сдвинуть на конец мая — начало июня (это особенно важно в том случае, если поля с осени остались необработанными), а достаточно ранняя уборка позволяет усилить прессинг на сорную растительность в результате более ранней обработки почвы осенью.

Известна также роль ячменя как покровной культуры для многолетних трав. В результате короткого периода вегетации, а значит вследствие ранней уборки ячменя, травы рано освобождаются от покрова и хорошо развиваются в конце лета и осенью.

Как культура ячмень еще ценен и тем, что в сравнении, например, с пшеницей, он более экономно расходует влагу, не нуждается в интенсивных предшественниках, неплохо борется с сорняками и при более коротком периоде вегетации формирует урожай, как правило, более высокий, чем пшеница или равный последней. Это, отнюдь, не означает, что новые сорта можно с успехом возделывать при том уровне агротехники, который приближается к «нулевому варианту». Вероятно, что при подобном отношении и урожай также будет приближен к означенному уровню. Ведь новые сор та, как правило, более интенсивны, чем старые, и для раскрытия своего потенциала требуют более высокой земледельческой культуры.

Ячмень является одной из ведущих зерновых культур мира. Сравнительная урожайность зерновых культур в 20 веке в период с 1901 по 1984 гг. поднялась в пределах: пшеница с 8.6 до 22.1; ячмень с 8.8 до 22.2; овес с 9.8 до 17.2; рис с 14.2 до 31.6; кукуруза с 12.6 до 36.6 и рожь с 9.3 до 17.8 ц/га. При этом максимальная урожайность ячменя в 1984 г. оказалась 56,8 ц/га (Нидерланды), а минимальная - 15,4 ц/га (Ливия). Среднегодовые темпы прироста зернопроизводства в 20 веке составили: пшеница + 2,08; рис + 1,63; кукуруза + 2,08; ячмень + 2,13; овес + 0,14 и рожь + 0,30% [3].

Средняя урожайность ячменя составляет 19,2 ц/га, при соблюдении технологических процессов можно получить до 45…50 ц/га.

В Челябинской области по Красноармейскому району в 2007 году под ячменем занято 3330 га, наибольшие площади сосредоточены в СХП «Красноармейское» и «Кировское» - 825 и 860 га. Валовый сбор составил 43976 ц, средняя урожайность – 13,2 ц/га. Наибольшая урожайность в Калуга-Соловьевское – 24,3 ц/га.

В 2008 году на площади 3330 га было получено 37900 ц/га. Средняя урожайность 11,4 ц/га. Наибольшая урожайность отмечена СХП «Родник» – 22,4 ц/га.

Ячмень относится к семейству мятликовые (Роасеае). Род Hordeum Lessen включает один вид культурного ячменя (Hordeum vulgare Lessen) и много видов дикого ячменя.

Корневая система – мочковатая. При прорастании зерна сначала образуются так называемые зародышевые, или первичные корни, у ячменя 5…8. Из подземных стеблевых узлов образуются придаточные или узловые корни, которые при достаточном увлажнении начинают быстро расти, однако первичные корни при этом не отмирают. Основная часть корней находится на глубине 20…25 см в верхнем пахотном слое почвы.

Стебель – соломина, состоящая из 5…7 междоузлий и разделена стеблевыми узлами. Соломина полая. Стебель растёт всеми своими междоузлиями. Первым трогается в рост нижнее междоузлие, затем последующее. Каждое новое междоузлие обгоняет в росте предыдущее. Верхнее междоузлие длиннее нижнего во много раз и достигает наибольшей величины во время цветения.

Лист – состоит из листового влагалища и листовой пластинки. На месте перехода влагалища в листовую пластинку имеется тонкая бесцветная плёнка, называемая язычком (Ligula). Язычок, плотно прилегая к стеблю, препятствует проникновению воды внутрь листового влагалища. У основания листового влагалища образуются двусторонние линейные ушки, или рожки (Auriculae), охватывающие стебель. Язычок ячменя короткий, ушки очень крупные, без ресничек полулунной формы.

Соцветие – сложный колос. Колос состоит из членистого колосового стержня (продолжение стебля) и колосков. Широкая сторона стержня называется лицевой, а узкая – боковой. У колоса ячменя на каждом уступе колосового стержня сидят три одноцветковых колоска. Колосок состоит из одного или нескольких цветков и двух колосовых чешуй. Колосовые чешуи у ячменя узкие, почти линейные. Ячмень типичное самоопыляющиеся растение. Цветение происходит при закрытых цветковых чешуях до появления колоса из листового влагалища. В жаркую погоду цветение может быть открытым, в этом случае возможно перекрёстное опыление.

Каждый цветок имеет две цветковые чешуи – нижнюю, или наружную, и верхнюю или внутреннюю, более тонкую, нежную и плоскую. Между цветковыми чешуями расположена завязь с одной обратной семяпочкой и двумя перистыми рыльцами и тремя тычинками, у основания цветковых чешуй, имеются ещё две небольшие тонкие плёнки (Lodiculae), набухание которых во время цветения обуславливает раскрытие цветка [4].

Плод – зерновка, сросшаяся с цветковыми чешуями или голая. Масса 1000 зерен 30…50 граммов. Плёнчатость колеблется от 8 до 17 %, в зависимости от сорта и условий произрастания [5].

В процессе роста и развития ячменя проходит следующие фенологические фазы: набухание семян, прорастание, всходы, появление третьего листа, кущение, выход в трубку, колошение, цветение, молочная, восковая и полная спелость зерна.

Поглощение воды при набухании зерновок ячменя зависит от химического состава зародыша, эндосперма и покровов семени. Чем больше в зерне содержится белка, тем больше количество воды оно поглощает для набухания. Чтобы семена ячменя могли прорости, они должны поглотить 48…57 % воды от их воздушно сухой массы [6]. После набухания в них происходят биохимические и физиологические процессы. Под воздействием ферментов (амилазы, диастазы) сложные химические соединения, крахмал, белки, жиры и другие – переходят в растворимое состояние. При прорастании в первую очередь трогается в рост главный корешок, затем последующие зародышевые корешки. Прорвав клеоризу, зародышевые корешки погружаются в почву, поглощают воду и минеральные вещества почвенного раствора. С этого момента начинается снабжение питательными веществами проростка, поддерживание его тургорной напряженности и упругости. Минимальная температура для прорастания 1…2 ºС. Однако, при недостатке тепла семена прорастают очень медленно. Оптимальная температура 20…25 ºС. По мере увеличения влажности почвы скорость прорастания семян возрастает и достигает максимума при 70…90 % полевой влажности (ПВ) [7].

Прорвав семенную и плодовую оболочку и выйдя из-под цветковых чешуек, стебелёк пробивается на поверхность почвы. Этот подъём осуществляется за счёт второго междоузлия. По этой причине у ячменя, два узла стебля остаются в почве на уровне зерновки. Всходы ячменя имеют сизоватую, сизовато-зелёную или дымчатую окраску. Положение первых листьев у ячменя вертикальное, они голые или слабоопушенные. В момент выхода верхушки зародышевого побега на поверхность почвы корни у ячменя имеют протяженность 30…35 см.

Скорость появления всходов зависит от температуры и влажности почвы, глубины заделки семян. При температуре 16…18 ºС и хорошей увлажнённости верхнего слоя почвы всходы появляются через 7…10 дней. Всходы легко выдерживают кратковременные заморозки –3…6 ºС [8].

Через 10…12 дней наступает фаза кущения. Кущение – это образование побегов из подземных стеблевых узлов. Сначала из них развиваются узловые корни, затем боковые побеги, которые выходят на поверхность почвы и растут так же, как и главный стебель. Интенсивность и продолжительность кущения ячменя определяют многими факторами: влажностью 65…70 % ПВ, температурой 12…14 ºС повышают, обеспеченность почвы питательными веществами, сортовыми особенностями, освещённостью посевов, глубиной закладки узла кущения, сроками посева и т.д. Во время кущения продолжается рост первичной корневой системы и идёт формирование вторичной (узловой) корневой системы. Кустистость влечёт за собой увеличение ассимиляционной площади листьев, которая у ячменя к этому времени достигает 4…6 тыс. м²/га. Высокая интенсивность кущения определяет густоту стеблестоя на единице площади. Однако чрезмерное растянутое кущение может привести к обильному образованию подгона и подсева, что крайне нежелательно. Во время фазы кущения происходит закладка будущего соцветия, что является одним из решающих факторов получения высокого урожая [6].

Выход в трубку – эта фаза характеризуется тем, что во время её прохождения происходит процесс подъёма интеркалярно растущим стеблем формирующегося колоса над поверхностью почвы. Её начало принято отмечать с момента, когда верхний узел выноситься над почвой на высоту 5 см и его легко можно прощупать через влагалище листьев. В течение этой фазы растения интенсивно растут, накапливают сухое вещество, следовательно потребляют большое количество питательных веществ из почвы.

Колошение – в эту фазу из влагалища верхнего листа выходит колос. Продолжается в среднем 8…11 дней. Повышение температуры воздуха ускоряет прохождение фазы. Растение при колошение характеризуется мощно развитой ассимиляционной листовой поверхностью. Отмирают лишь самые нижние листья.

Ячмень относится к самоопыляющейся культуре. Однако в ряде случаев отмечается и перекрёстное опыление. Ячмень начинает цвести с начала колошения реже через 2…3 дня после его наступления. В условиях засухи цветение происходит во влагалище листа. Оно обычно начинается рано утром и продолжается почти в течение всего дня. Первыми отцветают колоски в средней части колоса, затем в верхней и нижней части. Оплодотворение происходит преимущественно в утренние часы. В период цветения и созревания растения очень чувствительны, даже к небольшим заморозкам –1…2,5 ºС. Для зародыша зерновки в период налива опасны заморозки –1,5…3 ºС. Морозобойное зерно часто теряет всхожесть.

Образование зерна делят на три периода: формирование, налив и созревание. И. Г. Строн, Л. В. Матющенко [9] подразделили первый период на два этапа: образование и формирование.

Образование зерна начинается после оплодотворения до появления точки роста. Продолжительность периода 8…9 дней.

Формирование начинается от образования зерна до установления окончательной его длины. В зерне в этот момент много свободной воды и мало сухого вещества.

Налив начинается от начала отложения крахмала в эндосперме до окончания этого процесса. Влажность зерна 64…40 %. Продолжительность периода 20…25 дней.

Период налива подразделяют:

1. Фаза водянистого состояния, характеризуется формированием клеток эндосперма. Продолжительность 6…7 дней. Сухого вещества 2…3 %.

2. Фаза предмолочная. Содержимое зерна водянистое с молочным оттенком в результате отложения крахмала оболочка зеленоватая. Сухого вещества 10 %. Продолжительность 6…7 дней.

3. Фаза молочная. Зерно содержит жидкость молочного цвета. Сухого вещества 85…90 %. Продолжительность 4…5 дней.

Созревание. Влажность зерна 40…21 %. В зерне происходят биохимические процессы. Период созревания делят на две фазы:

1. Фаза восковой спелости. Эндосперм становится восковидным, упругим, оболочка зерна приобретает жёлтый цвет, влажность снижается до 30 %. Продолжительность 4…6 дней. В этой фазе можно проводить уборку раздельным способом.

2. Фаза твёрдой спелости. Эндосперм твёрдый, при изломе мучнистый или стекловидный, оболочка зерна кожистая, плотная, с типичной окраской. Продолжительность 3…5 дней. После наступления твёрдой спелости в зерне происходят сложные биохимические процессы, после чего она приобретает нормальную всхожесть. Поэтому выделяют: послеуборочное дозревание и полную спелость.

Послеуборочное дозревание, характеризуется окончанием синтеза высокомолекулярных белковых соединений, и превращением свободных жирных кислот в жиры. Процесс дыхания затухает.

Полная спелость – характеризуется пожелтением стеблей и отмиранием листьев. Зерно приобретает вид, свойственный сорту, твёрдое, не режется ногтём, несколько уменьшается в размерах. Содержание влаги 21…16 % и меньше. Сумма биологический активных температур, необходимая в течение вегетативного периода, для раннеспелых сортов ячменя составляет 1250 ºС, для позднеспелых 1450 ºС [10].

Яровой ячмень характеризуется высокой засухоустойчивостью. Транспирационный коэффициент около 400. При температуре воздуха 38…40 ºС устьица листьев ячменя теряют способность закрываться через 25…30 часов. Повышенная жароустойчивость ярового ячменя связана с его скороспелостью, а так же способностью интенсивно использовать питательные вещества в ранние фазы роста. К недостатку воды яровой ячмень наиболее чувствителен в фазе выхода в трубку. Если в этот период в почве не будет содержаться необходимое количество влаги, колос не сможет нормально развиваться и в нём увеличится число бесплодных колосков, что, естественно, приведёт к снижению урожая. Потребление влаги ячменя идёт в основном из метрового слоя. До колошения главным образом используется влага из слоя до 60…70 см, а в последующем с глубины до 90…100 см [11].

Ячмень требователен к плодородию почвы. Лучшими для него считаются среднесвязные суглинистые плодородные почвы. Плохо переносит он повышенную кислотность, особенно в первые фазы роста. Лучшая реакция почвы для ячменя нейтральная или слабощелочная рН 6,8…8,0. Ячмень требует для своего произрастания чистые от сорных растений почвы, хотя он быстро развивается с момента появления всходов и сильно кустится. Однако ввиду относительно слабого развития корневой системы эта культура может использовать сильную конкуренцию со стороны сорных растений в борьбе за влагу, пищу и свет.

Ячмень плохо растет на почвах с повышенной кислотностью, особенно страдают молодые растения. У них наблюдается задержка развития, кончики листьев желтеют из-за нарушения процесса образования хлорофилла и синтеза органических соединений. Ячмень плохо переносит избыточное увлажнение. На заболоченных почвах он дает низкие урожаи. Хуже растет на легких песчаных и солонцеватых почвах.

У ячменя в отличие от других зерновых культур, поглощение основных элементов питания происходит за короткий период. Ко времени выхода в трубку он потребляет почти 67 % калия, используемого за весь вегетационный период, до 46 % фосфора и значительное количество азота. К началу цветения поглощение питательных веществ почти заканчивается. Для получения высоких урожаев этой культуры очень важно, чтобы растения были обеспечены в полной мере доступными элементами с самого начала их развития. Компенсировать недостаток питания позже практически невозможно. Такая биологическая особенность определяет специфику применения удобрений [12].

Ученые аграрники всё больше склоняются к мнению, что проблема стабильного роста производства зерна в условиях развитого сельскохозяйственного производства может быть решена за счет создания и оперативного внедрения новых сортов. При посеве лучших районированных сортов урожайность зерна повышается на 15…20 % по сравнению с не-районированными или старыми [13].

Современные сорта несомненно более совершенны, чем те. что находились на вооружении земледельца 10…15 лет назад. Они обладают более высокой продуктивностью, пластичностью, иммунитетом, более высоким качеством продукции. Однако, имеющиеся «узкие места» в природе сортов оставляют широкий простор для исследований в этих направлениях. В современной обстановке особое значение и ценность приобретают сорта, не требующие интенсивной химической защиты от болезней и вредителей, эффективно угнетающие сорняки, хотя бы на одном из этапов своего развития. Важно, чтобы новые сорта формировали свою биомассу за возможно более короткий срок вегетации. В случае, например, [14], если урожайность нового сорта выше, чем у стандарта на 15% и при этом его вегетационный период также больше на 15%, то фактически никакого селекционного успеха нет.

Селекционеры постоянно улучшают свою продукцию, постепенно приближая ее к совершенству.

Вместе с тем практика показывает, что не следует переоценивать роль сортов. Неподдержанные соответствующими приемами частной агротехники и общей культурой земледелия, новые сорта могут не только не дать ожидаемого эффекта, но принести заметный ущерб по сравнению со старыми сортами. На этот счет примечательно мнение академика Э. Д. Неттевича, показавшего, что для хозяйств с уровнем урожайности 15-20 и 50-70 ц/га нужны разные сорта. Сортов, которые бы одинаково эффективно работали в указанных диапазонах, нет, потому, что сорта с повышенными требованиями не могут эффективно возделываться на низких агрофонах. Поэтому предлагается выводить сорта не только для определенной зоны, но и для конкретного уровня урожайности и технологии. В этой связи не следует пугаться многосортия. На наш взгляд, даже в условиях не очень четко поставленной семеноводческой работы можно смело идти на внедрение сортов, отличающихся друг от друга требованиями к увлажнению, почвам и т. п. Кстати, за рубежом это давно практикуется. Селекционеры должны поставлять на рынок производства сорта с учетом специализации хозяйств, для конкретных условий выращивания и сорта с более широкой адаптационной способностью. С помощью расширенного ассортимента высокоорганизованные хозяйства смогут полнее реализовывать свои почвенно-климатические возможности.

Особенно возрастает роль скороспелых культур и сортов в годы с холодным и влажным летом, когда затягивается созревание обычных сортов. Конечно, в иные годы скороспелые сорта могут повлечь определенное снижение урожайности, но их ранняя уборка ведет к более ранней обработке зяби, что положительно сказывается на уровне урожайности будущего года [8].

Лучшие предшественники ярового ячменя – хорошо удобренные пропашные культуры, оставляющие чистые от сорняков поля, также озимые зерновые, идущие по удобренному чистому или занятому пару. Для продовольственных и кормовых целей ячмень можно высевать после зернобобовых культур, оставляющих в почве достаточное количество азота.

Основная обработка почвы – вспашка. Вспашку необходимо проводить на глубину 20…22 см. Весной ранневесеннее боронование для закрытия влаги в почве в два следа, поперек вспашки. Дальнейшая обработка чистого пара проводилась культиватором КПС-4 на глубину 8…10 см. Культивацию проводили по мере появления сорняков. За вегетационный период проводилось 4 культивации с интервалом 20…21 день в зависимости от появления корнеотпрысковых сорняков.

Главная цель предпосевной обработки — создание хорошо разрыхленного мелкокомковатого слоя, сохранение влаги, уничтожение зимующих сорняков и создание условий для прорастания семян и их высокой полевой всхожести.

Ранневесеннее боронование вспаханной зяби целесообразно осуществлять тяжелыми зубовыми боронами БЗТС-1,0, а на тяжелых заплывших почвах агрегаты комплектуют двумя рядами борон. Выровненная поверхность поля обеспечивает высокое качество всех последующих технологических операций.

Предпосевную культивацию проводят на глубину заделки семян 5…6 см.

Ячмень — наиболее отзывчивая культура на удобрения. При их правильном применении значительно повышается урожай ячменя, возрастает устойчивость растений к засухе, болезням, вредителям, улучшаются кормовые качества зерна. При недостатке элементов питания в первые 15...30 дней после посева задерживаются рост и развитие растений, нарушаются нормальный процесс образования углеводов и формирование генеративных органов, ослабляется устойчивость к полеганию и болезням, существенно снижается урожай. Рекомендованная доза удобрений под ячмень – N₃₅ Р₄₅ К₂₅ кг д.в. на 1 га, в зависимости от плодородия почвы.

Фосфорные и калийные удобрения вносят осенью под вспашку, азотные — весной под предпосевную культивацию. Часть фосфорных удобрений (10 кг д.в. на 1 га) используют при посеве для лучшею развития корневой системы и формирования более крупного колоса.

Для посева используют крупные, выравненные семена с массой семян более 35…40 г. Такие семена дают более дружные всходы и обеспечивают лучший их рост. Семена перед посевом необходимо протравливать фунгицидами: байтан универсал или фундазол 2 кг/т. Ячмень – культура ранних сроков посева.

При ранних сроках посева ячмень меньше поражается грибными болезнями и успевает раскуститься до массового вылета шведской мухи, почти не подвергается действию засухи.

Норма высева семян может изменяться в зависимости от плодородия почвы, засоренности поля, удобрений, предшественника, качества предпосевной обработки, сроков и способов посева и погодных условий в период сева. Норма высева ячменя 4,5 млн всхожих зерен на 1 га. Глубина заделки 5…6 см.

Для получения дружных всходов ячменя необходимо применять послепосевное прикатывание кольчато-шпоровыми катками. При появлении почвенной корки до появления всходов следует провести боронование поперек посевов легкими боронами. Эта операция способствует уничтожению сорняков, разрушению корки и увеличению доступа воздуха к корням. Повсходовое боронование необходимо проводить в фазе три настоящих листа поперек предшествующей обработки при скорости движения агрегата 4 км в час. В конце фазы кущения в начале выхода в трубку почвы обрабатывают против сорняков гербицидом элант 0,7 л/га [12].

Ячмень созревает дружно, при наступлении полной спелости колосья поникают и становятся ломкими. Запаздывание с уборкой ведет к большим потерям урожая. Уборку сортов ячменя проводили за один прием.