Введение

Рыночные отношения в современных условиях диктуют свои правила в земледелии Российской Федерации. Ключевой проблемой в сельскохозяйственном производстве области является ускоренное и устойчивое наращивание производства зерна. Перед производителем стоит задача обеспечить область высококачественным продовольственным и фуражным зерном, а также зерном для технической переработки.

Среди возделываемых в области зерновых культур значительное место занимает яровой ячмень. Он является важной продовольственной, кормовой и технической культурой одновременно с использованием в пищу и на корм скоту, ячмень с давних времен использовался для приготовления освежительных и опьяняющих напитков.

Хорошая адаптационная способность его растений к условиям выращивания позволяет возделывать ячмень во всех зонах области и формировать при этом довольно высокие и стабильные урожаи.

Доля посевной площади под ячменем в Красноармейском районе составляет 22 %, по сравнению с яровой пшеницей 51,6 и с овсом – 26,4 %. По урожайности он не уступает ни овсу, ни яровой пшенице.

Целью наших исследований является оценка продуктивности сортов ячменя в лесостепной зоне Челябинской области.

В задачи исследований входит:

1. проследить фенологию сортов ячменя;

2. определить продуктивность сортов ячменя;

3. Рассчитать экономическую эффективность возделывания сортов ячменя.

Исследования в 2007 году проводились на опытном поле Института агроэкологии. В 2008 году – на НХЦ (учебно-научный центр) Института агроэкологии.

1 Обзор литературы

1.1 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.

1.2 Ботаническая характеристика и ботанические особенности ячменя

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].