Технология возделывания ярового ячменя

ВВЕДЕНИЕ

Среди полевых культур наибольшее значение имеют зерновые культуры – основной источник производства продуктов питания для человека, кормов для сельскохозяйственных животных, сырья для промышленности.

Мировое производство зерна составляет в настоящее время более 2 млрд. т. Россия является одной из крупнейших странпроизводителей зерна в мире среди основных зернопроизводящих государств после Китая, США, Индии.

Состояние многих отраслей аграрной сферы зависит от развития зернового производства, что определяется потребительскими свойствами зерна, имеющего продовольственное, фуражное и техническое значение.

Увеличивая производство зерна, можно успешно решить зерновую проблему, обеспечить население разнообразными продуктами питания, повысить продуктивность животноводства, создать необходимый государственный резерв зерна и обеспечить продовольственную безопасность страны.

В зерновом балансе России значительное место занимает ячмень – одна из важнейших и наиболее распространенных зерновых культур в мировом производстве. Более 1/3 всех мировых площадей ячменя сосредоточено в России.

Данная культура по ареалу распространения среди культурных злаков находится на четвертом месте, уступая пшенице, рису и кукурузе (И.М. Коданев, 1964; Л.Ф. Дьяченко, В.П. Нецветаев и др., 1989), что обуславливается его ценными биологическими качествами: высокой потенциальной продуктивностью, кормовыми достоинствами зерна (В.Д. Наволоцкий, 1989).

Динамика производства ячменя в России за последние 20 лет характеризуется сокращением посевных площадей от 14,2 млн. га в 1995 г. до 6,8 млн. га в 2010 г. и в структуре производства зерна на его долю приходилось 23 % в 2001-2005 гг., 14 % – в 2010 г. и 18 % – в 2009 и 2011 гг.

Зерно ячменя широко применяют в качестве концентрированного корма, белок которого содержит все незаменимые аминокислоты, включая особо дефицитные и наиболее ценные – лизин и триптофан. Также его используют для приготовления круп (ячневой и перловой), ячменного кофе, для получения мальцэкстракта – продукта, необходимого в хлебопекарной, кондитерской, фармацевтической, лакокрасочной, текстильной и кожевенной промышленности (З.Б. Борисоник, 1974; И.И. Беляков, 1990; А.А. Грязнов, 1996).

Особую ценность ячмень представляет для пивоваренного производства. На протяжении многих лет он остается незаменимым сырьем для производства высококачественного пива (В.Д. Наволоцкий, 1989).

В структуре посевных площадей зерновых и зернобобовых культур России ячмень составлял 33,2 % в 1995 г., 49,3 – в 2005, в 2010 – 24,4 и в 2011 г. – 25,3 % и высевался на площади от 14,2 млн. га до 30,4 млн. га, занимая второе место после пшеницы.

Урожайность данной культуры за эти году находилась в пределах 12-21 ц с 1 га и была ниже, чем по озимому ячменю и пшенице.

Целью проведенных исследований являлось научное обоснование формирования высокопродуктивных агрофитоценозов ярового ячменя с высоким качеством семян под влиянием приемов технологии возделывания в лесостепи Среднего Поволжья.

Изложенные в монографии результаты экспериментальных исследований получены при закладке полевых опытов аспирантами кафедры селекции и семеноводства ФГБОУ ВПО «Пензенская ГСХА» под руководством докторов сельскохозяйственных наук: Апарин И.А. (научный руководитель В.В. Кошеляев), Миронова М.Е. (научный руководитель Г.А. Карпова), Казьмин Ф.В. (научный руководитель И.П. Кошеляева).

Виды и сорта

Агрономы подразделяют ячмень на такие виды:

1. Яровой — используется для получения ячневой и перловой круп, муки и заменителя кофе. Эту разновидность зерна причисляют к ранним культурам, поэтому высевают по определенным срокам, чтобы не потерять внушительную часть урожая. Яровой злак устойчив к вредителям.
2. Озимый — засухоустойчивый, обладает коротким периодом вегетации: созревает на 10–12 дней раньше озимой пшеницы. Культура обладает хорошими кормовыми качествами, дает высокий урожай зерна. Такой ячмень используют для изготовления муки, крупы, но основная масса выращенного зерна поступает на кормовые цели. Недостаток озимой разновидности злака — отсутствие устойчивости к холоду: растение погибает при температуре ниже -12°С.

Популярные сорта

Наиболее популярные сорта такие:

1. Приазовский — имеет полупрямостоячий куст и цилиндрический среднерыхлый колос. Среднеспелый: вегетационный период составляет 71–87 дней. Сорт устойчив к засухе и различным вредителям. Обладает высокой питательной ценностью. Распространен по всей территории России.
2. Гелиос — кусты прямостоячие, в высоту достигают 70–80 см. У сорта высокая засухоустойчивость, стабильная урожайность в разных широтных зонах. С 1 га посаженных семян собирают в среднем 8000 кг злаков. Рекомендован для выращивания в Центрально-Черноземном регионе.
3. Мамлюк — имеет цилиндрический длинный колос соломенно-желтого цвета, вытянутые зазубренные ости. Сорт выведен в Краснодарском крае путем скрещивания Триумфа и Темпа. Ячмень раннеспелый: созревает за 65–85 дней. Включен в список ценных по качеству сортов, имеет высокую урожайность, хорошо переносит засуху.
4. Дункан — разработан с применением нанотехнологий в Канаде в 2012 году. Используется как для производства круп, так и для корма скота. Высота ячменя — 100 см, у него 14 стеблей. Количество зерен в колосе — более 250 штук. Канадский ячмень высевают 10 лет подряд, при этом он не теряет своих полезных свойств. Растение хорошо переносит засуху, выдерживая +60°C, устойчиво к грибковым заболеваниям, кислотным дождям и засолению почв. Дункан не терпит соседства с сорняками.
5. Вакула (фото справа) — полупрямостоячие кусты, достигают в длину 70–80 см. Культура легко адаптируется к разным видам почв, дает хорошую всхожесть. Средняя урожайность для Центрально-Черноземного региона — 33,7 ц/га. Вегетационный период составляет 69–85 суток. Зерна накапливают до 13% белка. Сорт используют в основном в пивоваренном производстве и для кормления скота.
6. Ковчег — озимый ячмень. Кусты полупрямостоячие, колосья цилиндрические короткие. Сорт созревает на протяжении 275 дней. Урожайность — 64 ц/га. Устойчив к осыпанию, полеганию, средне восприимчив к засухе. Зерна содержат 13,3% белка. Рекомендован для Северо-Кавказского региона.
7. Селена Стар — имеет полураскидистые кусты и полупрямостоячие цилиндрические колосья. Достигает 1 м в высоту. Сорт устойчив ко многим заболеваниям и вредителям, не подвержен осыпанию. Период созревания — 285 дней.
8. Борисфен — кусты средней высоты (94–100 см), колосья со слабым восковым налетом или без него. Урожайность — 75 ц/га. Зерна богаты белком. У сорта крепкий иммунитет к заболеваниям. Созревает злак за 288 дней.

Сорта ярового ячменя

Выделяют три основных вида ячменя:

• многорядный;
• двурядный;
• промежуточный.

В России чаще возделываются первые два типа. Они отличаются лучшей урожайностью и высоким качеством зерна. К наиболее популярным относятся следующие:

1. «Вулкан». Отличается высокой устойчивостью к различным негативным факторам. Масса зерен — 0,05 г. Содержит низкое количество белков. Пленчатость слабовыраженная. Средний урожай с гектара — 9 т.
2. «Гелиос». Урожайность повышается при частых и обильных поливах. Вегетация длится 92 дня. Вес зерна — около 0,05 г. С гектара собирается до 8 т.
3. «Прерия». Срок созревания — 68–90 дней, масса зерен — 0,045 г. Количество протеина — 15%, крахмала — 58%. Урожай — до 6,1 т/га.

Особенности возделывания пивоваренного ячменя

Для использования в пивоварении чаще всего выращивается двухрядный ячмень. Прорастает он равномерно и дает крупные ровные зерна. Более пригодными считаются пленчатые сорта — во время фильтрации пива пленки способствуют его осветлению.

Пивоваренный ячмень должен быть:

• крупнозернистым. Вес тысячи штук — 40–45 г;
• тонкопленочным — не больше 9%;
• обладать соломенно-желтым цветом;
• иметь высокую энергию прорастания — не менее 95%;
• содержать много крахмала — 78% и больше.

По результатам исследований установлено, что лучшие сорта пива получаются из ячменя, который содержит высокомолекулярные белки — глобулин и промалин.

Пивоваренная культура высаживается максимально рано. Благодаря этому можно получить хороший урожай крупного выровненного зерна с высоким содержанием крахмала. Посев узкорядный либо перекрестный.

В случае уплотнения грунта и образования корки посевы рекомендуется бороновать. Качество пивоваренной культуры, также зависит от способов и сроков сбора урожая. Самой эффективной считается однофазная уборка, которая проводится после полного созревания. Влажность зерна при этом не должна превышать 22%. Если злак перестоит, в нем резко снижается количество крахмала.

После сбора зерно обмалывается, сортируется и тщательно просушивается. Это помогает увеличить энергию прорастания и сохранить светлый окрас.

Хозяйственное значение

В России и других странах СНГ яровой ячмень выращивается для продовольственных нужд в качестве технической и кормовой культуры. Крупнозерновой сорт подходят для изготовления муки, ячки и перловки. Из-за низкого содержания клейковины злак не годится для приготовления хлебобулочных изделий.

Из его зерна изготавливается кофейный напиток и солодовый экстракт, который используется в кондитерских целях и для производства спиртосодержащих продуктов. В пивоварении очень ценятся двухрядные сорта, с тонкой пленкой, содержащие небольшое количество растительного белка.

Одна из важных целей выращивания ярового ячменя — кормление скота. В его состав входят 13% воды, 12% белка, 2,1% жиров, 64,4% белково-экстрактивных веществ и 2,8% золы. Килограмм злаков по соотношению равен 1,3 кормовой единице. Как корм также часто используется запаренная солома ячменя.

Народно хозяйственное значение ячменя

Ячмень – универсальная культура, как по широте распространения, так и по её использованию.

Зерно, содержащие от 7 до 17% белка, 65% безазотистых экстрактивных веществ, 5-6% клетчатки, 2% жира, 2,8% зольных веществ, широко используется в животноводстве как концентрированный корм, особенно для откорма свиней, так как даёт нежное вкусное сало.

Ячмень ценен также в молочно- мясном скотоводстве. Небольшое 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.

В после военные годы в СССР 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 (А.

А. Грязнов, 1996; П. Н. Кизима, 1947). Однако в продовольственном отношении ячмень остался лишь популярной крупяной культурой, из которой получают перловую и ячневую крупу.

Из ячменного зерна готовят заменитель кофе, который благодаря своим слабым тонизирующем свойствам, рекомендуется пожилым людям вместо кофе натурального.

Зерно ячменя является сырьём для пивоварения, и в этом плане среди других культур вне конкуренции.

Другим ценным продуктом переработки ячменного зерна является солод и солодовые вытяжки, использующие для ускорения брожения и созревания теста. Выпеченные хлебопродукты при этом имеют нежный привлекательный цвет. Солод используют не только в производстве пива, но и кваса (П. В. Щипак. 1989).

Как целебное растение ячмень менее известен. Зерно снимает головные боли, помогает при некоторых нервных заболеваниях, физической слабости.

Блюда из перловой и ячневой круп рекомендованы для стимулирования кроветворения.

Настои и отвары из зерна обладают противовоспалительным и дезинфицирующем свойством, рекомендуется при нарушениях переваривания пищи.

Пиво также может являть собой лечебный продукт.

Оно очень полезно худощавым людям и страдающими болезнями желудка. Пиво препятствует образованию морщин. Для выздоравливающих людей пиво, даже с большим количеством хмеля, более полезно, чем вино, которое сильно действует на мозг.

Но всё равно надо быть осторожном при употреблении пива (В. Складал, 1961)

Ячмень по посевным площадям и валовым сборам зерна в мировом земледелие занимает четвёртое место после пшеницы, риса и др. культур. За последние 30 лет посевы удвоились и стабилизировались на уровне 73 млн.га. Этому способствовали высокая потенциальная продуктивность ячменя, уникальная пластичность, позволяющая выращивать его практически во всех Почвенно-климатических зонах мира (М. Х. Уразлин, 1998).

Посевы ячменя в России занимают значительные площади. Он возделывается в настоящее время на площади 14,7 млн.

га, что составляет ¼ часть площади посева зерновых. Обусловлено это тем, что ячмень в условиях России выгодно отличается от других зерновых культур величиной и стабильностью урожаев (М. Х. Уразлин, 1998).

Яровой ячмень возделывается в Поволжском, Центрально-Чернозёмном, Северо-западном регионах, а также на Урале и Западной Сибири (П. С. Посыпанов, 1997).

При соблюдении технологии возделывания яровой ячмень способен дать высокие и устойчивые урожаи.

Его урожайность в мировом земледелии составляет 20-22 ц/га и имеет чёткую тенденцию роста (М. С. Уразлин, 1998).

Средний урожай ячменя по стране составил: в 1956-1960 гг. — 10,6 ц/га, в 1961-1965 гг. – 11,1 ц/га, в 1965-1970 гг. – 14,9ц/га, в 1971-1975 гг. – 11,4 ц/га, в 1976-1980 гг. – 13,9 ц/га, в 1981-1985 гг. – 12,2 ц/га, в 1986-1990 гг. – 14,9 ц/га. В Щекинском районе Тульской области урожай ячменя получен в 1970 г. по 45,5 центнер с 1 га (П. С. Посыпанов, 1997).

Приведённые примеры говорят о том, что ячмень способен давать стабильные, но невысокие урожаи.

Сроки, способы, нормы, глубина посева

Яровой ячмень относится к культурам самой ранней посадки. При опоздании с посевной буквально на неделю есть риск снижения урожая до 40%. При ранней посадке зерно формируется более крупное с тонкой пленкой, а молодые растения не так сильно поражаются шведской мушкой.

Сеется яровой ячмень в одно время с озимой пшеницей. Лучшие сроки для Сибири и Северного Кавказа — с 15 по 25 мая. В южных регионах и Средней Азии прекрасно себя чувствуют растения февральского посева.

Сажать ячмень рекомендуется узкорядным либо перекрестным методом. Как показали исследования Пермского сельскохозяйственного института, обычный способ дал урожайность на 13% ниже, чем узкорядный.

Нормы высева на 1 га зависят от региона выращивания культуры:

• Нечерноземные районы — 1,9–2,4 ц;
• Центрально-Черноземный — 1,8–2 ц;
• Юго-Восток — 1–1,4 ц;
• Северный Кавказ — 1,3–1,6 ц;
• Сибирь и Дальний Восток — 1,6–2 ц.

Нормы могут меняться и зависят от состава почвы и агротехнических условий. Следует помнить, что при густом посеве ячменя концентрация белков в зерне снижается

Это важно при выращивании пивоваренной культуры

Технология посева не отличается особой сложностью. В тяжелый глинистый грунт зерно закладывается на глубину до 4 см, в легкий песчаник — 5–6 см. В засушливый год во избежании быстрого пересыхания семян их заглубляют на 6–8 см

При весенней посадке семена набухают медленно, поэтому их важно заделать во влажную почву

Защита растений

Ячмень очень чувствителен к гербицидам препаратам, особенно в начале вегетации, поэтому для защиты растений рекомендуется применять только сертифицированные средства. Против сорняков подойдет 2,4-Д аминная соль, базарган (2–4 л на 1 га), лонтрел-300 (300 г на 1 га). Для профилактики заболеваний используют фунгициды из расчета 500 г на 1 га.

В период кущения культуру следует защищать от насекомых — злаковой мушки, блошек, вредных черепашек и др. Наибольшую эффективность показали инсектициды-акарициды — фосфамид (1 л на 1 га), метатионом (0,5 л на 1 га), карбофос (1 л на 1 га) и другие.

Требования к температуре, влаге, почве

Яровой ячмень отличается высокой урожайностью и устойчивостью к различным климатическим условиям. Семя прорастает при температуре 1–2 °С, а всходит при +6…+10 °С. Оптимальный температурный режим — +22 °С. Хорошо переносит кратковременные заморозки до -8 °С. В отличие от пшеницы и овса, во время созревания легко выдерживает +40 °С.

Культура засухоустойчива и нетребовательна к влаге, поэтому, когда сажают яровой ячмень, о поливе и дождях не беспокоятся. При малом количестве осадков его урожайность выше, чем озимой пшеницы. Однако из-за слабо развитой корневой системы ячмень плохо реагирует на весеннюю засуху.

Особых требований к грунту яровой ячмень не имеет, оптимальная кислотность — в пределах 6,5–7,5 рН. Однако большая урожайность замечена в плодородной хорошо структурированной почве, имеющей глубокий пахотный слой. Плохо растет культура в песчаной и супесчаной местности, также для выращивания ячменя малопригодна заболоченная местность с кислотным торфяным грунтом.

Биология и развитие

Прорастание происходит при минимальной температуре +1…+2°С.

Всходыпоявляются при +3…+4°С. Оптимальная температура для их появления: +6…+8°С.

Во время прорастания образуются зародышевые корни. Колеоптиль проходит поверхность почвы, а лист достигает кончика колеоптиля. Молодые растения выдерживают непродолжительные заморозки до -8. -9°С.

Развитие листьев начинается с появлением из колеоптиля первого листа и продолжается вплоть до развертывания девяти настоящих листьев. После появления третьего листа рост растений в высоту замедляется. Рост подземной части, наоборот, ускоряется: формируются подземные узлы, необходимые для дальнейшего развития растений.

Кущение сопровождается образованием боковых побегов и вторичной корневой системы. Всего образуется до девяти побегов кущения. В период кущения происходит закладка цветков и колосков. Ячмень обычно кустится более обильно, чем другие культурные злаки.

Выход в трубку начинается в момент, когда первый узел уже виден на поверхности почвы. Растение переходит к генеративной стадии развития. Внутри стебля происходит интенсивный рост колоса. Столь же интенсивно нарастает масса корней и листьев. После появления четвертого узла разворачивается самый верхний (флаговый) лист.

Набухание колоса сопровождается набуханием влагалища флагового листа, над лигулой которого показываются верхушки остей.

Колошение начинается с появления 25% колоса, завершаясь его полным выбрасыванием. Оптимальная температура для колошения составляет +18…+20°С.

Цветение отмечается при появлении первых пыльников. К середине фазы созревает 50% тычинок. Цветение протекает наиболее благоприятно при температуре воздуха +14. +19°С и хорошей влагообеспеченности.

В отличие от ячменя ярового, цветение озимой формы происходит после выхода колоса из листовой трубки.

Образование зерен идет с момента оплодотворения. При водянистой консистенции зерна содержание воды достигает 80%. В период от молочной до молочно-восковой спелости влажность зерна снижается до 50%. Зерно мягкое, сдавливается под ногтем. Верхние листья и стебель еще зеленые.

Созревание зерен охватывает период восковой спелости (от мягкой до твердой). В состоянии мягкой восковой спелости вмятина от ногтя выпрямляется, при поздней – уже нет. У пленчатых форм семян зерно крепко склеивается с цветочными чешуями, а у голозерных, наоборот, отделяется от пленки Листья и стебель желтые, стебли еще сохраняют гибкость.

Отмирание растения означает полную спелость зерна. Начало полной спелости совпадает с отвердением зерна, влажность которого составляет 17-20%. При поздней полной спелости узлы соломы сухие, влажность зерна снижается до 16-17%.

Особенности развития. Вегетационный период озимого ячменя составляет 230-290 дней, ярового – 65 – 110 дней. Для полного цикла развития ячменя необходима сумма активных температур:

• 1000-1500°С для скороспелых сортов;
• 1900-2000°С для позднеспелыхсортов.

Морфология

Всходы появляются после прорастания семени. Вначале трогаются в рост зародышевые корешки, затем – стебель. Сверху он покрыт видоизмененным влагалищным листом, называемым колеоптиле. Когда колеоптиле выходит на поверхность почвы, его рост прекращается. Первый настоящий лист разрывает колеоптиле и выходит наружу, образуя сизовато-зеленые всходы. К окончанию фазы всходов формируется 3-4 листа.

Листья линейные, имеют очередное расположение. Листья ячменя значительно шире, чем у пшеницы. Влагалища листьев и листовые пластинки голые, реже опушенные. Наиболее типичными по размеру и окраске считаются листья ячменя второго яруса (сверху). Листовая пластика имеет язычок и ушки. Язычок короткий, ушки широкие, нередко изогнутые. По ушкам ячмень легко отличить от овса и пшеницы. Сорта ячменя различаются по форме и окраске ушек. Листья ячменя часто покрыты восковым налетом, интенсивность которого выше в засушливых условиях.

Стебель полая соломина высотой 50-140 см. Толщина стебля варьирует от 1,7 до 6,5 мм.

От основания к вершине длина междоузлий возрастает, а толщина снижается. Это увеличивает ломкость колоса и риск больших потерь при уборке. Стебель ячменя нередко покрыт восковым налетом, особенно заметным в засушливых условиях.

Соцветие. Колос шестирядный или двурядный, без конечного плодоносного колоска, чаще остистый. Членики стержня колоса прямые, короткие, при созревании не распадаются. На каждом уступе стержня находится три одноцветковых колоска. Из них у многорядных ячменей фертильны все три, у двурядных – только один средний. Колосковые чешуи чаще узкие, до 1мм длиной. Наружная колосковая чешуя переходит в ость. Ости длинные, расположены параллельно колосу. Реже встречаются безостые формы. У фуркатных ячменей вместо остей имеются трехлопастные придатки.

Плоды крупные зерновки с желобком на брюшной стороне. Форма ромбическая, удлиненно – эллиптическая. Окраска желтая, серая, зеленая, фиолетовая, коричневая.Внутренняя и наружная цветковые чешуи у пленчатых форм срастаются с зерновкой. У голозерных ячменей зерновки свободные.