Особенности биологии и технология возделывания ячменя на пивоваренные цели.
Яровой ячмень — важнейшая продовольственная, кормовая и техническая культура. Из его зерен изготавливают муку, перловую и ячневую крупу, суррогат кофе. Для хлебопечения ячменная мука малопригодна, при необходимости ее примешивают к пшеничной или ржаной муке (20...25 %). В зерне ячменя содержится 7...15 % белка, 65 % безазотистых экстрактивных соединений, 2 % жира, 5,0...5,5 % клетчатки, 2,5...2,8 % золы. Белок ячменя содержит все незаменимые аминокислоты, включая особо дефицитные и наиболее ценные — лизин и триптофан. Существуют сорта, в протеине которых содержится 4,5...4,9 % лизина. Зерно ячменя широко применяют в качестве концентрированного корма (в 1 кг содержится 1,27 корм. ед. и 100 г переваримого белка) для животных всех видов, особенно для откорма свиней (удельный вес его в составе комбикорма достигает 50 %). Высокое содержание в зерне ячменя гордеина способствует подавлению развития грамположительных бактерий, что благоприятно сказывается на здоровье животных. Из зерна ячменя вырабатывают заменители кофе и солодовый экстракт, широко применяющийся в промышленности. Ячмень — отличное сырье для пивоваренной промышленности; особенно ценными для приготовления пивного солода считаются двурядные ячмени, имеющие крупное и выравненное зерно с крупнозернистым пластидным крахмалом, состоящим из амилозы и амилопектина, с пониженной пленчатостью (8... 10 %), содержанием экстрактивных веществ более 78...82 % и высокой энергией прорастания (более 95 %).
Ячменная солома по питательности превосходит ржаную и пшеничную; в запаренном виде ее хорошо поедают животные. В южных районах ячмень иногда выращивают на зеленый корм и сено в смесях с викой, горохом, чиной и другими культурами.
Благодаря своим биологическим особенностям ячмень — хороший компонент в наборе культур полевого севооборота. Он более экономно расходует влагу, отличается коротким вегетационным периодом, раньше созревает и дает возможность более рационально использовать технику и снизить напряженность полевых работ. Ячмень широко используют в качестве страховой культуры для пересева озимых.
Районы возделывания и урожайность ярового ячменяЯчмень относится к числу древнейших сельскохозяйственных растений. Раскопки показывают, что ячмень наряду с пшеницей был известен еще в каменном веке. В Египте ячмень возделывали за 5000 лет до н. э.
Яровой ячмень — наиболее скороспелая и пластичная культура с большим разнообразием форм. Высокая приспособляемость культуры к различным условиям определяет широкое распространение ее по всем континентам мира. Благодаря короткому вегетационному периоду и невысокой требовательности к теплу ячмень возделывают в самых северных и высокогорных районах земледелия, а быстрый темп развития делает эту культуру ценной не только для зон с коротким периодом вегетации, но и для засушливых южных районов.
В нашей стране яровой ячмень возделывают повсеместно — от Заполярья до южных границ. Среди зерновых культур яровой ячмень по посевным площадям занимает первое место, а по валовому сбору зерна — второе, уступая лишь озимой пшенице.
В РФ в 2003 г. площадь посева ярового ячменя составила 9,65 млн. га. Наибольшие площади посева сосредоточены на Северном Кавказе, Урале, в Сибири, Центрально-Черноземной и Нечерноземной зонах.
Среди ранних яровых зерновых культур яровой ячмень дает наиболее высокие и устойчивые урожаи. Средняя урожайность за 1998...2003 гг. составила более 1,5 т/га. Соблюдая технологию возделывания, можно получать до 3...7 т зерна ярового ячменя с 1 га в зависимости от зоны возделывания.
Ботаническое описание ярового ячменяРод Hordeum L. включает один вид культурного ячменя (Hordeum sativum Lessen) и много видов дикого ячменя. В зависимости от количества плодущих колосков на уступе колосового стержня культурный ячмень принято делить на три подвида (рис).
а — двурядный; б— шестирядный с плотным колосом; в — шестирядный с рыхлым колосом; г — шестирядный с фуркатными остями
Зерно ячменя широкое, сжатое с боков. В отличие от зерновок овса зерновки ячменя срастаются с цветковыми чешуями. Пленчатость у двурядного ячменя составляет 9... 11 %, у многорядного — 10... 13 %. Зерно многорядного ячменя неоднородно по крупности; боковые зерна мельче и немного искривлены у основания. Каждый подвид ячменя подразделяют на разновидности по следующим признакам: остистость (остистые или безостые — трехлопастные придатки), характер остей (зазубренные или гладкие), окраска колоса и зерновки (желтая или черная), пленчатость зерна (пленчатое или голое), плотность колоса (плотный, когда на 4 см длины стержня приходится более 15... 18 члеников, рыхлый — 7... 14 члеников).
Наибольшее распространение в нашей стране имеют разновидности нутанс, медикум из двурядных и паллидум из многорядных. Кроме этих разновидностей определенный интерес представляют безостые, или фуркатные, ячмени: horsfordianum (колосья желтые, многорядные, зерна пленчатые); trifurcatum (колосья многорядные, желтые, зерна голые). Сорта этих разновидностей в нашей стране не распространены, они низкоурожайные и не устойчивые к неблагоприятным условиям произрастания.
1. Подвид Hordeum vulgare L. — ячмень многорядный, или обыкновенный. На каждом членике колосового стержня имеется по три плодущих колоска, которые развиваются и дают зерно. По степени плотности колоса многорядный ячмень подразделяют на две группы. Первая — группа правильных шестирядных (шестигранных) ячменей hexastichum L. — колос плотный, толстый, сравнительно короткий и в поперечном сечении имеет вид правильного шестигранника. Вторая — группа неправильных шестирядных (четырехгранных) ячменей tetrastichum L. — колос менее плотный, ряды зерен расположены не совсем правильно, боковые колоски заходят друг за друга, средние колоски более развиты, чем боковые; колос имеет две широкие грани с лицевой стороны и две узкие — с боковой; в поперечном разрезе образует четырехугольник.
2. Подвид Hordeum distichon L. — ячмень двурядный, у которого из трех колосков, сидящих на членике колосового стержня, плодущим бывает только средний; боковые колоски бесплодны. Расположение плодущих колосков в одной плоскости придает колосу четкую двурядную форму. Двурядные ячмени по характеру боковых неплодущих колосков делят на две группы: nutantia R. Red., у которых боковые бесплодные колоски имеют колосковые и цветковые чешуи; difficientia R. Red., характеризующиеся тем, что бесплодные боковые колоски состоят у них только из одних колосковых чешуи. В посевах двурядные ячмени представлены только группой nutantia, ячмени же второй группы difficientia встречаются как примеси, чаще в Закавказье.
3. Подвид Hordeum intermedium Vav.et Orl.— ячмень промежуточный. У этого подвида на уступе колосового стержня могут нормально развиваться от одного до трех зерен. В нашей стране распространены только многорядный и двурядный подвиды ячменя. Многорядные ячмени, как правило, более скороспелы и засухоустойчивы, чем двурядные, поэтому их можно возделывать как на Крайнем Севере, так и на юге и юго-востоке.
Биологические особенности ярового ячменяЯчмень относится к растениям длинного дня. При коротком световом дне сильно затягивается его колошение. Это самая скороспелая культура, длительность вегетационного периода 60...110 дней. Продуктивная кустистость выше, чем пшеницы и овса, питательные вещества из почвы усваивает лучше, чем пшеница, но хуже, чем овес.
Ячмень — типичный самоопылитель, цветение и оплодотворение часто проходят до выколашивания. Внешние условия оказывают сильное влияние на характер цветения. В сухие и жаркие дни цветение наступает рано и заканчивается до полного выколашивания. В умеренно влажные и прохладные дни цветение ячменя наступает позже и заканчивается после полного выхода колосьев из влагалища листа. Повышенная влажность и высокая температура способствуют открытому цветению некоторых форм ячменя.
Требования ярового ячменя к элементам питанияУ 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.
Требования ярового ячменя к почвеЯчмень хорошо приспосабливается к различным условиям выращивания, в то же время он отличается повышенной требовательностью к плодородию почвы. Сжатые сроки поглощения элементов минерального питания и относительно слабая усвояющая способность корней обусловливают высокую требовательность его к почвенному плодородию. Он очень 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. Наиболее пригодны для возделывания ячменя плодородные структурные почвы с нейтральной реакцией (рНсол 6,8...7,5). Ячмень плохо переносит избыточное увлажнение. На заболоченных почвах он дает низкие урожаи. Хуже растет на легких песчаных и солонцеватых почвах.
Требования ярового ячменя к влагеСреди ранних яровых зерновых культур ячмень — самая засухоустойчивая культура. Он стоит на первом месте среди хлебных злаков по устойчивости к «захвату» и «запалу» благодаря быстрому росту и развитию в начальный период. Имея короткий вегетационный период, ячмень наиболее продуктивно использует и экономно расходует запасы зимне-весенней влаги и успевает налить зерно в первой половине лета до наступления сухой и жаркой погоды. Поэтому во многих степных районах юга нашей страны ячмень дает более высокие и стабильные урожаи, чем яровая пшеница и овес. Коэффициент водопотребления около 400.
Семена ячменя начинают прорастать при влажности, равной двойной гигроскопической влагоемкости данной почвы. При набухании семена ячменя поглощают около 50 % влаги от массы воздушно-сухих семян. Во время набухания и в течение всего периода прорастания семена ячменя поглощают отдельные вещества из окружающего их раствора (аммиак, амиды) и одновременно выделяют в раствор избыточные продукты, преимущественно растворимые углеводы, представляющие благоприятную среду для развития плесневых грибов. При влажности ниже уровня, необходимого для прорастания, в семенах протекает процесс гидролиза белков. В результате этого накапливаются промежуточные соединения и аммиак, вызывающие нарушение функциональных процессов в клетках семени. Это тормозит деление клеток и отрицательно сказывается на прорастании семян. Наибольшее количество воды ячмень потребляет в периоды выхода в трубку и колошения. Повышенная влажность и умеренная температура воздуха в фазе кущения способствуют лучшему формированию и росту вторичной (узловой) корневой системы и образованию большего количества побегов, благодаря чему в дальнейшем растения смогут полнее использовать почвенное плодородие и влагу, сформировать более высокий урожай. Недостаток влаги в период образования репродуктивных органов оказывает губительное действие на пыльцу ячменя. Стерильность части пыльцы ведет к увеличению числа бесплодных цветков и снижению продуктивности.
Требования ярового ячменя к теплу.Яровой ячмень отличается небольшой требовательностью к температуре. Семена могут прорастать при температуре 1...2 °С, что дает возможность высевать их в ранние сроки. Однако при такой температуре прорастание сильно растягивается. Жизнеспособные всходы можно получить при температуре 4...5 °С, но появление их при этом задерживается. При более низких температурах возрастает водоудерживающая способность почвы, семена меньше и медленнее поглощают воду, что и служит причиной задержки появления всходов. Оптимальная температура для прорастания 15...20 °С. Всходы переносят кратковременные заморозки до — 7...—8°С, в более поздние фазы развития устойчивость растений к заморозкам снижается. В период цветения и налива зерна ячмень повреждается заморозками —1,5...—2 ?С. Морозобойное зерно теряет всхожесть Остановится непригодным для пивоваренных целей. Ячмень более устойчив к высоким температурам, чем пшеница и овес. При температуре воздуха 38...40 °С устьица листьев ячменя теряют способность закрываться через 25...30 ч, у яровой пшеницы — через 10... 17, у овса — через 4...5 ч. Для полного развития ячменя требуется сумма активных температур 1000... 1500 °С для скороспелых сортов и 1800...2000 °С для позднеспелых.
Сорта ярового ячменяВ Российской Федерации выведено и допущено к использованию более 100 сортов ярового ячменя. Наиболее распространены следующие сорта: Абава, Андрей, Белгородец, Биос 1, Визит, Гонар, Дина, Донецкий 8, Ерофей, Зазерский 85, Зерноградский 244, Михайловский, Московский 2, Новосибирский 80, Носовский 9, Нутанс 553, Одесский 100, Омский 90, Прерия, Риск, Скарлет, Суздалец, Харьковский 99, Эльф и др.
Особенности агротехники
Технология возделывания ярового ячменяТехнология возделывания ярового ячменя предусматривает выбор правильной системы удобрений, места в севообороте и приемов обработки почвы.
Место ярового ячменя в севообороте.Вследствие образования слаборазвитой корневой системы, отличающейся сравнительно слабой усвояющей способностью, а также короткого периода интенсивного потребления питательных веществ ячмень предъявляет повышенные требования к условиям произрастания, особенно в первый период вегетации. Одно из условий, обеспечивающих хорошее развитие растений, — правильный подбор предшественников.
Лучшие предшественники ярового ячменя — хорошо удобренные пропашные культуры, оставляющие чистые от сорняков поля. Хорошими предшественниками считаются 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. Нередко в Нечерноземной зоне в качестве предшественника для ячменя используют пласт и оборот пласта многолетних трав, лен-долгунец; в Сибири — яровую пшеницу, посеянную по чистому пару.
Пивоваренный ячмень, как правило, размещают после удобренных пропашных культур. В этом случае он дает высокий урожай зерна хорошего качества.
Ячмень — хороший предшественник для многих яровых, а в некоторых районах и для озимых культур. Благодаря короткому вегетационному периоду ячмень является ценной покровной культурой для многолетних бобовых и злаковых трав.
Удобрение ярового ячменя.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.
Норму удобрений рассчитывают на планируемый урожай или используют рекомендации агрохимических опытных станций. Фосфорные и калийные удобрения вносят осенью под вспашку, азотные — весной под предпосевную культивацию. Часть фосфорных удобрений (10... 15 кг/га) используют при посеве для лучшего развития корневой системы и формирования более крупного колоса. По данным кафедры растениеводства РГАУ—МСХА им. К. А. Тимирязева, дробное внесение азота под предпосевную культивацию и в фазе кущения в среднем за 6 лет на дерново-подзолистых почвах не обеспечивало повышение урожая ячменя сорта Зазерский 85 по сравнению с внесением полной нормы азота под предпосевную культивацию. Прибавка урожая от дробного внесения составила 0,95 т/га, а от внесения всей нормы азота под культивацию —1,13 т/га. Однако более поздние подкормки азотом значительно повышают содержание белка в зерне.
При возделывании ячменя на пивоваренные цели норму азотных удобрений снижают на 20...25 %. При подсеве под ячмень многолетних трав внесение свыше 60 кг/га азота приводит к выпаданию клевера. На плодородных почвах достаточно вносить 30...40 кг/га азота.
Ячмень, имея короткий период потребления элементов питания, лучше отзывается на минеральные удобрения, чем на органические. Поэтому органические удобрения непосредственно под ячмень не вносят или вносят только в северных районах, где очень низкое плодородие почвы. Ячмень чаще всего размещают, второй культурой после унавоженных пропашных культур. В этом случае ячмень хорошо использует последействие органических удобрений.
Ячмень хорошо отзывается на применение микроудобрений. Микроудобрения активизируют ферменты, ускоряющие биохимические процессы в растительном организме, повышают устойчивость растений к болезням и засухе. Наибольшая потребность в боре проявляется на дерново-подзолистых и торфянистых почвах. Марганцевые удобрения применяют на слабощелочных или нейтральных почвах легкого гранулометрического состава. В некоторых случаях хорошие результаты дает предпосевная обработка семян раствором сернокислого цинка.
Обработка почвы под яровой ячмень.
Система обработки почвы под ячмень не отличается от системы обработки под другие яровые зерновые. Основную обработку почвы при размещении ячменя после стерневых предшественников проводят осенью. Она состоит из двух приемов: лущения стерни и вспашки, при размещении ячменя после пропашных культур проводят только вспашку. На севере Нечерноземной зоны РФ и в Сибири, где период от уборки предшествующей культуры до наступления устойчивых заморозков составляет менее одного месяца, лущение проводить нецелесообразно, сразу следует провести вспашку.
В районах, подверженных ветровой эрозии, при выращивании ячменя применяют почвозащитную систему обработки почвы — безотвальное рыхление. В зимний период проводят снегозадержание.
Весенняя обработка почвы включает боронование зяби с целью сохранения влаги в почве и предпосевную культивацию. В районах избыточного увлажнения и в холодную дождливую весну боронование зяби не проводят, а выполняют лишь предпосевную культивацию. При размещении ячменяла легких супесчаных почвах, чистых от сорняков, достаточно весной ограничиться тщательным боронованием, которое дает возможность хорошо подготовить почву для посева.
В районах недостаточного увлажнения на легких рыхлых почвах проводят прикатывание почвы перед посевом, которое обеспечивает равномерную заделку семян и появление дружных всходов.
Посев ярового ячменя
Подготовка семян к посеву.Для посева следует использовать крупные, выравненные семена с силой роста не менее 80 % и массой семян более 40 г. Такие семена дают более дружные всходы и обеспечивают лучший их рост. Большое значение в повышении энергии прорастания и всхожести семян ячменя, особенно в районах, где они не всегда успевают пройти послеуборочное дозревание, имеет воздушно-тепловой обогрев в течение 3...5 дней на солнце или на напольных сушилках. Для обеззараживания семян ячменя от возбудителей болезней необходимо провести протравливание фундазолом, 50 % с. п. (2,5...3,0 кг/т), витаваксом 200, 75% с. п. (2,5...3,0кг/т).
Протравливание проводят полусухим или сухим способом. Сухое протравливание семян можно выполнять за 2...3 мес до посева. В этом случае обеспечивается более сильное действие препарата и семена сохраняются в весенний период без снижения всхожести. Однако заранее можно обрабатывать только семена с влажностью не более 14 %. При влажности выше 17 % семена обрабатывают за 2...3 дня до посева полусухим способом, при этом дозу протравителя, необходимую для обработки 1 т семян, разводят в Юл воды и полученной суспензией смачивают семена. Для повышения эффективности обработки в суспензию добавляют прилипатели.
Сроки посева.Ранний посев — одно из основных условий получения высоких урожаев ячменя. Прохладная погода и достаточное количество влаги в почве способствуют дружному появлению всходов и хорошему развитию корневой системы. При ранних сроках посева ячмень меньше поражается грибными болезнями и успевает раскуститься до массового вылета шведской мухи, почти не подвергается действию засухи. К тому же уборка урожая ранних сроков посева обычно проходит при благоприятных метеорологических условиях.
В европейской части России лучшие сроки посева ячменя — первые 5...7 дней начала полевых работ, его высевают после яровой пшеницы или одновременно с ней. В Сибири сроки посева могут быть сдвинуты на II...III декады мая. Преимущество сравнительно поздних посевов в этих районах объясняется тем, что такие посевы эффективнее используют июльские осадки и появляется возможность провести две культивации для уничтожения овсюга и других сорняков. Однако слишком задерживаться с посевом ячменя не следует из-за опасности повреждения зерна осенними заморозками.
Способы посева.Ячмень — культура сплошного способа посева, лучше всего его высевать узкорядным или обычным рядовым способом. При узкорядном способе посева достигается наиболее оптимальная площадь питания и создаются благоприятные условия для роста и развития растений.
Норма высева.У ячменя сравнительно высокая энергия кущения, поэтому он сильнее, чем яровая пшеница, реагирует на повышенные нормы высева. При загущенных и изреженных посевах снижаются урожай и качество зерна. 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. Нормы высева при узкорядном способе посева, млн всхожих семян на 1 га: Нечерноземная зона, Дальний Восток — 5...6; Центрально-Черноземная зона —4,5...5,5; Поволжье, Южный Урал, Зауралье — 3,5...4,0. Нормы высева необходимо уточнять в каждом хозяйстве в зависимости от указанных выше условий, для того чтобы ко времени уборки иметь не менее 400...600 продуктивных стеблей на 1 м2.
При возделывании ячменя с подсевом многолетних трав норму высева необходимо уменьшить на 15...20 %.
Глубина заделки семян.Она сильно влияет не только на полевую всхожесть семян, но и на развитие растений. При недостаточно глубокой заделке часть семян нередко всходит только после дождей, всходы бывают недружными, узел кущения закладывается неглубоко, что отрицательно сказывается на развитии вторичных корней, снижается сопротивляемость растений к засухе. При излишнем заглублении проростки ослабевают и часть их погибает. Учитывая высокую потребность набухающих семян во влаге, их необходимо заделывать во влажный слой почвы. Глубина заделки семян зависит от влажности и гранулометрического состава почвы. На тяжелых глинистых почвах семена заделывают на 3...4 см, на легких супесчаных — на 5...6, а в засушливых районах глубину заделки семян увеличивают до 6...8 см.
Уход за посевами ярового ячменяКомплексные мероприятия по уходу за посевами ячменя обеспечивают оптимальные условия для роста и развития растений. К числу таких мероприятий относят прикатывание, уничтожение почвенной корки, борьбу с сорняками, болезнями и вредителями.
Чтобы получились дружные всходы ячменя, в засушливых районах применяют 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. Для борьбы с сорняками в фазе кущения необходимо проводить химическую прополку, используя для этого разрешенные гербициды.
Для повышения содержания белка в зерне ячменя, используемого на кормовые цели, применяют поздние подкормки в фазе колошения. Подкормку проводят мочевиной (20...25 кг/га). Расход рабочей жидкости 300 л/га. При угрозе поражения посевов ячменя злаковыми мухами, злаковой тлей посевы обрабатывают пестицидами.
Уборка урожая ярового ячменяЯчмень созревает дружно, при наступлении полной спелости колосья поникают и становятся ломкими. Запаздывание с уборкой ведет к большим потерям урожая. Уборку ячменя проводят двухфазным и однофазным способами. При двухфазном способе ячмень скашивают в валки в середине восковой спелости при влажности зерна 35...38 % и через 3...5 дней по мере подсыхания зерна валки подбирают и обмолачивают. При таком способе уборки существенно снижаются потери урожая. Однофазную уборку проводят в фазе полной спелости зерна.
Ячменная солома по питательности превосходит ржаную и пшеничную; в запаренном виде ее хорошо поедают животные. В южных районах ячмень иногда выращивают на зеленый корм и сено в смесях с викой, горохом, чиной и другими культурами.
Благодаря своим биологическим особенностям ячмень — хороший компонент в наборе культур полевого севооборота. Он более экономно расходует влагу, отличается коротким вегетационным периодом, раньше созревает и дает возможность более рационально использовать технику и снизить напряженность полевых работ. Ячмень широко используют в качестве страховой культуры для пересева озимых.
Районы возделывания и урожайность ярового ячменяЯчмень относится к числу древнейших сельскохозяйственных растений. Раскопки показывают, что ячмень наряду с пшеницей был известен еще в каменном веке. В Египте ячмень возделывали за 5000 лет до н. э.
Яровой ячмень — наиболее скороспелая и пластичная культура с большим разнообразием форм. Высокая приспособляемость культуры к различным условиям определяет широкое распространение ее по всем континентам мира. Благодаря короткому вегетационному периоду и невысокой требовательности к теплу ячмень возделывают в самых северных и высокогорных районах земледелия, а быстрый темп развития делает эту культуру ценной не только для зон с коротким периодом вегетации, но и для засушливых южных районов.
В нашей стране яровой ячмень возделывают повсеместно — от Заполярья до южных границ. Среди зерновых культур яровой ячмень по посевным площадям занимает первое место, а по валовому сбору зерна — второе, уступая лишь озимой пшенице.
В РФ в 2003 г. площадь посева ярового ячменя составила 9,65 млн. га. Наибольшие площади посева сосредоточены на Северном Кавказе, Урале, в Сибири, Центрально-Черноземной и Нечерноземной зонах.
Среди ранних яровых зерновых культур яровой ячмень дает наиболее высокие и устойчивые урожаи. Средняя урожайность за 1998...2003 гг. составила более 1,5 т/га. Соблюдая технологию возделывания, можно получать до 3...7 т зерна ярового ячменя с 1 га в зависимости от зоны возделывания.
Ботаническое описание ярового ячменяРод Hordeum L. включает один вид культурного ячменя (Hordeum sativum Lessen) и много видов дикого ячменя. В зависимости от количества плодущих колосков на уступе колосового стержня культурный ячмень принято делить на три подвида (рис).
а — двурядный; б— шестирядный с плотным колосом; в — шестирядный с рыхлым колосом; г — шестирядный с фуркатными остями
Зерно ячменя широкое, сжатое с боков. В отличие от зерновок овса зерновки ячменя срастаются с цветковыми чешуями. Пленчатость у двурядного ячменя составляет 9... 11 %, у многорядного — 10... 13 %. Зерно многорядного ячменя неоднородно по крупности; боковые зерна мельче и немного искривлены у основания. Каждый подвид ячменя подразделяют на разновидности по следующим признакам: остистость (остистые или безостые — трехлопастные придатки), характер остей (зазубренные или гладкие), окраска колоса и зерновки (желтая или черная), пленчатость зерна (пленчатое или голое), плотность колоса (плотный, когда на 4 см длины стержня приходится более 15... 18 члеников, рыхлый — 7... 14 члеников).
Наибольшее распространение в нашей стране имеют разновидности нутанс, медикум из двурядных и паллидум из многорядных. Кроме этих разновидностей определенный интерес представляют безостые, или фуркатные, ячмени: horsfordianum (колосья желтые, многорядные, зерна пленчатые); trifurcatum (колосья многорядные, желтые, зерна голые). Сорта этих разновидностей в нашей стране не распространены, они низкоурожайные и не устойчивые к неблагоприятным условиям произрастания.
1. Подвид Hordeum vulgare L. — ячмень многорядный, или обыкновенный. На каждом членике колосового стержня имеется по три плодущих колоска, которые развиваются и дают зерно. По степени плотности колоса многорядный ячмень подразделяют на две группы. Первая — группа правильных шестирядных (шестигранных) ячменей hexastichum L. — колос плотный, толстый, сравнительно короткий и в поперечном сечении имеет вид правильного шестигранника. Вторая — группа неправильных шестирядных (четырехгранных) ячменей tetrastichum L. — колос менее плотный, ряды зерен расположены не совсем правильно, боковые колоски заходят друг за друга, средние колоски более развиты, чем боковые; колос имеет две широкие грани с лицевой стороны и две узкие — с боковой; в поперечном разрезе образует четырехугольник.
2. Подвид Hordeum distichon L. — ячмень двурядный, у которого из трех колосков, сидящих на членике колосового стержня, плодущим бывает только средний; боковые колоски бесплодны. Расположение плодущих колосков в одной плоскости придает колосу четкую двурядную форму. Двурядные ячмени по характеру боковых неплодущих колосков делят на две группы: nutantia R. Red., у которых боковые бесплодные колоски имеют колосковые и цветковые чешуи; difficientia R. Red., характеризующиеся тем, что бесплодные боковые колоски состоят у них только из одних колосковых чешуи. В посевах двурядные ячмени представлены только группой nutantia, ячмени же второй группы difficientia встречаются как примеси, чаще в Закавказье.
3. Подвид Hordeum intermedium Vav.et Orl.— ячмень промежуточный. У этого подвида на уступе колосового стержня могут нормально развиваться от одного до трех зерен. В нашей стране распространены только многорядный и двурядный подвиды ячменя. Многорядные ячмени, как правило, более скороспелы и засухоустойчивы, чем двурядные, поэтому их можно возделывать как на Крайнем Севере, так и на юге и юго-востоке.
Биологические особенности ярового ячменяЯчмень относится к растениям длинного дня. При коротком световом дне сильно затягивается его колошение. Это самая скороспелая культура, длительность вегетационного периода 60...110 дней. Продуктивная кустистость выше, чем пшеницы и овса, питательные вещества из почвы усваивает лучше, чем пшеница, но хуже, чем овес.
Ячмень — типичный самоопылитель, цветение и оплодотворение часто проходят до выколашивания. Внешние условия оказывают сильное влияние на характер цветения. В сухие и жаркие дни цветение наступает рано и заканчивается до полного выколашивания. В умеренно влажные и прохладные дни цветение ячменя наступает позже и заканчивается после полного выхода колосьев из влагалища листа. Повышенная влажность и высокая температура способствуют открытому цветению некоторых форм ячменя.
Требования ярового ячменя к элементам питанияУ 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.
Требования ярового ячменя к почвеЯчмень хорошо приспосабливается к различным условиям выращивания, в то же время он отличается повышенной требовательностью к плодородию почвы. Сжатые сроки поглощения элементов минерального питания и относительно слабая усвояющая способность корней обусловливают высокую требовательность его к почвенному плодородию. Он очень 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. Наиболее пригодны для возделывания ячменя плодородные структурные почвы с нейтральной реакцией (рНсол 6,8...7,5). Ячмень плохо переносит избыточное увлажнение. На заболоченных почвах он дает низкие урожаи. Хуже растет на легких песчаных и солонцеватых почвах.
Требования ярового ячменя к влагеСреди ранних яровых зерновых культур ячмень — самая засухоустойчивая культура. Он стоит на первом месте среди хлебных злаков по устойчивости к «захвату» и «запалу» благодаря быстрому росту и развитию в начальный период. Имея короткий вегетационный период, ячмень наиболее продуктивно использует и экономно расходует запасы зимне-весенней влаги и успевает налить зерно в первой половине лета до наступления сухой и жаркой погоды. Поэтому во многих степных районах юга нашей страны ячмень дает более высокие и стабильные урожаи, чем яровая пшеница и овес. Коэффициент водопотребления около 400.
Семена ячменя начинают прорастать при влажности, равной двойной гигроскопической влагоемкости данной почвы. При набухании семена ячменя поглощают около 50 % влаги от массы воздушно-сухих семян. Во время набухания и в течение всего периода прорастания семена ячменя поглощают отдельные вещества из окружающего их раствора (аммиак, амиды) и одновременно выделяют в раствор избыточные продукты, преимущественно растворимые углеводы, представляющие благоприятную среду для развития плесневых грибов. При влажности ниже уровня, необходимого для прорастания, в семенах протекает процесс гидролиза белков. В результате этого накапливаются промежуточные соединения и аммиак, вызывающие нарушение функциональных процессов в клетках семени. Это тормозит деление клеток и отрицательно сказывается на прорастании семян. Наибольшее количество воды ячмень потребляет в периоды выхода в трубку и колошения. Повышенная влажность и умеренная температура воздуха в фазе кущения способствуют лучшему формированию и росту вторичной (узловой) корневой системы и образованию большего количества побегов, благодаря чему в дальнейшем растения смогут полнее использовать почвенное плодородие и влагу, сформировать более высокий урожай. Недостаток влаги в период образования репродуктивных органов оказывает губительное действие на пыльцу ячменя. Стерильность части пыльцы ведет к увеличению числа бесплодных цветков и снижению продуктивности.
Требования ярового ячменя к теплу.Яровой ячмень отличается небольшой требовательностью к температуре. Семена могут прорастать при температуре 1...2 °С, что дает возможность высевать их в ранние сроки. Однако при такой температуре прорастание сильно растягивается. Жизнеспособные всходы можно получить при температуре 4...5 °С, но появление их при этом задерживается. При более низких температурах возрастает водоудерживающая способность почвы, семена меньше и медленнее поглощают воду, что и служит причиной задержки появления всходов. Оптимальная температура для прорастания 15...20 °С. Всходы переносят кратковременные заморозки до — 7...—8°С, в более поздние фазы развития устойчивость растений к заморозкам снижается. В период цветения и налива зерна ячмень повреждается заморозками —1,5...—2 ?С. Морозобойное зерно теряет всхожесть Остановится непригодным для пивоваренных целей. Ячмень более устойчив к высоким температурам, чем пшеница и овес. При температуре воздуха 38...40 °С устьица листьев ячменя теряют способность закрываться через 25...30 ч, у яровой пшеницы — через 10... 17, у овса — через 4...5 ч. Для полного развития ячменя требуется сумма активных температур 1000... 1500 °С для скороспелых сортов и 1800...2000 °С для позднеспелых.
Сорта ярового ячменяВ Российской Федерации выведено и допущено к использованию более 100 сортов ярового ячменя. Наиболее распространены следующие сорта: Абава, Андрей, Белгородец, Биос 1, Визит, Гонар, Дина, Донецкий 8, Ерофей, Зазерский 85, Зерноградский 244, Михайловский, Московский 2, Новосибирский 80, Носовский 9, Нутанс 553, Одесский 100, Омский 90, Прерия, Риск, Скарлет, Суздалец, Харьковский 99, Эльф и др.
Особенности агротехники
Технология возделывания ярового ячменяТехнология возделывания ярового ячменя предусматривает выбор правильной системы удобрений, места в севообороте и приемов обработки почвы.
Место ярового ячменя в севообороте.Вследствие образования слаборазвитой корневой системы, отличающейся сравнительно слабой усвояющей способностью, а также короткого периода интенсивного потребления питательных веществ ячмень предъявляет повышенные требования к условиям произрастания, особенно в первый период вегетации. Одно из условий, обеспечивающих хорошее развитие растений, — правильный подбор предшественников.
Лучшие предшественники ярового ячменя — хорошо удобренные пропашные культуры, оставляющие чистые от сорняков поля. Хорошими предшественниками считаются 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. Нередко в Нечерноземной зоне в качестве предшественника для ячменя используют пласт и оборот пласта многолетних трав, лен-долгунец; в Сибири — яровую пшеницу, посеянную по чистому пару.
Пивоваренный ячмень, как правило, размещают после удобренных пропашных культур. В этом случае он дает высокий урожай зерна хорошего качества.
Ячмень — хороший предшественник для многих яровых, а в некоторых районах и для озимых культур. Благодаря короткому вегетационному периоду ячмень является ценной покровной культурой для многолетних бобовых и злаковых трав.
Удобрение ярового ячменя.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.
Норму удобрений рассчитывают на планируемый урожай или используют рекомендации агрохимических опытных станций. Фосфорные и калийные удобрения вносят осенью под вспашку, азотные — весной под предпосевную культивацию. Часть фосфорных удобрений (10... 15 кг/га) используют при посеве для лучшего развития корневой системы и формирования более крупного колоса. По данным кафедры растениеводства РГАУ—МСХА им. К. А. Тимирязева, дробное внесение азота под предпосевную культивацию и в фазе кущения в среднем за 6 лет на дерново-подзолистых почвах не обеспечивало повышение урожая ячменя сорта Зазерский 85 по сравнению с внесением полной нормы азота под предпосевную культивацию. Прибавка урожая от дробного внесения составила 0,95 т/га, а от внесения всей нормы азота под культивацию —1,13 т/га. Однако более поздние подкормки азотом значительно повышают содержание белка в зерне.
При возделывании ячменя на пивоваренные цели норму азотных удобрений снижают на 20...25 %. При подсеве под ячмень многолетних трав внесение свыше 60 кг/га азота приводит к выпаданию клевера. На плодородных почвах достаточно вносить 30...40 кг/га азота.
Ячмень, имея короткий период потребления элементов питания, лучше отзывается на минеральные удобрения, чем на органические. Поэтому органические удобрения непосредственно под ячмень не вносят или вносят только в северных районах, где очень низкое плодородие почвы. Ячмень чаще всего размещают, второй культурой после унавоженных пропашных культур. В этом случае ячмень хорошо использует последействие органических удобрений.
Ячмень хорошо отзывается на применение микроудобрений. Микроудобрения активизируют ферменты, ускоряющие биохимические процессы в растительном организме, повышают устойчивость растений к болезням и засухе. Наибольшая потребность в боре проявляется на дерново-подзолистых и торфянистых почвах. Марганцевые удобрения применяют на слабощелочных или нейтральных почвах легкого гранулометрического состава. В некоторых случаях хорошие результаты дает предпосевная обработка семян раствором сернокислого цинка.
Обработка почвы под яровой ячмень.
Система обработки почвы под ячмень не отличается от системы обработки под другие яровые зерновые. Основную обработку почвы при размещении ячменя после стерневых предшественников проводят осенью. Она состоит из двух приемов: лущения стерни и вспашки, при размещении ячменя после пропашных культур проводят только вспашку. На севере Нечерноземной зоны РФ и в Сибири, где период от уборки предшествующей культуры до наступления устойчивых заморозков составляет менее одного месяца, лущение проводить нецелесообразно, сразу следует провести вспашку.
В районах, подверженных ветровой эрозии, при выращивании ячменя применяют почвозащитную систему обработки почвы — безотвальное рыхление. В зимний период проводят снегозадержание.
Весенняя обработка почвы включает боронование зяби с целью сохранения влаги в почве и предпосевную культивацию. В районах избыточного увлажнения и в холодную дождливую весну боронование зяби не проводят, а выполняют лишь предпосевную культивацию. При размещении ячменяла легких супесчаных почвах, чистых от сорняков, достаточно весной ограничиться тщательным боронованием, которое дает возможность хорошо подготовить почву для посева.
В районах недостаточного увлажнения на легких рыхлых почвах проводят прикатывание почвы перед посевом, которое обеспечивает равномерную заделку семян и появление дружных всходов.
Посев ярового ячменя
Подготовка семян к посеву.Для посева следует использовать крупные, выравненные семена с силой роста не менее 80 % и массой семян более 40 г. Такие семена дают более дружные всходы и обеспечивают лучший их рост. Большое значение в повышении энергии прорастания и всхожести семян ячменя, особенно в районах, где они не всегда успевают пройти послеуборочное дозревание, имеет воздушно-тепловой обогрев в течение 3...5 дней на солнце или на напольных сушилках. Для обеззараживания семян ячменя от возбудителей болезней необходимо провести протравливание фундазолом, 50 % с. п. (2,5...3,0 кг/т), витаваксом 200, 75% с. п. (2,5...3,0кг/т).
Протравливание проводят полусухим или сухим способом. Сухое протравливание семян можно выполнять за 2...3 мес до посева. В этом случае обеспечивается более сильное действие препарата и семена сохраняются в весенний период без снижения всхожести. Однако заранее можно обрабатывать только семена с влажностью не более 14 %. При влажности выше 17 % семена обрабатывают за 2...3 дня до посева полусухим способом, при этом дозу протравителя, необходимую для обработки 1 т семян, разводят в Юл воды и полученной суспензией смачивают семена. Для повышения эффективности обработки в суспензию добавляют прилипатели.
Сроки посева.Ранний посев — одно из основных условий получения высоких урожаев ячменя. Прохладная погода и достаточное количество влаги в почве способствуют дружному появлению всходов и хорошему развитию корневой системы. При ранних сроках посева ячмень меньше поражается грибными болезнями и успевает раскуститься до массового вылета шведской мухи, почти не подвергается действию засухи. К тому же уборка урожая ранних сроков посева обычно проходит при благоприятных метеорологических условиях.
В европейской части России лучшие сроки посева ячменя — первые 5...7 дней начала полевых работ, его высевают после яровой пшеницы или одновременно с ней. В Сибири сроки посева могут быть сдвинуты на II...III декады мая. Преимущество сравнительно поздних посевов в этих районах объясняется тем, что такие посевы эффективнее используют июльские осадки и появляется возможность провести две культивации для уничтожения овсюга и других сорняков. Однако слишком задерживаться с посевом ячменя не следует из-за опасности повреждения зерна осенними заморозками.
Способы посева.Ячмень — культура сплошного способа посева, лучше всего его высевать узкорядным или обычным рядовым способом. При узкорядном способе посева достигается наиболее оптимальная площадь питания и создаются благоприятные условия для роста и развития растений.
Норма высева.У ячменя сравнительно высокая энергия кущения, поэтому он сильнее, чем яровая пшеница, реагирует на повышенные нормы высева. При загущенных и изреженных посевах снижаются урожай и качество зерна. 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. Нормы высева при узкорядном способе посева, млн всхожих семян на 1 га: Нечерноземная зона, Дальний Восток — 5...6; Центрально-Черноземная зона —4,5...5,5; Поволжье, Южный Урал, Зауралье — 3,5...4,0. Нормы высева необходимо уточнять в каждом хозяйстве в зависимости от указанных выше условий, для того чтобы ко времени уборки иметь не менее 400...600 продуктивных стеблей на 1 м2.
При возделывании ячменя с подсевом многолетних трав норму высева необходимо уменьшить на 15...20 %.
Глубина заделки семян.Она сильно влияет не только на полевую всхожесть семян, но и на развитие растений. При недостаточно глубокой заделке часть семян нередко всходит только после дождей, всходы бывают недружными, узел кущения закладывается неглубоко, что отрицательно сказывается на развитии вторичных корней, снижается сопротивляемость растений к засухе. При излишнем заглублении проростки ослабевают и часть их погибает. Учитывая высокую потребность набухающих семян во влаге, их необходимо заделывать во влажный слой почвы. Глубина заделки семян зависит от влажности и гранулометрического состава почвы. На тяжелых глинистых почвах семена заделывают на 3...4 см, на легких супесчаных — на 5...6, а в засушливых районах глубину заделки семян увеличивают до 6...8 см.
Уход за посевами ярового ячменяКомплексные мероприятия по уходу за посевами ячменя обеспечивают оптимальные условия для роста и развития растений. К числу таких мероприятий относят прикатывание, уничтожение почвенной корки, борьбу с сорняками, болезнями и вредителями.
Чтобы получились дружные всходы ячменя, в засушливых районах применяют 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. Для борьбы с сорняками в фазе кущения необходимо проводить химическую прополку, используя для этого разрешенные гербициды.
Для повышения содержания белка в зерне ячменя, используемого на кормовые цели, применяют поздние подкормки в фазе колошения. Подкормку проводят мочевиной (20...25 кг/га). Расход рабочей жидкости 300 л/га. При угрозе поражения посевов ячменя злаковыми мухами, злаковой тлей посевы обрабатывают пестицидами.
Уборка урожая ярового ячменяЯчмень созревает дружно, при наступлении полной спелости колосья поникают и становятся ломкими. Запаздывание с уборкой ведет к большим потерям урожая. Уборку ячменя проводят двухфазным и однофазным способами. При двухфазном способе ячмень скашивают в валки в середине восковой спелости при влажности зерна 35...38 % и через 3...5 дней по мере подсыхания зерна валки подбирают и обмолачивают. При таком способе уборки существенно снижаются потери урожая. Однофазную уборку проводят в фазе полной спелости зерна.