WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

 

На правах рукописи

Бесалиев Ишен Насанович

Формирование высокопродуктивных агроценозов

ярового ячменя в степной зоне Южного Урала

Специальность 06.01.09 – растениеводство

Автореферат

диссертации на соискание ученой  степени

доктора сельскохозяйственных наук

Оренбург  -  2008

Работа выполнена в Государственном научном учреждении  „Оренбургский научно-исследовательский институт сельского хозяйства РАСХН” в 1978 - 2003 гг.

Научный консультант:

доктор сельскохозяйственных наук,

профессор, заслуженный агроном РФ

Крючков Анатолий Георгиевич

Официальные оппоненты:

доктор сельскохозяйственных наук,

академик РАСХН

Глуховцев Владимир Всеволодович

доктор сельскохозяйственных наук,

профессор

Титков Вячеслав Иванович

доктор сельскохозяйственных наук,

заслуженный деятель науки РФ, профессор

Васин Василий Григорьевич

Ведущая организация -

ГНУ „Самарский научно – исследовательский институт сельского хозяйства РАСХН”

       

       Защита состоится  25 декабря 2008 года  в 10 часов на заседании диссертационного совета Д 220.051.04 при ФГОУ ВПО „Оренбургский государственный аграрный университет” Адрес: 460795, г. Оренбург, ул. Челюскинцев, 18,  диссертационный совет

       

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГОУ ВПО „Оренбургский государственный аграрный университет”.

       Автореферат разослан  ___ ______________ 2008 г.

       

  Ученый секретарь диссертационного совета,

       доктор сельскохозяйственных наук,

  профессор  А.А. Громов

Общая характеристика работы

Актуальность проблемы. Современный агропроизводственный сектор экономики России переживает кризис, связанный в значительной степени с неурегулированностью рынка, диспаритетом цен, удорожанием средств производства. Вследствие этого наблюдается снижение урожайности и качества продукции.

По оценке некоторых ученых (О.Д. Сиротенко, Е.В. Абашина, В.Н. Павлова, 1995) при возможном изменении экологических условий России (потепление климата, увеличение содержания в атмосфере углекислого газа и уменьшение озона, деградация почв) к 2030 году стабильность производства зерна в стране снизится в 2 раза, учитывая, что коэффициент вариации (Сv) урожайности возрастает при повышении температуры и уменьшении количества осадков.

Однако, при повышении плодородия почв, даже при самом неблагоприятном изменении факторов природной среды, продуктивность сельскохозяйственных культур в России может увеличиться на 60-70%.

Как подчеркивает академик А.А. Жученко (2004), в целом стратегические преимущества развития зернового хозяйства в России обусловлены первостепенной значимостью производства зерна в обеспечении национальной безопасности, а также возможностью с наибольшей эффективностью использовать разнообразные местные почвенно-климатические и погодные ресурсы.

Получение высоких и стабильных урожаев – основная задача земледельцев степной зоны Южного Урала при условии использования новых технологий.

Вместе с тем, современные подходы к обоснованию оптимальных агротехнологий требуют математически обоснованного подхода. С этой точки  зрения значимы исследования, в которых комплексный подход к решению вопроса возделывания культуры сочетается с определением оптимальных уровней ее продуктивности.

Разработка агротехнологии возделывания ячменя на основе глубокого анализа продукционного процесса формирования урожая, сортовых особенностей и качества получаемой при этом продукции позволит повысить эффективность производства данной культуры.

В этом состоит актуальность настоящей работы. Экспериментальная часть работы выполнялась в Оренбургском НИИСХ в период 1978-2003 гг. в соответствии с государственными заданиями и была составной частью НИР института.  №№ госрегистраций ОЦ 0.32, 01.86.0130161, 01.960.0.10121.

Цель работы - разработать параметры высокопродуктивных агроценозов ячменя и модели агротехнологий его возделывания в степной зоне Южного Урала. В задачу исследований входило:

- изучить особенности формирования урожайности различными сортами ячменя при разных сроках сева, нормах высева и фонах минерального питания;

- установить параметры биологических и хозяйственно-ценных признаков ячменя для формирования высокопродуктивных агроценозов;

- разработать модели высокопродуктивных посевов и модели технологий, обеспечивающие заданные параметры агроценозов;

- изучить особенности зернообразования и накопления сухого вещества в зерне ячменя с целью обоснования оптимальных сроков уборки культуры;

- выявить экологически пластичные сорта ярового ячменя для возделывания в условиях степной зоны Южного Урала;

- изучить роль агротехнологий в формировании качества зерна и семян ячменя;

- дать энергетическую и экономическую оценку агротехнологий.

Научная новизна. В работе впервые для условий степной зоны Южного Урала изучены связи температурного режима и режима выпадения осадков по межфазным периодам вегетации ячменя с его урожайностью. Определены параметры оптимальных агроценозов ячменя, позволяющие формировать урожайность ячменя в пределах 2,5-3,0 т с 1 га. Обоснованы теоретически и установлены практически варианты оптимальных сроков скашивания и обмолота ячменя для условий степной зоны. Выявлены критерии оценки пластичности сортов ярового ячменя с определенным уровнем урожайности. Изучены и рекомендованы для практического применения технологии производства пивоваренных сортов ячменя, позволяющие формировать зерно с белковостью ниже 12%.

Основные положения, выносимые на защиту:

- параметры модели агроклиматических ресурсов для формирования урожайности ярового ячменя разного уровня в степной зоне Южного Урала;

- модели оптимального агроценоза ярового ячменя для формирования высокого урожая зерна и семян;

- сроки скашивания и обмолота ярового ячменя с учетом факторов погоды;

- особенности формирования урожайности и качества зерна пивоваренного ячменя;

- показатели экономической и энергетической эффективности возделывания ярового ячменя.

Практическая значимость работы. Результаты исследований использованы при разработке систем земледелия Оренбургской области.

Лучшие варианты технологии возделывания внедрены ежегодно в ОПХ «Урожайное» в период 1986-1990 гг. на площади 500 га, в ОПХ им. Куйбышева в период 1991-1995 на площади 200 га и 2003-2004 гг. на площади 50 га. В период 1992-2003 гг. проводилось внедрение районированных и перспективных сортов ячменя через ОАО «Элитные семена Южного Урала» на площади 9950 га.

Экономический эффект составил: от внедрения научно-обоснованных норм высева и сроков сева – 3480 руб. с 1 га, оптимальных сроков уборки – 906 руб. с 1 га, применения средств защиты растений – 3397 руб. с 1 га.

Апробация работы и публикация результатов исследований.

Результаты исследований докладывались на Международной научно-практической конференции (Оренбург, 2003), областных семинарах «День поля», заседаниях Ученого Совета института, методических комиссиях.

Всего опубликовано 57 статей, в том числе 29 по материалам диссертации, из них 11 в рецензируемых изданиях, издана монография «Моделирование продуктивности ячменя в условиях степи Южного Урала» (в соавторстве).

Объем и структура диссертации.  Диссертация написана на 390 стр. компьютерного текста при общем объёме 448 стр., содержит 181 таблицу,  40  рисунков. Список литературы включает 691 источник, в том числе 48 на иностранных языках.

Краткое содержание работы

Глава 1. Место и методика проведения исследований

В данной главе даются характеристики природно-климатических условий и особенностей почв Южного Урала.

Исследования проводились на полях опытно-производственных хозяйств Оренбургского НИИСХ „Урожайное” и им. Куйбышева, расположенных в центральной зоне Оренбургской области в зоне обыкновенных и южных черноземов с содержанием гумуса от 4,69 до 7,60%.

Оценка периода вегетации проведена  по  увлажненности и  температурному режиму и величине среднесуточного дефицита влажности воздуха в увязке  их с показателями гидротермического ресурса (табл. 1).

Графическая интерпретация данной зависимости показывает, что продуктивность культуры является производной от показателей, охватывающие все основные элементы погоды.

1. Классификация лет исследований по величине среднесуточного

дефицита влажности воздуха и ГТР

 

Класс по среднесуточному дефициту влажности воздуха, мбар

Соответствующий класс ГТР (интервалы минимум-максимум)

Годы

Число лет в классе

% лет

7,0-9,0

0,98-1,70

1978, 1986, 1992, 1994, 2000, 2003

6

23,1

9,1-11,0

0,80-1,51

1979, 1983, 1985, 1990, 1993, 1997

6

23,1


11,1-13,0


0,72-1,13

1980, 1981, 1982, 1987, 1989, 1991, 1999, 2001,2002


9


34,6

13,1-15,0

0,53-0,68

1984, 1988, 1995, 1996

4

15,4

15,1 и более

0,71

1998

1

3,8

Корреляционное отношение связи урожайности (у) с дефицитом влажности воздуха (х1), величиной ГТР (х2) равно 0,901, а уравнение вида у=1,804-0,515х1 + 7,532Е-03х2 +6,515Е-02·х12+5,125Е-03·х1·х2-1,080Е-04·х22±0,254 описывает адекватно эту связь в 81,23% случаев.

Данная классификация позволила более полно раскрыть благоприятность условий вегетации.

Согласно полученным данным, наиболее неблагоприятным из всех лет исследований был 1998 год со среднесуточным дефицитом влажности воздуха 17,4 мбар и показателем ГТР=0,71.

К числу  неблагоприятных  относятся также 1984, 1988, 1995 и 1996 годы, характеризовавшиеся низкой относительной влажностью воздуха при напряженном гидротермическом режиме. В ряду этих лет заслуживает внимания 1996 год. В этом году урожайность ячменя была высокой (до 3 т с 1 га), хотя условия второй половины вегетации сложились весьма напряженными (ГТК июня и июля 0,23 ед.). Осадки выпали в третьей декаде мая и при достаточных весенних влагозапасах (148 мм) урожай был сформирован именно на ресурсах мая (ГТРмая = 3,40).

Наибольшее число лет (9 или 34,6%) попадает в класс со среднесуточным дефицитом влажности воздуха от 11,1 до 13,0 мбар и показателями ГТР от 0,72 до 1,13. По уровню урожайности эти годы были средними с неустойчивым температурно-влажностным режимом за период вегетации.

Наиболее благоприятные  условия  периода вегетации  складывались  при величинах среднесуточных дефицитов влажности воздуха 9,1-11,0 и 7,0-9,0 мбар, которым соответствуют величины ГТР соответственно 0,80-1,51 и 0,98-1,70. Суммарно эти два класса охватывают 12 (46,2%) лет исследований.

Таким образом, годы проведения исследований типичны для условий степной зоны Южного Урала и практически укладываются в один полный цикл солнечной активности, в течение которого можно объективно характеризовать погодную составляющую экспериментов.

1.3. Схемы опытов и методика исследований

С целью решения поставленных в исследованиях задач в течение 1978-1985 гг. в зоне обыкновенных черноземов и в течение 1987-2003 гг. в зоне южных черноземов были проведены серии опытов с различными сортами ячменя кормового и пивоваренного направления.

Первый раздел исследований был посвящен изучению сортовой реакции на уровни минерального питания при различных нормах высева. Опыт включал три фактора: фактор А – сорта: Донецкий 4 (1978-1980 гг.), Донецкий 8 (1978-1981 гг.), Оренбургский 35 (1981 г.); фактор В – дозы удобрений: контроль без удобрений, N40P40K40, N80P80K80, N120P120K120; фактор С – нормы высева – 3,5; 4,5; 5,5; 6,5 млн. всх. семян на 1 гектар.

На втором этапе (1982-1985 гг.) изучались нормы высева, сроки сева  2-х сортов ячменя на фоне различных доз минерального питания. Исследования были четырехфакторными: фактор А – сорта: Донецкий 4 и Донецкий 8; фактор В – сроки сева: первый (при наступлении физической спелости почвы, второй – через 7 дней после первого, третий – через 14 дней после первого); фактор С – нормы высева: 3,5; 4,5; 5,5; 6,5 млн. всх. семян на 1 гектар; фактор Д – фоны минерального питания: контроль - без удобрений, N40P40K40, N80P80K40, N120P120K40.

Повторность опытов – 4-х кратная, размещение вариантов систематическое, рендомизированное и блоками. Учетная площадь делянок  60 - 200 и 50 кв. м.

На третьем этапе (1987-1990 гг.) изучалось влияние сроков скашивания и обмолота на урожайность и качество зерна ячменя Донецкий 8. Опыт был проведен по схеме: 5А х 5В, где фактор А - сроки скашивания: 1 - скашивание при наличии 5-15%; 2 - 25-35% ; 3 - 40-60 %; 4 - 65-85%; 5 - 90-100 % зерен в восковой и полной спелости; фактор В - сроки обмолота валков: 1 - через 3 дня;  2 - через 6 дней; 3 - через 9 дней; 4 - через 12 дней; 5 - через 15 дней.

Кроме того, вариантами опыта были: 1 - прямое комбайнирование  в  полную спелость;  2 - перестой в 10 суток и обмолот через 3 дня;  3 - перестой в 10 суток и обмолот через 6 дней;  4 - перестой в 10 суток и  обмолот  через 9  дней; 5 - перестой в 10 суток и обмолот через 12 дней; 6 - перестой в 15 суток и обмолот в тот же день.

На четвертом этапе (1998-2000 гг.) изучалось влияние сроков сева, норм высева и калийного удобрения на урожайность и качество зерна пивоваренного ячменя. Исследования проводились в зоне южных черноземов с двумя сортами пивоваренного ячменя. В качестве факторов в полевых опытах были: фактор А - сроки сева: 1. первый - с началом полевых работ (при физической спелости почвы); 2. второй - через семь дней; 3. третий - через четырнадцать дней; фактор В - нормы высева: 1. - 3,5 млн. всхожих  семян  на  1 га; 2. -4,5  млн. всхожих  семян  на  1 га; 3. - 5,5  млн.  всхожих  семян на 1 га; 4. - 6,5 млн. всхожих семян на 1 га; фактор С – сорта: 1. Зерноградский 584; 2. Донецкий 8; фактор Д – удобрение: 1. Без удобрений; 2. К40

На пятом этапе (2001 -2003 гг.) проводились исследования по влиянию химических средств защиты растений на формирование урожайности и качества  зерна  пивоваренного ячменя. Опыты закладывались в зоне южных черноземов  с  сортом  пивоваренного ячменя Зерноградский 584. Вариантами исследований были:

Фактор А:

Вариант

Фунгицид,

агрохимикат,

их сочетания

Регулятор роста

Доза

обработки

Фаза

обработки

1

Контроль - без обработки

2

-

Агат - 25К

10 г/т

семена

3

-

Агат - 25К

20 г/т

семена

4

-

Агат - 25К

20 г/т

семена + обработка

растений в кущение и колошение

5

-

Агат - 25К

20 г/т

обработка растений в кущение

6

-

Агат - 25К

20 г/т

обработка растений в колошение

7

-

Агат - 25К

20 г/т

обработка растений в кущение и колошение

8

Дивиденд Стар

-

1 л/т

семена

9

Дивиден Стар + Агат 25 К

-

1 л/т +

20 г/т

семена

10

Гуми - 30

-

800 г/т

семена

11

Дивиденд Стар + Гуми 30

-

1 л/т +

800 г/т

семена

Фактор В - дозы гербицидов:

1. Контроль - без гербицида, 2 - Рекомендуемая доза гербицида, 3 - Ниже рекомендуемой на 25 %, 4 - Выше рекомендуемой на 25 %.

Кроме того, в течение 1992-2003 гг. проводилось экологическое изучение районированных, перспективных и лучших инорайонных сортов ярового ячменя в условиях центральной зоны Оренбургской области. За 12 лет было изучено 29 сортов этой культуры.

Наблюдения и учеты водно-физических показателей почвы, накопления биомассы растений и сухого вещества зерна, листовой поверхности, структуры урожая проведены в соответствии с методикой Госсортсети, методикой опытного дела (Б.А. Доспехов, 1985), рекомендациями НИИСХ Юго-Востока. Анализ посевных качеств зерна и семян, определение пивоваренных качеств зерна ячменя проведены по соответствующим ГОСТам и методикам.

Математическая обработка данных урожайности выполнена методом дисперсионного анализа (Б.А. Доспехов, 1985), корреляционно-регрессионный анализ - по оригинальной методике Оренбургского НИИСХ.

Энергетическая оценка технологий выращивания ярового ячменя проводилась по методике Оренбургского ГАУ (В.П. Лухменев и др.).

Расчет экономической эффективности вариантов возделывания ячменя проводился по технологическим картам с учетом норм выработки и тарифных ставок, принятых в опытно-производственных хозяйствах. Продукцию оцени-  вали по ценам заготовки в региональный фонд.

Основные агротехнические мероприятия в опытах проводились в соответствии с принятыми рекомендациями.

Глава 2. Особенности формирования оптимальных агроценозов

ячменя в степной зоне Южного Урала

Данная глава состоит из одиннадцати разделов, каждый из которых последовательно раскрывает влияние факторов агротехники на основные агробиологические, фотосинтетические  показатели  посевов  ячменя,  урожайность

культуры и структуру урожая.

В начале главы рассматриваются теоретические основы формирования оптимальных агроценозов ярового ячменя. Проанализированы основные существующие подходы к моделированию продукционного процесса формирования урожайности. Для условий степной зоны Южного Урала эти вопросы были разработаны применительно к технологии возделывания яровой пшеницы и отсутствовали для ярового ячменя.

Исследованиями установлено, что при переносе срока сева на 7 и 14 дней идет нарастание средней температуры воздуха и ее максимальных значений в период посев - всходы на 1,5-2,5С и 2,5-3,2С соответственно, такая же закономерность сохраняется и в период всходы - кущение, кущение - колошение и колошение - молочная спелость.

В  целом  за период посев - полная спелость посевы раннего срока сева на

капливают сумму средних температур воздуха 1559,4С при средней за период 17,9С, посевы второго (через 7 дней) срока сева - 1613,4С  при средней - 19,4С, а посевы позднего (через 14 дней) - соответственно 1594,7С и 20,2С. Ближе к оптимальным значениям за данный период (1461,9С и 17,4С) находятся показатели раннего срока сева.

Корреляционно-регрессионный анализ выявил тесную зависимость продуктивности ячменя с температурным режимом периода вегетации: для периода посев - всходы - с максимальной температурой, суммой максимальных  и суммой средних температур (= 0,824-0,902); периода всходы - кущение - со средней температурой (= 0,940); кущение - колошение - для всех показателей температурных характеристик; от колошения до молочной спелости - с максимальной и средней температурой воздуха (= 0,827-0,876); от молочной до восковой спелости - с максимальной (= 0,904) и суммой средних температур (= 0,812). К концу вегетации (восковая - полная спелость) сила коррелятивных связей возрастает для максимальной температуры (= 0,997) и суммы средних температур  (= 0,922). Максимальная температура воздуха является основным

ограничительным показателем роста урожайности в целом за период вегетации.

Связь урожайности ячменя с количеством осадков по межфазным периодам вегетации изменяется от 0,655 для периода кущение - колошение до 0,806 для периода посев - всходы. Проанализированы связи урожайности с количеством осадков по периодам и степенью равномерности их выпадения в различные годы.

По показателям гидротермических коэффициентов самым напряженным для посевов ячменя является июль (30,8% лет) и май (26,9% лет). Наиболее высокая урожайность формируется при ГТК = 1,50 и более, но число таких лет незначительно (3,9%). Ориентироваться следует на основной режим влаги и температуры (с ГТК 0,61-1,00), вероятность проявления которого в целом за вегетацию составляет 34,6% с урожайностью 2,94 т с 1 га.

В разделе „Продолжительность межфазных периодов ячменя” отмечается, что посевы ранних сроков сева ячменя календарно раньше вступают в каждую последующую фазу и формируются в более благоприятных условиях. Период появления всходов ячменя нередко совпадает с периодом массового лета шведской мухи, в связи с чем они в большей степени повреждаются этим вредителем.

Продолжительность вегетации ячменя в условиях степной зоны Южного Урала составляет 75 дней для раннего, 73 - для среднего и 69 дней - для позднего срока посева.

Корреляционные отношения продолжительности межфазных периодов вегетации и урожайности составили для сорта Донецкий 4 от 0,790 для периода посев - всходы до 0,938 для периода от восковой спелости до полной спелости. Для сорта Донецкий 8 наиболее высокие коэффициенты обнаружены для всего периода вегетации (=0,832) и для периода колошение - молочная спелость (=0,928). Рост урожайности наблюдается при удлинении периода всходы - кущение. Снижению урожайности ячменя способствует увеличение средней температуры воздуха в период колошения выше 20С, а максимальных ее значений выше 30С, сопровождающееся сухостью воздуха и ростом скорости ветра (до 18-20 м/сек).

Формирование основных агробиологических показателей посевов ячменя определяется факторами агротехники и погодными условиями. Урожайность ячменя находится в средней степени связи с числом всходов (=0,587) и адекватно описывается уравнением регрессии в 34,47% случаев. Объясняется это тем, что число всходов не является результирующим фактором в формировании окончательной продуктивности посева, хотя прямая связь между числом всходов и числом растений к уборке существует.

Из факторов агротехники увеличению числа всходов ячменя способствовали ранние сроки сева и повышенные (5,5-6,5 млн) нормы высева, а также внесение удобрения в дозе N120Р120К40 и предпосевная обработка семян фунгицидом Дивиденд Стар (1 л/т), регулятором роста Агат-25К )10 г/т), агрохимикатом Гуми-30 (800 г/т). Одной из причин снижения полевой всхожести семян ячменя является повышение температуры посевного и более глубоких слоев почвы. Оптимальные величины температуры почвы для 5 см слоя составили 10,7С, для 10 см - 8,3 и для 20 см - 6,3С, при которых полевая всхожесть семян ячменя была в пределах 85,5-87,1% у сорта Донецкий 4 и 77,0-77,3% у сорта Донецкий 8. Повышение температуры почвы на глубине 5 см до 17,0-20,6С, а на глубине 10 см - до 16,1-19,1С привело к снижению полевой всхожести до 60,1-67,3%.

Фактическая полевая всхожесть семян ячменя невысокая и изменяется в пределах 63,3-78,0%. Снижению данного показателя способствуют задержка со сроками сева и увеличение нормы высева от 3,5 до 6,5 млн всхожих семян на 1 га. Положительное действие удобрения (дозы N80-120Р80-120К40-120) на полевую всхожесть проявляется при ранних (не позднее 7 дней с начала полевых работ) сроках сева.

Сохранность растений до уборки в значительной мере определяется метеоусловиями периода вегетации: корреляционное отношение со средней температурой воздуха равно 0,809, с суммой осадков 0,881, с относительной влажностью воздуха 0,826, с показателями ГТК - 0,813.

Таким образом, определяясь в значительной степени особенностями гидротермического режима конкретного периода вегетации, оптимизация технологических составляющих агробиологических показателей посевов (оптимальный срок сева, обоснованные нормы высева и дозы минерального удобрения) позволяет сформировать агроценоз ячменя, приближающийся по продуктивности к моделям.

В  разделе  „Фотосинтетическая  деятельность  посевов  ярового  ячменя” проанализирован материал с обоснованием необходимости изучения особенностей  формирования  ПЛ, ФП и  ЧПФ  для культуры ячменя в условиях степной зоны Южного Урала.

Фотосинтетическая  деятельность  растений  ячменя  в условиях данной зоны во многом определяется климатическими факторами и технологическими приемами. Оптимальная для данной культуры площадь листовой поверхности формируется у высокопродуктивных сортов раз  в  четыре года и реже. Низкопродуктивные  сорта  практически  не  могут сформировать высокую ПЛ, даже на фонах лучшей агротехники. Объясняется это, в первую очередь, неблагоприятными условиями первой половины вегетации. К фазе колошения ячменя продуктивными остаются обычно 3-4 верхних листа. Формирование зерна сопровождается высокими температурами воздуха, вегетативная часть растений быстро засыхает, полной передачи сухого вещества в генеративные органы не наблюдается и в итоге формируется невысокий урожай. За годы проведения исследований только в 1983 году урожайность ячменя составила 3,8- 4,0 т с 1 га при посеве в первый срок, в остальные годы он был в пределах 2,5-2,8 т с 1 га.

Корреляционное отношение между площадью листьев и урожайностью ячменя для сорта Донецкий 8 равно 0,880, сорта Донецкий 4 - 0,899 и описывается уравнениями регрессии соответственно в 77,39 и 80,83% случаев. Показатели фотосинтетической деятельности ячменя зависели от времени посева, густоты стояния растений и сорта.

Формирование оптимальной (до 21,4 тыс. кв. м на 1 га) площади листовой поверхности посевов ячменя в степной зоне Южного Урала возможно при посеве в ранние сроки (в течение 7 дней после начала полевых работ) нормами высева 5,5-6,5 млн всхожих семян на гектар, внесения удобрения в дозах N40-80Р40-80К40 и использования высокопродуктивных сортов.

В редких посевах (3,5-4,5 млн) темпы нарастания площади листьев существенно (на 29-237 м2/сут. · га, или 12,24-44,47%) ниже, чем в загущенных посевах (5,5-6,5 млн). Поздние посевы на 20,17% в зоне обыкновенных черноземов и на 48,54% в зоне южных  снижают скорость нарастания площади листьев.

В зоне южных черноземов скорость увеличения ПЛ составляла 545 м2/сут. · га, тогда как на обыкновенных черноземах - 316 м2/сут. · га, что связано с более напряженным гидротермическим режимом вегетации и укороченным периодом всходы - колошение в зоне южных черноземов (33-37 дней), на обыкновенном черноземе - 39- 44 дня.

Доля листьев боковых побегов ячменя в общую ПЛ составляет от 27,1 до 41,2%, а вклад различных органов растений в общую фотосинтезирующую по- верхность равен: листьев - 42,3-42,9%, стеблей - 49,0-50,9%, колосьев - 6,3-8,1%.

Применение гербицида на посевах ячменя ведет к снижению площади листьев: при пониженной дозе (на 25% от рекомендуемой) - на 0,8 тыс. кв. м (5,5%), рекомендуемой - на 5,4 тыс. кв. м (37,5%), повышенной - на 5,5 тыс. кв. м на 1 га (38,2%). Обработка вегетирующих растений регулятором роста Агат-25К (20 г/га) снижает отрицательное действие гербицида и уменьшает величину снижения фотосинтетической поверхности. Показатель чистой продуктивности фотосинтеза обратно коррелирует с урожайностью (= 0,906).

Формирование  оптимального  стеблестоя  предполагает создание определенного габитуса отдельного растения и общего посева. Для ячменя, как культуры с относительно коротким периодом вегетации, решение этого вопроса более чем актуально.

Степень связи продуктивности посевов ячменя от их высоты усиливается от начальных к последующим фазам вегетации. Корреляционные отношения между  урожайностью и высотой растений равны: для фазы кущения - 0,619, колошения - 0,746, а для фаз спелости: молочной - 0,892, восковой - 0,870 и полной - 0,907. Наиболее продуктивными оказываются посевы ячменя с высотой растений 98-102 см, формирующие урожайность культуры до 4,0 и более т с 1 га. Снижение высоты растений до 50-60 см ведет к уменьшению продуктивности посевов до величины 2,47-2,53 т с 1 га.

Изучение связи высоты растений с массой зерна с колоса показало, что продуктивность колоса с высотой растений в начале вегетации коррелирует слабо. Начиная с фазы колошения она усиливается до = 0,667 и к восковой спелости до = 0,750. Растения высотой до 100 см формируют более массивный колос (до 0,71 г), а при высоте ниже 60 см, имеют колос с массой зерна не более 0,54-0,58 г.

Скорость роста растений в высоту зависит от погодных факторов. В наиболее  благоприятные  годы  в течение  всей  вегетации  она  составляла 0,82-1,62 см/сут (1983 г.), в неблагоприятных условиях была ниже в 1,5-2,0 раза (0,62-0,80 см/сут., 1982 г.).

Стрессовое воздействие гербицида на растения ячменя проявляется в уменьшении высоты растений (на 4,7-8,7 см в зависимости от дозировок). При обработке растений регулятором роста Агат-25К в фазе кущения и колошения обнаруживается положительное воздействие на рост ячменя в высоту.

Коэффициент продуктивного кущения ячменя, по нашим данным, в степной зоне Южного Урала невысок и в годы с оптимальным гидротермическим режимом составляет 2,20-2,40 (1978, 1983, 2000 гг.), а по усредненным данным  опытов  1978-2003 гг.  изменяется от 0,85 до 1,80 ед.

Продуктивность колоса ячменя зависит от его кустистости. Более предпочтительными оказываются двухстебельные растения, у которых масса зерна с растения по зоне обыкновенных черноземов практически удваивается по сравнению с одностебельными растениями.

Что касается участия боковых побегов, то по данным за 2001-2003 гг. в зоне южных черноземов доля зерна побегов кущения в общем урожае сорта ячменя Зерноградский 584 составляет 35,6% (с колебаниями от 27,6 до 49,0%).

Величина биомассы растений характеризует потенциальные возможности посева в формировании будущего урожая. Связь урожайности зерна ячменя с величиной сухой биомассы у разных сортов различна по фазам вегетации. Для сорта Донецкий 8 она средняя ( = 0,607) в фазе колошения и тесная ( = 0,811) в восковую спелость. Для сорта Донецкий 4 она существенна уже в начале колошения ( = 0,850) и повышается к восковой спелости ( = 0,906).

При этом максимальным значениям сухой биомассы, практически одинаковым для обоих сортов (12,57 и 12,90 т с 1 га), соответствуют существенно различные уровни максимальной урожайности: для сорта Донецкий 4 - 2,50 т с 1 га, а для сорта Донецкий 8 - 3,13 т с 1 га.

Такая зависимость продуктивности с биомассой различных сортов  ячменя объясняется темпами накопления биомассы и характером среднесуточного прироста сухого вещества  в первую и вторую половину вегетации.

В годы относительно высоких урожаев ячменя (1982, 1983 и 2000) отмечались значительные различия в биомассе в фазе восковой спелости по сравнению с годами с низкими урожаями (1984, 1985 и 1998). Объяснение этому мы видим в том, что при благоприятных условиях второй половины вегетации наблюдалась более полная передача сухого вещества в колос, как за счет реутилизации, так и прямого фотосинтеза. В неблагоприятные годы сухое вещество колоса, накопленное в основном за реутилизации, не могло обеспечить формирование высокопродуктивного ценоза.

Накопление надземной биомассы в посевах ячменя зависит от благоприятности погодных факторов и технологии. При задержке с посевом на 14 дней накопленная в начале вегетации биомасса растений не реализуется в полной мере во второй половине вегетации. Лучшие условия для формирования сухой биомассы складываются в посевах ячменя при посеве не позднее 7 дней с начала полевых работ нормой высева 5,5-6,5 млн всхожих семян на гектар и внесении удобрений в дозах NP по 80-120 кг на 1 га на фоне K40.

В сравнительно урожайные годы (1982, 1983) суточный прирост биомассы ячменя выше, особенно у более продуктивного сорта Донецкий 8. За период кущение - колошение он составил 156 и 126 кг/га, тогда как в менее благоприятные (1984, 1985 гг.) снижался до 97 и 111 кг/га.

Во вторую половину вегетации эти показатели были соответственно 154-191 кг/га и 80-82 кг/га. У сорта Донецкий 4 он был самым низким в 1984 году.

Превышение  среднесуточного  прироста  в  посевах ячменя поздних сроков (через 14 дней) над соответствующими показателями в более ранних сроках сева отмечалось в  первую  половину  вегетации. После  колошения прирост сухого вещества и относительная скорость роста ячменя были в пользу ранних сроков сева.

При внесении удобрений в дозах NP по 80-120 кг/га на фоне К40 кг/га среднесуточный прирост сухой биомассы превышал показатели по неудобренному фону на 10-19 кг/га (8,8-23,5%) у сорта Донецкий 4 и на 22-36 кг/га (21,0-34,3%) у сорта Донецкий 8. Четкой зависимости между нормами высева и приростом биомассы не выявлено.

Корреляционное отношение величины среднесуточного прироста сухой биомассы за период колошение-полная спелость и урожайности ячменя имеет значение  0,832, графически описывается квадратичной функцией типа  у = =20,69529 + 3,155565Е - 02х - 9,660376Е -06х2 ± 1,80, кг/га  при коэффициенте детерминации 69,19%. Наибольшей в эксперименте урожайности ячменя (3,12 т с 1 га) соответствует величина прироста в сутки за данный период 0,376 т с 1 га, наименьшей - (2,11 т с 1 га) - 0,013 т с 1 га.

Связь урожайности с величиной прироста биомассы в более ранний период  вегетации (кущение – колошение) менее существенна ( = 0,576). Наибольшей урожайности соответствует прирост биомассы 142,4 кг/га в сутки; увеличение величины прироста до 244 кг/га ведет к снижению продуктивности посевов из-за возрастания соломистой части урожая.

В случае обработки посевов гербицидом, независимо от дозировок, в фазе колошения подавляется развитие вегетативной составляющей и увеличивается доля колоса в сухой биомассе главного побега. К фазе полной спелости соотношения вегетативной и генеративной частей главного побега на фоне без применения гербицида и при пониженной дозе гербицида сравниваются, а при других дозах гербицида эти соотношения складываются в пользу вегетативной части.

Степная зона Южного Урала отличается присутствием практически всех видов засух. Основным направлением борьбы с засухой является сохранение и экономное расходование влаги.

       Анализ связи урожайности ячменя с количеством осадков за осенне-зимний период  показал, что корреляционное  отношение  равно  0,839, а  связь описывается уравнением у = -0,6937933 + 2,32784Е - 02х - 3,423936Е - 05х2±0,156, ц с 1 га в 70,39% случаев. Наиболее важными оказались осадки, выпавшие в декабре, январе и феврале  ( = 0,894-0,955), слабее  связь с осадками  сентября, октября и ноября ( =0,862-0,886).

Корреляционное отношение между запасами продуктивной влаги перед посевом и урожайностью ячменя сорта Донецкий 4 составляет 0,927 и описывается линейным уравнением вида у = 0,6631141 + 2,136814Е - 02х -5,660207Е - 05х2±0,06, т с 1 га в 85,89% случаев. По сорту Донецкий 8 оно составляет 0,932 и описывается функцией у = 3,805693Е-03 +0,238752х0,5  ± 0,08 для 86,78% случаев. При содержании в почве максимального для условий нашего опыта количества влаги весной (160 мм) сорт Донецкий 4 может сформировать урожайность 2,60 т с 1 га, а сорт Донецкий 8 - 3,02 т с 1 га.

Скорость  расхода  влаги из слоя почвы 0 - 100 см  определяется в значи-тельной степени почвенно- климатическими условиями зоны, а внутри нее - сроками сева; в меньшей степени она зависит от уровня минерального питания.

Скорость расхода влаги выше в зоне южных черноземов: по общей влаге на 0,56-0,62 мм /сут. (23,3-26,0%), по продуктивной - на 0,49-0,54 мм/сут. (33,6-37,0%). В зоне обыкновенных черноземов скорость расхода влаги из метрового слоя почвы увеличивается (на 0,14 мм/сут. или 10,1%) в посевах среднего срока сева и на 0,10 мм/сут. (7,2%) в посевах позднего срока сева относительно раннего, а в зоне южных черноземов это явление наблюдается при самых поздних сроках сева (на 0,11 мм/сут. или 5,5% по сравнению с ранним сроком сева).

Теоретически установленная максимальная урожайность в 3,16 т с 1 га формируется при коэффициенте водопотребления 492 м3/т. При его величине 1140 м3/т урожайность ячменя может составить 1,71 т с 1 га.

Фактические показатели по расходу влаги на создание единицы урожая ячменя изменяются в довольно широких пределах: в зоне обыкновенных черноземов у сорта Донецкий 4 - от 530 до 1140 м3/ т; в зоне южных черноземов у сорта Зерноградский 584 - от 780 до 1340 м3/т, у сорта Донецкий 8 - от 815 до 1045 м3/т. Более экономно расходует влагу сорт Донецкий 8.

Среди изученных факторов агротехники наибольшее влияние на коэффи-циент водопотребления оказывают  сроки сева.

При оттягивании срока сева на 7 дней в зоне обыкновенных черноземов  расход влаги на создание единицы урожая увеличивается на 26 м3/т (4,6%), в зоне южных черноземов снижается на  44 м3/т (4,7%). В более поздних посевах расход влаги возрастает соответственно на 223 м3/т (39,3%) и на 138 м3/т (14,8%) в обеих почвенных зонах. В зоне южных черноземов коэффициент водопотребления ячменя почти на треть (на 312 м3 / т или 32,3%) выше, чем на обыкновенных черноземах.

Высокая оводненность тканей указывает на высокую водоудерживающую способность растений. Определение корреляционно-регрессионных отношений между оводненностью тканей растений ячменя и его урожайностью в наших исследованиях показало высокую степень зависимости: для фазы колошения = 0,990; для фазы молочной - 0,893, восковой - 0,854 и для полной спелости - 0,943. Содержание некоторого количества воды в растениях даже к концу вегетации играет существенную роль в увеличении урожайности. Данный факт может свидетельствовать о комфортности условий налива зерна.

Лучшая оводненность растений в фазе колошения, в период  закладки  гене-ративных органов позволяет заложить бльшее число колосков и  оптимизироватьпроцесс оплодотворения, способствует минимизации будущих потерь зерна.

В своих исследованиях мы изучали  влияние гербицида на интенсивность транспирации листа ячменя и роль регулятора роста Агат-25К в этом случае какантистрессового компонента.

По полученным данным, обработка растений ячменя в повышенной дозе усиливает транспирацию до 1,05 г/г · час, в то время как при рекомендуемой дозе наблюдается снижение ее до 0,92 г/г·час. В этом случае она даже меньше, чем на безгербицидном фоне. Снижение транспирации при применении протравителей семян проявляется на гербицидных фонах. Наиболее эффективным в этом случае оказалось применение препаратов Дивиденд  Стар,  Гуми – 30 и их сочетаний. 

Изучение содержания в почве элементов минерального питания (NPK) в зависимости от факторов агротехники показало, что запасы элементов минерального питания на одно вегетирующее растение определяются количеством растений на единице площади, дозами внесенных удобрений и сроками сева.

Наиболее обеспечены N, Р, К посевы с нормой высева 3,5 млн всхожих семян на 1 га поздних сроков сева, а наименьший запас элементов питания на 1 растение приходится при норме высева 6,5 млн при ранних сроках сева. Азот более равномерно распределен в корнеобитаемом слое почвы, а калия и, особенно фосфора, значительно больше содержится в верхнем (0-30 см) слое. Превышения по содержанию фосфора в слое от 0-30 см над содержанием его в слое 30-60 см достигают  двух - трех раз.

Внесение в почву минерального удобрения способствует существенному увеличению запасов азота на 1 растение, несколько меньше - фосфора и мало влияет на запасы калия. Запасы азота на одно вегетирующее растение сорта Донецкий 4  при внесении удобрения  в дозах N40-120Р40-120К40  повышаются  на  14,9-80,0%, по  сорту Донецкий 8 - на 34,1-112,2%.

Продуктивность культуры имеет прямую связь с запасом N и Р как в валовом  отношении (кг/га), так и в расчете на одно растение и обратную - с содержанием калия. Корреляционные отношения  с количеством азота на 1 растение в слое почвы 0-30 см составили  0,644, с запасами азота в кг/га - 0,883 - 0,901; с содержанием фосфора в слое 0-30 см в г / раст. - 0,700, в кг/га - 0,698-0,828, в слое 30-60 см в г/раст. - 0,862, в кг/га - 0,708 - 0,832; с содержанием калия в слое почвы 0-30 см в г/раст. - 0,941, в кг/га - 0,799-0,872.  Для слоя почвы 30-60 см коэффициенты корреляции тоже значительны: от 0,609 до 0,832  для  содержания  элементов  питания  в

кг/га и от 0,591 до  0,930 для запасов питательных веществ  в  г на 1 растение.

       При этом бльшая зависимость обнаруживается с содержанием элементов питания в верхнем (0-30 см) слое. Уравнения, описывающие полученные связи, с высокой достоверностью в большинстве случаев (63,79-81,21%) характеризуют именно этот слой почвы. Корневая система ячменя залегает неглубоко и поэтому наиболее эффективно и полно использует питательные вещества, содержащиеся в верхнем слое почвы.

Наибольшая урожайность ячменя достигается при следующих запасах: азота – в слое 0-30 см 517 кг/га, в слое 30-60 см – 417 кг/га; фосфора соответственно 329 и 196 кг/га, калия – 873 и 744 кг/га. При этом запасы на 1 растение должны составить: азота - 0,360г и 0,268 г; фосфора - 0,039 и 0,010 г, а калия – 0,265 и 0,236 г.

Под влиянием сроков сева в большей степени изменяются количественные показатели посева и в меньшей – продуктивность отдельного растения. При переносе срока сева на более поздние последовательно снижается число растений к уборке: у сорта Донецкий 4 при втором сроке на 20 шт. (7,1%), при третьем - на 50 шт. на 1 кв. м (17,7%); у сорта Донецкий 8 на 47 шт. (14,4%) и 19 шт. (21,1%). Коэффициенты общего и продуктивного кущения значительно снижаются  в посевах третьего срока сева. При посеве в течение 7 дней от начала полевых работ кущение растений однотипно.

Резкое снижение числа растений к уборке отмечено в опытах 1998-2000 гг. в посевах третьего срока сева по сорту Зерноградский 584 на 47 шт. на 1 кв. м (22,7%) относительно второго, а по сорту Донецкий 8 - на 66 шт. (31,9%) относительно первого срока, при тенденции к увеличению коэффициентов общего и продуктивного кущения у растений с поздних сроков сева. В поздних посевах нарастает соломистость урожая. Увеличение нормы высева от 3,5 до 6,5 млн приводит к последовательному повышению числа растений к уборке при одновременном снижении  коэффициентов общего  и  продуктивного  кущения и продуктивности колоса.

Связь продуктивности отдельного растения с урожайностью ценоза зависит от условий, складывающихся в растительном сообществе. Несмотря на высокие корреляционные отношения связей элементов продуктивности колоса с урожайностью: с длиной колоса ( = 0,958, Кд= 91,83%), числом колосков в колосе ( = 0,821, Кд= 67,42), числом зерен в колосе ( = 0,921, Кд= 84,80), установлено, что максимальным значениям урожайности не всегда соответствуют максимальные показатели элементов продуктивности колоса. Поэтому положительная корреляция элементов продуктивности колоса  с  урожайностью ценоза  ограничивается при длине 

колоса 5,6 см, числе колосков в колосе 14,9 шт., числе зерен в колосе – 12,6 шт.

В главе 3 „Урожайность сортов ярового ячменя в зависимости от сроков сева, норм высева и доз минерального удобрения”,  состоящей из четырех разделов, в начале каждого раздела, посвященного срокам сева (3.1), нормам высева (3.2) и удобрениям (3.3) приведен анализ литературы по соответствующим вопросам.

Результаты четырехлетнего (1982-1985) изучения в зоне обыкновенных черноземов выявили преимущество ранних сроков (с наступлением физической спелости почвы) с возможной отсрочкой до 7 дней. При переносе срока сева на 14 дней снижение урожайности по сорту Донецкий 4 составило 0,51 т (19,6%), сорту Донецкий 8 - 0,46 т с 1 га (15,3%) (НСР05 соответственно 0,12 и 0,11 т с 1 га). По данным за 1998-2000 гг. в зоне южных черноземов преимущество ранних (с возможным переносом до 7 дней) сроков сева проявилось у пивоваренного сорта Зерноградский 584. Снижение урожайности при переносе срока сева на 14 дней составило 0,30 т с 1 га (16,33%) относительно первого (НСР05 = 0,14 т с 1 га). По сорту Донецкий 8 в данной зоне опоздание с севом на 14 дней не привело к существенному снижению урожайности.

Урожайность ячменя имеет корреляционное отношение со сроком сева 0,657. Объясняется это тем, что зерновая продуктивность ячменя в пределах первого - второго сроков сева существенно не снижается.

Графическое описание полученных связей урожайности и показателей состояния посева выявило в большинстве случаев наличие прямой линейной функции с максимальными значениями показателей в некоторых случаях для раннего, а в других - позднего срока сева. Так, в посевах первого срока сева теоретически формируется оптимальный ценоз ячменя со следующими показателями: число всходов - 300 шт. на 1 кв. м, число растений к уборке - 268 шт. на 1 кв. м, площадь листьев - 18,97 тыс. на 1 га, сухая биомасса в фазе колошения - 4,02 т на 1 га, в фазе восковой спелости - 7,43 т на 1 га. Из относительных показателей в ранних посевах выше полевая всхожесть - 63,1% и сохранность растений к уборке - 83,9%. В то же время в посевах поздних сроков возможно формирование большей сухой биомассы в фазе кущения ячменя - 0,494 т с 1 га с  более

высокорослыми растениями: в кущении - до 21,5 см, в колошении - 62,8 см. 

В условиях обыкновенных черноземов возможно увеличение норм высева до 5,5-6,5 млн. всхожих семян на гектар. Плодородие этих почв позволяет без ущерба для растений в загущенных посевах сформировать оптимальный ценоз с максимальной продуктивностью. На менее плодородных почвах (южные черноземы) норма высева должна быть снижена до 3,5-4,5 млн , так как дальнейшее увеличение не оправдано как с точки зрения агробиологических показателей, так и экономической целесообразности.

В исследованиях с удобрениями установлены оптимальные величины погодных характеристик, способствующих росту прибавок урожайности. Так, определено, что при сумме осадков за период от всходов до полной спелости ячменя 167,6 мм и величине ГТК, равном 1,01 прибавки урожайности могут составить 0,44 и 0,41 т с 1 га. В засушливых условиях (осадков до 57,6 мм и ГТК = 0,33) удобрение может снизить урожайность ячменя.

Максимальные прибавки урожайности ячменя от удобрения обеспечиваются при сумме температур за период вегетации 1657,0 С (2,35 т с 1 га), резко снижаясь при ее повышении до 1880,5С (0,31 т с 1 га) и меньше - при снижении до 1346,5С (1,57 т с 1 га). Оптимум средней температуры воздуха при этом составляет 19,85 С (прибавка может составить до 0,32 т с 1 га). Крайние значения средней температуры: минимум 17,4С и ее максимум 21,4С снижают прибавку урожайности соответственно до 0,12 и 0,24 т с 1 га.

Влияние доз удобрений на абсолютные (число всходов, сухая биомасса и др.) и относительные (полевая всхожесть, сохранность растений к уборке и др.) показатели носит однозначно положительный характер с высокими корреляционными отношениями и коэффициентами детерминации.

Так, значения корреляционных отношений составляют: с числом всходов - 0,990; с полевой всхожестью - 0,927; с площадью листьев - 0,925; с числом растений к уборке - 0,999; с сохранностью растений к уборке - 0,829; с сухой надземной массой в фазе кущения - 0,823; в фазе колошения - 0,845; в фазе восковой спелости - 0,991; с высотой растений в фазе кущения - 0,995; в фазе колошения - 0,874; в фазе восковой спелости - 0,904 и с урожайностью ячменя - 0,981. Со всеми вышеприведенными показателями обнаружена прямая линейная корреляция, при которой наибольшие значения соответствуют дозе удобрения N120Р120К40, а наименьшие - неудобренному фону.

Теоретически рассчитанные величины соответствий дозе N120Р120К40 максимальных значений показателей могут быть следующие:324 шт. на 1 кв. м всходов при полевой всхожести  не менее 70% с формированием в фазе колошения ПЛ не менее 13,8 тыс. кв. м на 1 га при сухой биомассе растений в фазе кущения 0,477 т с 1 га, в фазе колошения 3,82 т на 1 га, в фазе восковой спелости 6,81 т на 1 га с высотой растений в фазе кущения не менее 19,8 см, в колошение - 62,4 см, в восковую спелость - 64,3 см. При числе растений  к уборке 290 шт. на 1 кв. м с сохранностью не менее, чем 85% возможно получение урожайности ячменя порядка 2,68 т с 1 га.

Изучение взаимодействия факторов агротехники (сроки сева, нормы высева и дозы удобрения) показало, что урожайность ярового ячменя возрастает с увеличением дозы удобрения до N80-120P80-120K40 с одновременным повышением нормы высева до 5,5 млн всхожих семян на 1 га при посеве культуры в течение 7 дней с начала полевых работ (табл. 2).

2. Урожайность ячменя Донецкий 8 в зависимости от сроков сева,

норм высева и доз удобрений, т с 1 га (средняя за 1982-1985 гг.)

Удобрение, кг д.в. на 1 га –

фактор В

Норма высева, млн всх. семян на  1 га-фактор С

Срок сева – фактор А


Средняя по норме высева

Отклонение от контроля ±

первый

второй

третий

т с 1 га

%

1

2

3

4

5

6

7

8


Контроль

3,5

2,79

2,52

2,02

2,44

0,00

100

4,5

2,94

2,70

2,34

2,66

+0,22

9,0

5,5

2,90

2,85

2,44

2,73

+0,29

11,9

6,5

3,19

2,91

2,54

2,88

+0,44

18,0

Средняя по сроку сева

2,96

2,74

2,34

2,68

-

-

± к контролю

т с 1 га

0,0

-0,22

-0,62

-

-

-

%

100

7,4

20,9

-

-

-


N40P40K40

3,5

2,85

2,42

2,15

2,47

0,0

100

4,5

2,94

2,95

2,58

2,82

+0,35

14,2

5,5

3,18

2,90

2,58

2,89

+0,42

17,0

6,5

3,04

3,06

2,68

2,93

+0,46

18,6

Средняя по сроку сева

3,00

2,83

2,50

2,78

-

-

± к контролю

т с 1 га

0,0

-0,17

-0,50

-

-

-

%

100

5,7

16,7

-

-

-


N80P80K40

3,5

2,74

2,85

2,48

2,69

0,0

100

4,5

2,96

2,90

2,74

2,87

+0,18

6,7

5,5

2,98

3,15

2,85

2,99

+0,30

11,2

6,5

3,28

3,24

2,80

3,11

+0,42

15,6

Средняя по сроку сева

2,99

3,04

2,72

2,92

-

-

продолжение таблицы 2

2

3

4

5

6

7

8

± к контролю

т с 1 га

0,0

+0,15

-0,27

-

-

-

%

100

1,7

9,0

-

-

-


N120P120K40

3,5

2,86

2,86

2,32

2,68

0,0

100

4,5

2,98

2,93

2,68

2,86

+0,18

6,7

5,5

3,10

3,13

2,71

2,98

+0,30

11,2

6,5

3,18

3,24

2,70

3,04

+0,36

13,4

Средняя по сроку сева

3,03

3,04

2,60

2,89

-

-

± к контролю

т с 1 га

0,0

+0,01

-0,43

-

-

-

%

100

0,3

14,2

-

-

-








Средняя по норме

высева

3,5

2,81

2,66

2,24

2,57

0,0

100

4,5

2,96

2,87

2,58

2,80

+0,23

8,9

5,5

3,04

3,01

2,65

2,90

+0,33

12,8

6,5

3,17

3,11

2,68

2,99

+0,42

16,3

Средняя по сроку сева

3,00

2,91

2,54

2,82

-

-

± к контролю

т с 1 га

0,0

-0,09

-0,46

-

-

-

%

100

3,0

15,3

-

-

-

НСР05 для тройного

взаимодействия

0,08

НСР05  для фактора А

0,11

НСР05 для фактора В

0,06

НСР05 для фактора С

0,08

Эффективность удобрений возрастает для ранних сроков сева в неблагоприятные годы. В благоприятные годы положительное действие минерального питания сохраняется во все сроки сева, а при поздних сроках сева оно может быть выше. Преимущество удобренных вариантов в большей степени проявляется по мере возрастания норм высева ячменя (от 3,5 до 6,5 млн всхожих семян на 1 га).

Определение доли влияния факторов агротехники на урожайность сортов ячменя выявило, что соотношения долей вклада факторов зависит от условий года (табл. 3). В засушливые годы (1982) роль  факторов агротехники резко снижается (27,9-31,5%) и особенно существенно (2,3-2,9%) – роль сроков сева. В благоприятные годы (1983) она возрастает до 58,8-72,0% и при этом увеличивается роль сроков сева (35,3-47,1%). В средние по благоприятности годы (1984, 1985) суммарное влияние факторов агротехники составляет 46,4-49,9%, сохраняется роль сроков сева (34,4-37,9%). Роль фактора „удобрение” составляет  от 4,2-4,5% в средние годы и возрастает до 6,8-7,0% в благоприятные, а по сорту Донецкий 8 в засушливый год достигла 11,0%.

3. Доля влияния факторов на урожайность ячменя, %

Факторы  и их

взаимодействие

Сорт Донецкий 4

Сорт Донецкий 8

годы

годы

1982

1983

1984

1985

1982

1983

1984

1985

Срок сева (А)

2,9

47,1

34,4

21,4

2,3

35,3

37,9

23,5

Удобрение (В)

5,6

6,8

4,8

4,2

11,0

7,0

4,4

4,5

Норма высева (С)

12,2

10,9

10,9

11,8

10,7

6,3

8,2

12,4

Взаимодействие АВ

2,2

2,1

4,2

3,3

2,6

1,9

6,6

3,6

Взаимодействие АС

0,4

1,5

0,6

1,4

1,5

2,0

0,9

1,6

Взаимодействие ВС

0,8

1,2

1,3

1,2

1,3

2,0

0,9

1,4

Взаимодействие АВС

3,8

2,4

2,9

3,1

2,1

4,3

2,3

2,9

Суммарное влияние

агротехники

27,9

72,0

59,1

46,4

31,5

58,8

61,2

49,9

Роль норм высева изменяется в пределах от 6,3% в благоприятные и до 12,2% в засушливые годы.

Глава 4 „Качество зерна ячменя при различных технологиях выращивания” содержит данные о влиянии факторов агротехники на основные технологические и посевные качества зерна и семян ярового ячменя.

Объемная масса зерна ячменя при возделывании на обыкновенных черноземах составляла 638-673 г/л, а на южных - 608-633 г/л  и  соответствовала требованиям на солод в спиртовой промышленности. Более значительно объемная масса изменялась по срокам сева и меньше от нормы высева и доз удобрений.

Повышение, также как и понижение доз гербицида снижало объемную массу зерна пивоваренного ячменя (на 5-6 г/л). В то же время сочетание регуляторов роста  и агрохимикатов (Агат-25К, Гуми-30) с повышенными и пониженными  дозами гербицида существенно (на 5-13 г/л) повышало объемную массу зерна.

Между гидротермическим режимом периода формирования зерна и объемной массой обнаружены высокие степени корреляций: для суммы осадков за период колошение - полная спелость ( = 0,885), для средней температуры воздуха ( = 0,942), для максимальной температуры воздуха в среднем за период  ( = 0,904) и для максимальной температуры воздуха  ( = 0,867).

Оптимальным количеством осадков за период после колошения до созре-

вания, способствующим формированию наибольшей объемной массы зерна (683 г/л) является 92,6 мм при средней температуре воздуха 19,2С и максимальной температуре не более 28,5С.

Данный показатель снижается  до 617 г/л при недостатке осадков (6,1 мм),

менее значительно (до 658 г/л) при их избытке (145,7 мм) и резко снижается  при

увеличении максимальных показателей температуры воздуха.

Первоклассное зерно ячменя по крупности формируется в годы с равномерным режимом выпадения осадков (1985 год) или даже в засушливые годы (2001, 2002), когда оно формируется на главных побегах при малом коэффициенте продуктивного кущения и среднем уровне урожайности. Поздние сроки сева и загущение посева снижают содержание крупной фракции и выравненность зерна ячменя.

Выход семян в урожае зерна ячменя определяется в значительной мере условиями периода вегетации. В неблагоприятные годы этот показатель составляет 60-70%, тогда как в благоприятные годы, с оптимальным гидротермическим режимом - 90-92%. Для увеличения выхода семян необходим посев в ранний срок, увеличение норм высева до 5,5 млн  не снижает этот показатель.

В разделе „посевные качества семян” приводится анализ литературы по вопросу влияния факторов внешней среды и агротехники на качество семян зерновых культур.

Условия формирования семян, начиная от начала налива и до их полного созревания, играют определяющую роль в показателях качества. Связь показателей массы 1000 семян ячменя со средней температурой периода колошение – полная спелость выражается корреляционным отношением 0,913, с максимальной температурой воздуха – 0,879, а с суммой осадков за данный период -  0,893. Оптимальными параметрами вышеуказанных показателей являются 20,9°С, 32,9°С и 97,5 мм, при которых масса 1000 семян ячменя может быть в пределах 46,4-47,5 г.

Показатель энергии прорастания семян также тесно связан с температурным режимом воздуха и числом осадков за период налива зерна; корреляционное отношение со средней температурой воздуха равно 0,847, с ее максимальными значениями – 0,853, а с количеством осадков – 0,934. Максимальные в опыте значения данного показателя (90-100%) можно получить при средней температуре 18,1°С, максимальной – не более 31,3°С и сумме осадков 90,2 мм. Энергия прорастания снижается до 76,0% при избытке осадков за данный период (145,7 мм) и до 86,4% при их недостатке (6,1 мм).

Энергия прорастания семян ячменя изменялась в зависимости от сроков сева на 1-6%, норм высева - на 2-3%, доз удобрений - на 1-2%, а в зависимости от особенностей лет исследований - на 5-20%.

Снижение  энергии  прорастания  семян  ячменя отмечается в годы с избыточным увлажнением в период налива (1978, 1982, 2000), а также в годы с засушливостью периода закладки генеративных органов (фазы трубкования, цвения и налива зерна, 1980, 1998). В  засушливые  годы семена отличались низкой массой 1000 штук, недовыполненностью. В 1978 году семена сформировались с очень высокой массой 1000 шт. (до 55,8 г). В течение трех лет из одиннадцати лет опытов отмечена высокая энергия прорастания семян (95-98%). Сроки сева существенного влияния на этот показатель не оказали.

При увеличении норм высева (опыты 1978-1981 гг.) энергия прорастания семян повышалась на 2-8% по сорту Донецкий 8, на 2-5% по сорту Оренбургский 35. В более поздних исследованиях улучшение данного показателя с увеличением норм высева было незначительным (1-3%).

Влияние удобрений на этот показатель  проявилось в годы с пониженной энергией прорастания. В 1978 году они снизили этот  показатель, а  в 1980 году на удобренных фонах энергия прорастания была выше на 27-30%.

Масса 1000 семян ячменя изменялась по срокам сева по-разному, в зависимости от условий вегетации. В годы с достаточным увлажнением второй половины вегетации (1982, 1985 гг.) масса 1000 семян с поздних сроков сева не уступала, а в некоторых случаях превышала показатели раннего срока. При отсутствии осадков после колошения ячменя (1983, 1984 гг.) семена с поздних сроков сева имели массу 1000 шт. на 0,8-3,0 г (1,9-7,1 %) меньшую, чем семена с ранних сроков сева. С увеличением норм высева масса 1000 семян снижалась, а внесение удобрений повышало ее на 0,4-1,7 г  (0,9-3,6%).

Глава 5 посвящена особенностям возделывания пивоваренного ячменя в условиях степной зоны Южного Урала. В начале главы обосновывается необходимость изучения этого вопроса в данной зоне и состояние его изученности в пределах других районов возделывания культуры.

Проблема производства пивоваренного ячменя в степной зоне Южного Урала, кроме объективных (погодно-климатических) причин, связана и с технологическими аспектами: 1. выявление зон, где возможно получение зерна ячменя с низкой белковостью; 2.  создание сортов пивоваренного направления;3. разработка  программы  или  системы  семеноводства пивоваренного ячменя;4. разработка технологии выращивания сырья с низкой белковостью.

       Изучение  нами технологии  возделывания  пивоваренного ячменя сорта Зерноградский 584 и отнесенного условно к  пивоваренным сорта Донецкий 8 в условиях южных черноземов показало, что наиболее значимые отклонения в урожайности обнаруживаются в случае взаимодействия факторов.

Наибольшую урожайность ячменя сорта Донецкий 8 (2,05 т с 1 га) можно получить при посеве его во второй срок сева (через 7 дней после поспевания почвы) повышенными (5,5-6,5 млн) нормами высева и внесении калийного удобрения в дозе К40. Для сорта пивоваренного ячменя Зерноградский 584 для уровня урожайности 2,01-2,06 т с 1 га необходим посев в первый срок сева нормой высева 3,5 или 5,5 млн всхожих семян на гектар с внесением удобрения или без удобрения. Следует отметить, что сорт Зерноградский 584 существенно (в среднем по опыту на 0,30 т с 1 га, а в редких посевах, при норме 3,5 млн - на 0,45-0,72 т с 1 га) снижал урожайность при переносе срока сева на 14 дней. Повышение норм высева до 5,5-6,5 млн всхожих семян этого сорта способствовало повышению урожайности до уровня, близкого к уровню лучших вариантов сева в ранний срок. Урожайность сорта Донецкий 8 в зависимости от сроков сева была более устойчива.

Отдельный раздел в работе посвящен особенностям применения средств защиты растений на посевах пивоваренного ячменя в связи со спецификой использования зерна. Одним из путей снижения возможного отрицательного действия гербицида на культурное растение и качество получаемой продукции является использование регуляторов роста и препаратов для предпосевного протравливания семян.

Изучение в течение 2001-2003 гг. влияния химических средств защиты растений (гербицид, фунгицид) и биогенных регуляторов роста на урожайность пивоваренного ячменя Зерноградский 584 позволяет считать, что эффективность отдельного компонента средств защиты (гербицид, фунгицид, регулятор роста) и их сочетаний зависит как от условий года, так и от дозировок препаратов.

При засушливости всего периода вегетации ячменя (2001) или второй его половины (2002) эффективность химических средств защиты растений и регуляторов роста ниже, чем в год с благоприятным режимом увлажнения (2003).

Увеличение дозы гербицида на 25% от рекомендованной нецелесообразно, а понижение ее на 25% можно рассматривать как возможное не только  с экономической, но и с экологической точки зрения. Значение регулятора роста и агрохимиката (Агат-25К, Гуми-30), а также фунгицидов возрастает на фоне увеличения дозы гербицидной нагрузки на растительный ценоз.

В своей работе мы уделили внимание вопросам получения в условиях степной зоны Южного Урала зерна ячменя, отвечающего требованиям ГОСТа 5060-86 по содержанию белка (не более 12%) и других показателей качества, регламентирующих использование его в пивоваренной промышленности.

По показателю пленчатости сорта ячменя, изученные в опыте, соответствуют требованиям, предъявляемым к пивоваренному ячменю. Установлено, что при пленчатости зерна 8,08% содержание белка составляет 12,58%, а повышение пленчатости до 11,97 % сопровождается увеличением белковости до 16,72%.

В условиях степной зоны Южного Урала содержание белка в зерне различных сортов ячменя изменялось в довольно широких пределах: в зоне обыкновенных черноземов оно было существенно выше у сорта кормового направления Донецкий 4 - до 14,96%, у отнесенного к условно пивоваренным сорта Донецкий 8 - до 14,52%; в зоне южных черноземов у сорта пивоваренного направления Зерноградский 584 - 11,86%, у сорта Донецкий 8 - 12,13%.

Эти данные свидетельствуют о возможности выращивания в зоне южных черноземов зерна ячменя, отвечающего  требованиям  ГОСТа  на пивоваренный ячмень по содержанию белка. Такая  же  возможность  в отдельные годы (1982,1983) существует и в зоне черноземов обыкновенных, когда в ранних посевах ячменя уровень белковости может составить 11,82% (сорт Донецкий 8) и 12,98% (сорт Донецкий 4).

При поздних сроках сева увеличивается содержание белка, хотя по зоне южных черноземов и в этом случае содержание белка практически находится в пределах допустимых значений ГОСТа (12,08-12,33%).

В исследованиях проведен анализ связи содержания белка в зерне ячменя по зонам черноземов от суммы осадков межфазных периодов вегетации и температурного режима воздуха. Для зоны обыкновенных черноземов высокая степень связи белковости зерна с суммой осадков по периодам вегетации и в целом за период установлена для следующих межфазных периодов: посев - всходы ( = 0,969, Кд = 93,91%, критерий Fфакт. = 14,77 при F01 = 3,18), всходы - кущение ( = 0,914, Кд = 83,51%, критерий Fфакт. = 5,46 при F01 = 3,18) и молочная - восковая спелость ( = 0,859, Кд = 73,74%, критерий Fфакт. = 3,43 при F01 = 3,18). При этом увеличение количества осадков от 10,0 мм до 40,3 мм  в начальные фазы вегетации ведет к снижению содержания белка до 12,4%, а увеличение увлажненности  периода  молоч-

ная – восковая спелость от 2,0 мм до 60,2 мм - к увеличению белковости на 2,6%.

При выпадении основного количества осадков в первые фазы вегетации при относительной скороспелости культуры и усвоении элементов питания в начальные фазы вегетации ячмень накапливает в зерне сравнительно небольшое (11,36-13,25%) количество белка.

Засушливость начального периода вегетации культуры и увеличение увлажненности второй половины вегетации способствует накоплению в зерне ячменя большего количества белоксодержащих веществ.

Для зоны южных черноземов характер связи содержания белка и ритма выпадения осадков более определенен. Установлено, что, как увеличение количества осадков по каждому межфазному периоду, так и в целом за период вегетации ведет к снижению содержания белка (табл. 4).

Корреляционные отношения по межфазным периодам составили: посев - всходы - 0,922, всходы - кущение - 0,892, кущение - колошение - 0,952, колошение - молочная спелость - 0,860; молочная - восковая спелость - 0,880, восковая - полная спелость - 0,868 и за период посев - полная спелость - 0,950.

Зависимость белковости зерна ячменя от температурного режима воздуха неоднозначна и с некоторыми показателями (средняя температура воздуха, максимальная температура, средняя относительная влажность воздуха) связь не

просматривается.

4. Распределение осадков по межфазным периодам вегетации ячменя и

белковость его зерна

Сумма осадков за период

посев-полная

спелость

В т.ч. по межфазным периодам

Содержание белка

в зерне, %

посев-кущение

кущение-колошение

колошение -

полная спелость

мм

%

мм

%

мм

%

мм

%

Зона обыкновенных черноземов

168,6

100

2,0

1,2

20,9

12,4

145,7

86,4

16,33

109,7

100

59,6

54,3

31,9

29,1

18,2

16,6

12,98

102,3

100

5,0

4,9

71,7

71,1

25,6

25,0

15,53

99,8

100

14,7

14,7

62,0

62,1

23,1

23,2

15,46

Зона южных черноземов

45,8

100

2

4,4

15,6

34,1

28,2

61,5

13,81

103,5

100

48,3

46,7

22,4

21,6

32,8

31,7

11,98

241,9

100

44,0

18,2

111,4

46,0

86,5

35,8

10,61

227,1

100

34,8

15,3

111,3

49,0

81,0

35,7

10,32

Проведенный анализ показывает наличие высоких коррелятивных отно

шений белковости с суммой средних температур (=0,829, Кд = 68,72%), максимальной скоростью ветра (=0,896, Кд = 80,20%) и уровнем минимальной относительной влажности воздуха (=0,915, Кд = 83,64%).

С гидротермическим коэффициентом периода вегетации ячменя и содержанием в нем белка обнаруживается тесная связь (ух =0,893), и  она  описывается уравнением параболической функции у = 11,12707 + 8,729х - 6,648801х2 ±  ± 0,48% в  79,69% случаев.

При  низком  (0,19)  и  высоком  (1,24)  показателе ГТК содержание белка снижается до уровня в 12,5% и 11,7%. Максимальное  для нашего эксперимента содержание белка (14,0%) накапливается при ГТК, равном 0,66.

При рассмотрении данной связи в разрезе гидротермических коэффициентов по месяцам вегетации обнаруживается, что степень связи снижается от условий мая, где она наибольшая (=0,943, при Кд = 88,88%, Fфакт. = 7,49, F01= 4,76), к июню (=0,891, при Кд = 79,32%, Fфакт. = 4,03, F05= 2,93) и не обнаруживается с условиями июля.

Учитывая склонность ячменя к кущению и содержание в урожае значительного (по нашим данным до 30-35%) количества зерна с боковых побегов, мы определили содержание белка в зерне с различных побегов и влияние при этом на данный показатель доз гербицида, регуляторов роста и фунгицидов.

Наши данные свидетельствуют о том,  что по  содержанию белка зерно с  бо-ковых побегов не уступает зерну с главных побегов. Отмечается синхронность изменения содержания белка: увеличение или уменьшение белковости зерна в главных побегах ведет к такому же изменению белковости зерна побегов кущения.

Изменение технологии возделывания ячменя также влияет на белковость полученного зерна. Если исходить из кормовой ценности зерна ячменя, т.е. с учетом высокого содержания белка, то предпочтительным следует считать посев ячменя через 7-14 дней после первого срока по физической спелости почвы нормой 3,5-4,5 млн. всхожих семян на 1 га с внесением удобрения в дозах N80P80К40 и N120P120К40. При этих вариантах технологии возможно получение зерна ячменя с содержанием белка в пределах 15,21-15,55%.

Для получения зерна ячменя с относительно низким содержанием белка можно рекомендовать посев в ранний срок нормой высева от 4,5 до 6,5 млн всхожих семян на 1 га при дозе основного удобрения N40P40К40 или  без  удобре-

ния. В этом случае зерно ячменя сорта Донецкий 8 будет содержать не более 13,02-13,18% белка, а зерно ячменя сорта Донецкий 4 - 14,15-14,48%.

Предпосевное протравливание семян фунгицидом Дивиденд Стар или обработка их регулятором роста Агат-25К или агрохимикатом Гуми-30 на фоне опрыскивания посевов гербицидом способствует снижению содержания белка в зерне ячменя до 11,46-12,71%.

Повышение содержания лизина в зерне ячменя возможно в поздних посевах при нормах высева от 4,5 до 5,5 млн всхожих семян на 1 га на фоне дополнительного питания N80P80K40  или N120P120K40 (0,564-0,571 мг в 100 г зерна, или 3,66-3,78% к общему белку по сорту Донецки1 4 и 0,531-0,536 мг в 100 г зерна, или 3,60-3,66% к общему белку по сорту Донецкий 8).

Согласно международного классификатора по ячменю (1983) экстрактивность солода классифицируется как: очень низкая - 75,0-75,9%; низкая - 76,0-77,9%; средняя - 78,0-79,9%; высокая - 80,0-81,9%; очень высокая - более 81,9%.

Наши данные укладываются в пределы „средняя” и „высокая”. В среднем за годы исследований (1998-2003 гг.) ни сроки сева, ни нормы высева, ни внесение калийного удобрения существенно не изменили этот показатель. По  показателю  „способность к прорастанию” данные  наших  исследований укладывались в нормы для I класса (не менее 95%) и изменялись от 93 до 96%, а в отдельные годы достигали 99%.

Экологическая оценка зерна пивоваренного ячменя в связи с применением химических средств защиты растений, проведенная в испытательной токсикологической лаборатории СТАЗР Оренбургской области показала, что при обработке растений гербицидом в рекомендуемой (1 л/га) и пониженной дозах (0,75 л/га) остатков пестицидов не обнаруживается, а при увеличении дозы гербицида на 25% (1,25 л/га) допустимый уровень по нормативно-техническому документу (НТД) превышается, особенно в засушливый год.

В целом, наши исследования позволяют заключить, что выращивание яч-меня, отвечающего нормам ГОСТа на пивоварение, в условиях степной зоны Южного Урала, возможно. Необходимым условием получения высококачественного зерна ячменя, является строгое соблюдение требований к технологии возделывания культуры.

Модели высокопродуктивных агроценозов ярового ячменя в степной зоне Южного Урала, параметры  увлажнения и температурного режима воздуха для формирования урожайности разного уровня

Нами установлены параметры агроценоза ярового ячменя, которые соот-

ветствуют уровням урожайности культуры: до 1, 1-2, 2-3 и более тонны с 1 га (табл. 5).

5. Параметры агроценозов ярового ячменя для формирования

урожайности разного уровня

Агробиологические

показатели  посевов

ярового ячменя

Единица

измерения

Данные агробиологических  показателей, соответствующие уровням урожайности  ячменя в т с 1 га

до 1

1-2

2-3 и >

1. Продолжительность периодов вегетации

дн.

61-67

62-68

69-80

2. Количество всходов

шт. на 1 кв. м

146 и <

146-288

288-430

3. Полевая всхожесть

%

40-48

48-68

68-73

4. Сохранность растений к уборке

%

51-69

70-81

82-95

5. Площадь листьев в фазе колошения

тыс. кв.м на 1 га

3,1-5,5

5,6-10,1

10,2-21,4

6. Фотосинтетический потенциал посевов

тыс. кв. м на 1 га·сут.

130-220

221-410

411-840

7. Чистая продуктивность фотосинтеза

г/кв.м·сут.

16,7-20,8

11,8-16,7

5,8-11,9

8. Высота растений

см

55-60

60-90

91-110

9. Количество растений к уборке

шт. на 1 кв. м

169 и <

269-289

289-320

10. Коэффициент продуктивного кущения

ед.

0,8-1,2

1,2-1,7

1,7-2,1

  11. Масса зерна с главного колоса

г

0,51-0,55

0,55-0,61

0,61-0,68

12. Коэффициент хозяйственной эффективности

%

<27,7

27,7-37,9

37,9-39,7

13. Число колосков в главном колосе

шт.

9-11

12-14

15-16

14. Число зерен в главном колосе

шт.

13-14

17-18

19-21

Рост продуктивности посевов возможен как за счет увеличения параметров, формирующих плотность агроценоза (количество всходов, полевая всхожесть, площадь листьев), а также продуктивность отдельного растения (масса зерна с главного колоса, число колосков и число зерен в главном колосе).

Нами рассчитаны параметры увлажнения и температурного режима воздуха для формирования урожайности ячменя разного уровня и вероятность их проявления.

В начале вегетации ячменя (период посев-всходы) параметры температуры воздуха, количества осадков и величин гидротермического коэффициента с большей вероятностью (от 31,6 до 66,9%) способствуют формированию урожайности 2-3 т с 1 га. В этот период высока вероятность снижения минимальных температур воздуха. Доля параметров погодных характеристик, снижающих урожайность до 1 т с 1 га составляет от 2,4 (по средней минимальной температуре воздуха - >16,4оС) до 11,9% (по сумме средних температур воздуха – 195,3оС). Распределение осадков в большинстве случаев благоприятно и способствует формированию урожайности от 1-2 (50% лет) до 2-3 т с 1 га (46,8% лет).

В межфазный период всходы-кущение возрастает вероятность проявления средних и максимальных значений температуры воздуха, ограничивающих урожайность культуры до 1-2 т с 1 га (21,8-38,6%) и снижается вероятность факторов, увеличивающих урожайность до 2-3 (41,7-58,0%) и более (5,6-18,6%) т с 1 га. В этот период также увеличивается вероятность параметров увлажнения, способствующих падению урожайности до 1 т с 1 га. Доля осадков для этого уровня (0,8 мм) составляет 16,1%, а ГТК (<0,64) 11,6%, в то время как для уровня 2-3 т с 1 га 31,5 и 22,6% (соответственно 29,5-40,3 мм и 0,86-1,02 ед.).

В самый продолжительный по времени межфазный период вегетации кущение-колошение наибольшую вероятность в условиях степной зоны Южного Урала имеют параметры температурного режима воздуха, при которых формируется урожайность 1-2 т с 1 га: по сумме средних температур воздуха 39,6% (596,5-668,2оС). Максимальной температуре воздуха – 48,6% лет (34,8-37,6оС) (табл. 6).

При параметрах увлажнения  31,8-54,4 мм и ГТК - 1,18-1,36 ед. более  вероятно  (соответственно 48,4 и 58,6% лет)  получение урожайности  в  2-3 т  с 1 га. В этот межфазный период возрастает вероятность более частого (20,4%) проявления максимальной температуры воздуха, ограничивающей урожайность на уровне 1 т с 1 га. Осадки этого периода в 10,5% лет ограничивают урожайность уровня 3 и более т с 1 га и в 12,5% определяют его снижение до 1 т с 1 га и менее.

6. Параметры температурного режима воздуха и увлажнения межфазного

периода кущение-колошение для формирования урожайности разного уровня и их вероятность

Показатели

Уровни урожайности и их вероятность

до 1 т с 1 га

вероятность, %

1-2 т с 1 га

вероятность, %

2-3 т с 1 га

вероятность, %

>3 т с 1 га

вероятность %

Сумма среднесуточных температур воздуха, оС

>668,2

20,4

596,5-668,2

39,6

453,8-596-5

33,9

<453,8

6,1

Средняя суточная температура воздуха, оС

23,9-25,1

21,8

23,9-21,6

40,2

21,6-16,6

31,9

16,6

6,1

Сумма максимальных температур воздуха, оС

>902,4

20,4

835,2-902,4

21,8

835,2-713,8

49,7

713,8

8,1

Максимальная температура воздуха, оС

>37,6

13,3

34,8-37,6

48,6

29,6-34,8

28,5

<29,6

9,6

Сумма средних минимальных температур воздуха, оС

421,6

14,8

370,0-421,6

41,5

335,6-370,0

21,6

33,6

10,1

Средняя минимальная температура воздуха, оС

>16,8

21,4

14,8-16,8

35,4

12,4-14,8

24,8

12,4

18,4

Осадки, мм

<16

12,5

16-31,8

28,6

31,8-54,4

48,4

54,4-127,8

10,5

ГТК, ед.

0,56-0,75

1,3

0,75-1,18

31,4

1,18-1,36

58,6

1,36-1,42

8,7

В период генеративного развития сохраняется ограничивающая роль максимальной температуры воздуха и осадков. В межфазный период колошение-молочная спелость вероятность максимальной температуры воздуха (29,6-39,0оС и >), сдерживающей урожайность на уровне 1-2 т с 1 га и менее, составляет 43,2%, а осадков – 54,4% лет (табл. 7).

В то же время в этот период вероятность осадков для уровня урожайности 3 и более т (>80 мм) равна 25%. В периоды молочная-восковая и восковая-полная спелость значительно количество осадков, при которых урожайность может составить 1 тонну с гектара и менее (до 31,6 и 48,6% лет) и мала для уровня 3 т и более (4,8 и 9,0% лет).

К концу вегетации (восковая-полная спелость) ячменя основной режим температуры воздуха определяет уровень урожайности от 1 до 2 тонн с гектара с преобладанием вероятности их проявления (до 47,4-61,0% лет) для 2-3 т. Но в этот период увеличиваются вероятность отсутствия осадков (<11,0 мм) и засушливости, при которых урожайность до 1 т с 1 га и менее т с 1га возможна в половине лет (48,6%), также возрастает ограничивающая роль гидротермического коэффициента (0,35-0,61) (37,6% лет).

7. Параметры температурного режима воздуха и увлажнения в период

генеративного развития и за период вегетации для формирования

урожайности ячменя разного уровня и их вероятность

Показатели

Уровни урожайности и их вероятность

до 1 т с 1 га

вероятность, %

1-2 т с 1 га

вероятность, %

2-3 т с 1 га

вероятность, %

>3 т с 1 га

вероятность %

Колошение-молочная спелость

Сумма среднесуточных 

температур воздуха, оС

>370,5

20,5

>370,5

38,6

370,5-286,1

30,1

<286,1

10,8

Средняя суточная температура воздуха, оС

>24,7

18,7

>24,7

30,7

24,7-19,6

39,2

<19,6

11,4

Сумма максимальных температур воздуха, оС

546,0

14,5

538,4

28,5

483,7

38,6

475,5

18,5

Максимальная температура воздуха, оС

>39,0

13,6

37,4-39,0

29,6

31,7-37,4

31,4

<31,7

25,4

Сумма средних минимальных температур воздуха, оС

>276,0

13,5

243-276

29,4

222-243

40,8

222

16,3

Средняя минимальная температура воздуха, оС

>18,4

13,6

16,2-18,4

30,8

14,8-16,2

41,4

14,8 и <

14,2

Осадки, мм

<10,9

12,6

10,9-56,4

41,8

56,4-80,0

20,6

>80,0

25,0

ГТК, ед.

<0,45

8,4

0,45-0,94

56,2

0,94-1,01

20,4

1,01-1,24

15,0

Посев  - полная спелость

Сумма среднесуточных температур воздуха, оС

>1933

13,6

1800-1933

40,6

1461-1800

40,1

<1461

15,7

Средняя суточная температура воздуха, оС

22,9-24,3

14,3

20,9-22,9

31,9

17,4-20,9

49,0

17,4

14,8

Сумма максимальных температур воздуха, оС

>1996

15,0

1996

31,6

1720-1996

42,8

1996

10,6

Максимальная температура воздуха, оС

>40,8

11,0

>40,8

38,6

35,2-40,8

41,8

<35,2

8,6

Продолжение таблицы 7

Сумма средних минимальных температур воздуха, оС

>1213,6

4,6

1115,2-1213,6

31,5

951,0-1115,2

48,5

951,0

8,4

Средняя минимальная температура воздуха, оС

>17,4

5,6

14,8-17,4

37,4

13,6-14,8

47,6

13,6

9,4

Осадки, мм

36,7 и <

7,7

36,7-84,0

45,0

84,0-210,7

30,6

84,0-210,7 и >253

16,7

ГТК, ед.

0,30-0,65

12,0

0,65-0,84

44,0

0,84-1,18

28,0

1,18-1,43

16,0

В целом за период вегетации параметры температурного режима воздуха на 31,5-40,6% определяют уровень урожайности в 1-2 т с гектара и на 40,1-49,0% - уровень урожайности в 2-3 т с 1 га. При этом величины сумм средних (>1933оС) и максимальной температуры (>40,8оС) и её суммы (>1996оС) с 11,0-15,0% вероятностью способствуют формированию низкой урожайности (1 т с 1 га и меньше). Вероятность урожайности более 3 т с 1 га ограничивается ростом максимальных температур воздуха и их сумм, а вероятность их равна 8,6-10,6%. Осадки периода вегетации в сумме 36,7-84,0 мм на 45% определяют урожайность в 1-2 т с 1 га, а сумма до 84-210,7 мм или более 253 мм с 16,7% вероятностью могут способствовать формированию урожайности до 3 и более тонн.

Таким образом, основным  фактором  снижения  урожайности  является рост  максимальных  температур  воздуха и рост засушливости основных  межфазных периодов вегетации ячменя.

Глава 6 „Влияние сроков скашивания и обмолота на урожайность и качество семян ячменя” содержит литературный обзор и состоит из десяти разделов. Исследования были выполнены в период 1987-1990 гг. Дана характеристика периода вегетативного развития ячменя, погодных условий периода налива и созревания ячменя.

Продолжительность периода от начала созревания зерна до соответствующего целям эксперимента срока скашивания в валки, включая перестой, изменялась от 22 до 56 дней. За это время посев испытывал влияние разного гидротермического режима. Так, сумма средних температур воздуха, накопленная к первому сроку скашивания, составила 468,3С, а для посева, перестоявшего на корню 10-15 дней - 1029-1157С. Существенно менялся при этом характер увлажнения посевов.

Связь метеоусловий вегетации ячменя до скашивания с урожайностью определилась параболическими функциями: с числом дней до скашивания = 0,791, с суммой средних температур воздуха - = 0,824, со степенью средне- дневного увлажнения валков осадками - = 0,941, с суммой осадков за период = 0,841, с дождливостью суток = 0,850, с числом дней с осадками 11 мм и более = 0,871 и с максимальной скоростью ветра = 0,871. Со средней температурой воздуха, средней и минимальной относительной влажностью воздуха связь носит характер обратной линейной функции с коэффициентами корреляции - 0,915; 0,910 и 0,847; с минимальной температурой воздуха - прямой линейной функции с коэффициентом корреляции 0,915.

Максимальной теоретической урожайности ячменя соответствует продолжительность периода до скашивания в 43 дня, при сумме средних значений температуры воздуха 850,1С со среднедневным увлажнением валков не более 3,09 мм, при сумме осадков за период 97,1 мм и максимальной дождливости суток не более 1,61 мм, с 3 днями с осадками 11 мм и более при средней относительной влажности воздуха не менее 48% и максимальной скорости ветра  не более 19,7 м/сек.

Зернообразование ячменя в центре Оренбургского Предуралья начинается в третьей декаде июня - первой декаде июля и продолжается до конца июля - середины августа. Продолжительность периода накопления сухого вещества зависит от метеорологических условий. В засушливые годы накопление сухого вещества завершается  у ячменя за 29-32 дня. При сравнительно невысоких температурах в июле  (17,5-20,0°С)  и повышенной увлажненности воздуха (60-65%) налив зерна ячменя растягивается  до 40-49 дней. Накопление сухого вещества завершается при влажности зерна 27,7-36,8%. Анализ связи урожайности ячменя с элементами погоды периода от скашивания ячменя в валки до обмолота показал на наиболее  высокие корреляционные связи со средней температурой воздуха за период ( = 0,814), минимальной температурой воздуха ( = 0,945), количеством осадков за сутки ( = 0,973), числом дней с осадками в 6-10 мм и более 11 мм (соответственно = 0,870 и  0,991), минимальной относительной влажностью воздуха ( = 0,961).

Максимальной урожайности ячменя соответствуют: срок отлежки валков - 9 дней (1,38 т с 1 га), при средней температуре воздуха - 19,3С (1,43 т с 1 га) с максимальной температурой воздуха - 26,8С (1,46 т с 1 га) и сумме осадков за сутки - 1,91 мм (1,31 т с 1 га). Резкое снижение урожайности (до 0,89-1,12 т с 1 га) возможно при сильном увлажнении валков (10 мм осадков за сутки) и значительном увеличении средней (до 25,9С) и максимальной (до 38,9С) температур воздуха. Изучение различных вариантов срока обмолота валков ячменя показало, что изменения в урожайности при сроках обмолота от 3 до 15 дней не существенны (табл. 8).

Прибавки урожайности от срока отлежки валков 3 дня составили (при НСР05 = 0,28 т с 1 га), при сроке отлежки 6 дней – 0,19 т с 1 га, 9 дней – 0,20, 12 дней – 0,08, 15 дней – 0,00 т с 1 га. Это позволяет считать, что нахождение ячменя в валках более 9 дней нецелесообразно. Наиболее высокую урожайность ячменя можно получить при скашивании его в валки в интервале спелости 65-85% (по числу зерен в восковой и полной спелости).

8. Урожайность ячменя Донецкий 8 в зависимости от сроков

скашивания и обмолота, т с 1 га  (средняя за 1987-1990 гг.)


Сроки

скашивания

(фактор А)

Сроки обмолота (фактор В)

Сред-

няя по сроку скашивания

± к

контролю

в день скашивания

через

3 дня

(К)

через

6

дней

через

9

дней

через

12

дней

через  15

дней

т с 1 га

%

5-15% зерен в восковой и полной спелости


-


1,05


1,28


1,31


1,09


1,07


1,18


-0,49


29,3

25-30% - // -

-

1,39

1,52

1,54

1,52

1,33

1,46

-0,21

12,6

40-60% - // -

-

1,44

1,56

1,77

1,54

1,49

1,56

-0,11

6,6

65-85% - // -  (К)

-

1,68

1,68

1,76

1,54

1,68

1,67

0,0

100

Продолжение таблицы 8

90-100% - // -

-

1,32

1,80

1,53

1,53

1,32

1,50

-0,17

10,2

Перестой 10 суток

1,36

1,48

1,34

1,47

1,31

-

1,39

-0,28

16,8

Перестой 15 суток

1,36

-

-

-

-

-

1,36

-0,31

18,6

Прямое

комбайнирование


1,53


-


-


-


-


-


1,53


-0,14


8,4

Средняя по  сроку

обмолота


-


1,39


1,53


1,56


1,44


1,38


1,33


-


-

± к контролю

т с 1 га

-

0,0

+0,14

+0,17

+0,05

-0,01

-

-

-

%

-

100

10,1

12,2

3,6

0,7

-

-

-

Средняя по сроку обмолота без перестоя

-

1,38

1,57

1,58

1,46

1,38

-

-

-

± к контролю

т с 1 га

-

0,0

+0,19

+0,20

+0,08

0,00

-

-

-

%

-

100

13,8

14,5

5,8

0,00

-

-

-

НСР05 для фактора А







0,30



НСР05 для фактора В







0,28



НСР05 для АВ







0,68



К снижению урожайности ведет как скашивание в более ранние сроки спелости посева (на 0,11-0,49 т с 1 га или 6,6-29,3%), так и в более поздние сроки, когда снижение урожайности составляет 0,17 т с 1 га (10,2%). Перестой ячменя на корню на 10 и 15 суток значительно (на 0,28 и 0,31 т с 1 га или 16,8 и

18,6%) снижает урожайность.

При прямом комбайнировании наблюдается также уменьшение урожайности относительно самой высокой среди сроков скашивания, но оно незначительно (0,14 т с 1 га или 8,4%).

В отдельные годы прямое комбайнирование ячменя обеспечивает наибольшую урожайность. Так, в 1987 году, когда отмечалось значительное количество осадков в период налива зерна, при прямом комбайнировании получена урожайность, превысившая наилучшие варианты раздельной уборки на 0,13-0,22 т с 1 га.

При рассмотрении взаимодействия факторов „срок обмолота” и „срок скашивания” обнаруживается, что в среднем за  годы исследований наибольшая урожайность формируется при скашивании ячменя в интервале спелости от 40 до 85% по числу зерен в восковой и полной спелости и обмолоте через 9 дней и при спелости 90-100% и обмолоте через 6 дней. Срок скашивания при спелости 40-60% вряд ли можно считать целесообразным из-за низких показателей качества зерна. Различия в урожайности между сроками обмолота 3, 6 и 9 дней при скашивании в интервале спелости 65-85% незначительны и несущественны (0,08 т с 1 га в пользу 9 дней).

Поэтому наиболее приемлемым надо рассматривать вариант уборки ячменя, при котором  скашивание проводится при наличии в посевах 65-85% зерен в восковой  и  полной  спелости  и  вплоть  до  полной спелости и обмолоте

валков не позже 6 дней.

Технологические качества зерна ячменя (объемная масса, пленчатость) характеризовались лучшими показателями при скашивании ячменя в интервале спелости 65-85% с подбором валков через 3-6 дней. Зерно с низким содержанием белка (11,75-12,34%) формировалось в случае скашивания полностью спелого посева с возможным подбором валков не позднее 9 суток. Семена ячменя имели высокую массу 1000 штук и энергию прорастания при скашивании в интервале спелости от 40 до 100% с подбором валков не позднее 3-6 суток. В засушливые годы даже длительная (12-15 дней) отлежка валков ячменя не привела к снижению энергии прорастания. 

Всхожесть семян ячменя повышалась при длительной (до 15 дней) отлежке валков в случае скашивания в интервале спелости 5-15%; с нарастанием спелости посева отлежка валков более 3 суток нецелесообразна, поскольку всхожесть семян достигала 96%. Наибольшая сила начального роста семян была при скашивании спелого посева (90-100%) с подбором валков через 3 дня и уборке посевов, перестоявших на корню, подобранных в день скашивания. Скашивание в валки недозрелого посева (5-35%) увеличивало долю слабых ростков (23,4-24,6%); при скашивании в интервале спелости 65-100% эта доля снижалась до 14,3-14,7%. Увеличение доли слабых ростков семян ячменя вызывал перенос срока обмолота более, чем на 6 дней.

Глава 7 „Сортовой потенциал ярового ячменя в условиях степной зоны Южного Урала” содержит данные экологического сортоиспытания сортов ячменя за 1992-2003 гг. Всего за этот период испытано 29 сортов ячменя селекции Оренбургского НИИСХ, Самарского НИИСХ, Поволжского НИИСС, сортов из Ростовской области и Северного Казахстана. Для оценки экологической пластичности сорта на одном фоне использована формула, предложенная А.А. Грязновым (1996):  ИЭП = ; где ИЭП – индекс экологической пластичности сорта, в единицах; УС - урожайность сорта, т с 1 га; СУО – средняя урожайность всего набора сортов в опыте, т с 1 га.

Кроме этого, мы использовали свою формулу для оценки потенциальной урожайности сорта:

ИПУ = , ед.,  где

ИПУ - индекс вероятной потенциальной урожайности сорта, ед.;

УС - сумма произведений по сорту (урожайность сортов в каждом классе, умноженная на число лет в %, когда она проявилась);

УК - сумма произведений по культуре (урожайность культуры средняя из всего набора сортов) в каждом классе, умноженная на число лет в % за годы, когда испытывался сорт).

Использование различных подходов показало, что ряд сортов ячменя имеет производственную и селекционную ценность. К ним мы относим Нутанс 108, Маныч 459, Скиф, Тан 1, Тогузак и Оренбургский 11, которые способны чаще формировать наибольшую урожайность.

Глава 8 посвящена экономической и энергетической оценке технологии возделывания ярового ячменя. Результаты  расчетов  по  данным  1978-1985 гг. показали, что основной составляющей технологии возделывания ячменя, влияющей  на  величину чистого дохода с 1 га и рентабельность производства, является удобрение.

Максимальной дозой удобрения, которая  может  вноситься  и  обеспечи-

вать получение чистого дохода по сорту Донецкий 8 во все сроки сева, а по сорту Донецкий 4 в первый и второй сроки сева, является доза N40P40K40. Доза удобрения  N80P80K40  обеспечивает получение меньшего дополнительного чистого дохода (357-487 руб. с 1 га) по сорту Донецкий 8 в посевах первого (раннего) и второго (через 7 дней) сроков сева. Дозы удобрения N120P120K40, N80P80K80 и N120P120K120 экономически не оправданы и не рентабельны.

Посевы низкопродуктивного сорта (Донецкий 4) с внесением высоких доз удобрений экономически не выгодны. Увеличение норм высева ячменя от 3,5 до 6,5 млн всхожих семян на гектар в зоне обыкновенных черноземов обеспечивает получение дополнительного чистого дохода и повышение рентабельности производства; в зоне южных черноземов такое повышение норм высева экономически  не оправдывается.

Расчеты показали, что увеличение величины чистого дохода с одного гектара возможно при скашивании данной культуры в интервале спелости 65-85% (по числу зерен в восковой и полной спелости) – 608 руб. с 1 га, с последовательным ее снижением как при более ранних, так и при более поздних сроках скашивания (при 25-35% спелости посева – 137 руб. с 1 га, 40-60% - 363 руб. с 1 га, при 90-100% - 209 руб. с 1 га). При скашивании ячменя в самой ранней фазе спелости посева (5-15% зерен в восковой и полной спелости) затраты не покрываются стоимостью полученной продукции (-495 руб. с 1 га). При прямом комбайнировании уровень дополнительного дохода составляет 327 руб. с 1 га. Перестой ячменя на корню экономически неоправдан.

Предпосевная обработка семян экономически целесообразна: на безгербицидном фоне она обеспечивает получение дополнительного чистого дохода с 1 га от 492 до 888  руб., а при сочетании с фонами гербицида перекрывает отрицательный баланс чистого дохода от применения гербицида. Наиболее эффективно применение стимулятора роста Агат-25К (10 г/т), фунгицида Дивиденд Стар (1 л/т) в сочетании с агрохимикатом Гуми-30 (800 г/т) при рекомендуемой и повышенной дозах гербицида.

Экономическая целесообразность возделывания различных сортов ячменя определяется уровнем их урожайности, степенью благоприятности лет и на-

значением произведенной продукции. В благоприятные годы при урожайности от 2,5 до 4,0 т с 1 га чистый доход от использования сортов, рассчитанный по цене реализации 2600 руб. за 1 тонну (заготовка в региональный фонд), составляет от 1420 руб. с 1 га с рентабельностью 24,8% (сорт Оренбургский кормовой) до 6906 руб. с 1 га и рентабельностью 61,6% (сорт Тогузак). В средние годы с уровнями урожайности от 2,1 до 3 т с 1 га размеры чистого дохода снижаются до 172-2928 руб. с 1 га при рентабельности 3,8-37,9%. В неблагоприятные годы, когда урожайность ячменя составляет 0,7-1,8 т с 1 га, доход может быть в пределах 94-2174 руб. с 1 га, а рентабельность 2,1-37,8%. Таким образом, резервы роста экономической составляющей возделывания сортов очевидны и связаны они с посевом более высокопродуктивных и отзывчивых на улучшение условий произрастания.

Нами рассчитаны параметры экономической эффективности возделывания ярового ячменя в зависимости от затрат и цены реализации. Полученные данные показывают, что рост величины чистого дохода и рентабельности с увеличением урожайности сдерживается размерами затрат.

Урожайность ячменя 3,0 т с 1 га обеспечивает при соответствующем росте цены реализации высокую рентабельность (83,6-233,8%) при экстенсивном возделывании ячменя (затраты 3550 руб. на 1 га), от средней до высокой (45,9-111,9%) при среднем уровне интенсификации затраты (6000 руб. на 1 га) и среднюю рентабельность (32,8-65,6%) при высоком уровне интенсификации.

Но при любом уровне интенсивности технологии возделывания ячменя цена реализации полученной продукции определяет экономическую целесообразность производства. Цена ячменя не менее 4300-4900 руб. за 1 тонну могла быть реальной, соответствующей интересам производителя.

Основные элементы интенсификации технологии выращивания ячменя способствуют повышению энергозатрат и снижению коэффициента энергетической эффективности.

Коэффициент энергетической эффективности вариантов уборки ячменя возрастает при переносе срока скашивания от самого раннего (5-15% зерен в восковой и полной спелости) – 1,59 ед. до уровня спелости посева в 65-85% - 2,19 ед. Энергетически оправданы сроки отлежки валков до 6-9 дней, но при этом если в интервале сроков скашивания 40-85% при отлежке валков до 9 дней КЭЭ не снижается, то при скашивании более спелого посева (90-100%) данный показатель самый высокий при отлежке валков в 6 дней.

Обработка посевов гербицидом, особенно при повышении его дозы, энергетически затратна. Пониженная доза гербицида значительно повышает энергетическую эффективность в сравнении с повышенной и рекомендуемой дозами. Предпосевная обработка семян и обработка посевов по вегетации регулятором роста Агат-25К оправдана: произведенные энергетические затраты перекрываются дополнительной энергией урожая. 

В целом, можно считать, что в современных условиях сельхозпроизводителю в степной зоне Южного Урала необходимо избирать не самые эффективные в плане повышения урожайности технологии возделывания культур, а ориентироваться на менее затратные, тем самым сознательно снижая возможности биологии культуры и природных условиях.

ВЫВОДЫ

  1. Ячмень яровой является основной зернофуражной культурой на территории Российской Федерации, а также в пределах степной зоны Южного Урала, и занимает до четверти площади зерновых культур. Изучение особенностей формирования урожайности данной культуры позволяет говорить о значительной отзывчивости ячменя на улучшение погодно-климатических факторов и технологических приемов возделывания. В лучших вариантах технологии урожайность ячменя составляет до 3,0 и более т с 1 га.
  2. Основным лимитирующим фактором при возделывании ячменя в засушливых условиях является недостаток влаги, а также несоответствие температурного режима воздуха оптимальным значениям. Пищевой режим черноземов обеспечивает в условиях достаточного увлажнения возможность получения урожайности ячменя в пределах 1,5-2,0 т с 1 га, дальнейший рост урожайности возможен при внесении дополнительного минерального питания.

Оптимальными параметрами температуры воздуха на протяжении вегетации ячменя являются: для периода посев – всходы средняя температура 12,1°С, максимальная не более 22,8°С; для периода всходы – кущение соответственно 13,6 °С и 22,4°С, для периода кущение - колошение 16,6 и 29,0°С.

Оптимальное значение средней температуры воздуха для формирования наибольшей урожайности ярового ячменя составляет 17,4°С, а сумма средних температур воздуха – 1461,9°С. Изменения температурного режима периода вегетации вызываются сроками сева. При переносе сроков сева на более поздние (7 и 14 дней) отмечается рост всех температурных составляющих. Основным лимитирующим показателем температурного режима воздуха межфазных периодов вегетации ячменя и всего периода является максимальная температура и ее сумма.

  1. Решающее значение для характеристики роли увлажнения осадками является количество осадков по межфазным периодам вегетации культуры. Коэффициенты корреляции связи урожайности с количеством осадков за межфазные периоды вегетации ячменя изменяются от 0,603 для периода молочная спелость – восковая спелость до 0,750-0,806 для периода всходы кущение и посев – всходы.

Ячмень может сформировать урожай на ресурсах влаги начальных фаз вегетации в случае отсутствия высоких температур воздуха в последующие фазы. Гидротермический коэффициент за месяцы вегетации ячменя и всего периода вегетации недостаточно полно характеризует степень их благоприятности.

Для объективной оценки необходим учет дефицита влажности воздуха (мбар) и гидротермического ресурса (ГТР) рассматриваемого периода.

  1. Формирование основных агробиологических показателей посевов ярового ячменя  определяется  комплексным  взаимодействием  погодно-клима-

тических условий и технологических факторов.

Оптимальное сочетание их возможно при посеве ячменя не позднее семи дней после наступления физической спелости почвы нормами высева от 4,5 до 5,5 млн. всхожих семян на гектар с внесением доз питательных элементов N80P80K40. Необходимым условием является предпосевное протравливание семян фунгицидом Дивиденд Стар в дозе 1 л/т семян или обработка семян регулятором роста Агат-25К.

  1. Фотосинтетическая деятельность посевов ярового ячменя в условиях степной зоны при недостаточном водоснабжении растений не соответствует оптимальным параметрам культуры. Максимальная площадь листовой поверхности, формируемая при посеве в ранний срок посева нормами 5,5-6,5 млн. всхожих семян на гектар и внесение удобрения в дозах N80Р80К40 и N120Р120К40 у высокопродуктивного сорта составляет 20,6-21,4 тыс. кв. м на 1 га. Низкопродуктивные сорта не могут сформировать большую площадь листьев даже на фоне лучшей агротехники. Чистая продуктивность фотосинтеза  в  наиболее оп-

тимальных условиях равна 6,7-7,22 г/м2 сут.

Скорость нарастания листовой поверхности существенно выше при ранних сроках сева в загущенных посевах. В условиях нарастания напряженности гидротермического режима скорость нарастания листовой поверхности увеличивается.

  1. Водопотребление ярового ячменя улучшается при оптимизации условий агрофона. Коэффициенты корреляции связи урожайности с запасом продуктивной влаги перед севом равны для сорта Донецкий 4 - 0,927, для сорта Донецкий 8 – 0,932. Содержание в почве 160 мм продуктивной влаги на начало полевых работ может обеспечить урожайность соответственно по сортам 2,60 и 3,02 т с 1 га. Припоздних сроках сева расход влаги возрастает на 138-223 куб. м /т  (14,8-39,3%).

Увеличение норм высева от 3,5 до 6,5 млн. всхожих семян на гектар снижает коэффициент водопотребления на 24-123 куб. м на 1 т (2,4-17,0%). Удобрение ярового ячменя способствует более экономному расходованию влаги.

Применение регуляторов роста (Агат-25К, Гуми-30) для обработки семян и обработки растений по вегетации способствует снижению коэффициента водопотребления. Повышение дозы гербицида при обработке посевов ячменя (на 25% от нормы) ведет к повышению коэффициента водопотребления (на 10,1%).

Лучшая оводненность тканей растений ячменя в фазе колошения способствует увеличению росту его урожайности. Коэффициент корреляции урожайности с оводненностью растений в этой фазе равен 0,990 с коэффициентом детерминации  98,04%.

Применение гербицида на посевах ячменя, особенно при увеличении его дозы, приводит к повышению транспирации листа ячменя, уменьшение которого возможно при применении регулятора роста Агат-25К для обработки по вегетации и Гуми-30 для предпосевной обработки семян.

  1. Оптимальным сроком сева ярового ячменя в условиях степной зоны Оренбургского Предуралья является ранний с возможным оттягиванием до 7 дней от начала физической спелости почвы.  Нормы высева ярового ячменя должны рассматриваться с учетом плодородия почвы: для зоны обыкновенных черноземов возможно применение норм высева до 5,5-6,5 млн. всхожих семян на гектар: в зоне южных черноземов норма высева должна быть снижена до 3,5-4,5 млн. всхожих семян на гектар.  Яровой ячмень – культура, отзывчивая на дополнительное минеральное питание. Эффективность удобрений возрастает в годы с повышенным увлажнением периода вегетации и увеличением нормы высева. Оптимальным соотношением технологических приемов создания агроценоза ярового ячменя, способствующим наибольшей урожайности данной культуры являются ранний срок сева (не позднее 7 дней с начала полевых работ) нормой 4,5-6,5 млн. всхожих семян на гектар с внесением основного удобрения N80Р80К40.

Доля влияния факторов агротехники (сроки сева, нормы высева, дозы удобрений)  на вариабельность урожайности составляет в благоприятные годы 58,8-72,0%, в средние по благоприятности годы – 34,4-37,9%, в засушливые годы – 27,9-31,5%.

  1. Технологические качества зерна и посевные качества семян существенно определяются степенью благоприятности периода вегетации. Снижение качества отмечается при избыточном увлажнении в период налива, а также в годы с засушливостью периода закладки генеративных органов (фаза трубкования, цветения, молочной спелости зерна). Из факторов агротехники наибольшее влияние на показатели качества зерна и семян оказывают сроки сева, меньше – нормы высева и дозы удобрений. Зерно с объемной массой до 670 г/л, с крупностью (сход с сита 2,5-20 мм) до 90%, массой 1000 семян до 45-46 г, энергией прорастания до 90% и всхожестью 95% формируется при ранних сроках сева (в течение 7 дней с наступлением физической спелости почвы) нормами 4,5-5,5 млн. всхожих семян на гектар с внесением удобрения в дозе N40-80Р40-80К40 на гектар.
  2. Темпы созревания зерновок ячменя зависят от степени засушливости периода и составляют во влажные годы 5,6-6,2%, в засушливые годы – 7,3-8,2% в день. Накопление сухого вещества у ячменя завершается при влажности зерна 27,7-36,8%.

Максимальной теоретической урожайности ячменя (2,82 т с 1 га) соответствует продолжительность периода до скашивания в 43 дня, сумма средних значений температуры воздуха 850,1°С при среднедневном увлажнении валков осадками не более 3,09 мм, при сумме осадков за период 97,1 мм и максимальной дождливости не более 1,61 мм, с 3 днями с осадками 11 мм и более при средней относительной влажности воздуха не менее 48% и максимальной скорости ветра не более 19,7 м/сек.

10. Параметры агробиологических показателей ярового ячменя для формирования урожайности 2-3 и более т с 1 га составляют: продолжительность периода вегетации 69-80 дней, количество всходов – 288-430 шт.  на 1 кв. м, полевая всхожесть – 68-73%, сохранность растений к уборке 82-95%, площадь листьев – 10,2-21,4 тыс. кв. м на 1 га, коэффициент хозяйственной эффективности – 37,9-39,7%, число растений к уборке – 289-320 шт. на 1 кв. м, масса зерна с главного колоса – 0,61-0,68 г, число зерен в главном колосе – 19-21 шт.

11. Комплекс погодных условий периода посев-полная спелость для формирования урожайности ячменя 2-3 т с 1 га и более: сумма среднесуточных температур воздуха 1461-1800оС, средняя суточная температура воздуха не более 35,2оС, средняя минимальная температура не менее 13,6-14,8оС, сумма осадков 84,0-210,7 м, гидротермический коэффициент в пределах 0,84-1,18 ед. Снижение урожайности ячменя является результатом роста за период вегетации как средних значений температуры воздуха (до 22,9-24,3оС за период вегетации), их сумм (до 1933оС)  так  и  максимальной  температуры воздуха (до 40,8оС), а также уменьше-

ния сумм осадков за вегетацию (до 36,7 мм) и величин ГТК до 0,30-0,65 ед.

12. Оптимальным вариантом уборки ячменя следует считать скашивание при наличии в посеве 65-85% зерен в восковой и полной спелости и обмолоте валков через 6 дней. Уборка ячменя в этот срок способствует формированию зерна и семян с лучшими показателями качества  (высокой энергией прорастания, всхожестью семян и  объемной  массой,  меньшей  пленчатостью, большей

силой начального роста семян с увеличением при этом доли сильных ростков).

13. В условиях степной зоны Южного Урала возможно выращивание зерна пивоваренного ячменя, отвечающего требованиям ГОСТа. Наибольшую урожайность сорт пивоваренного ячменя Зерноградский 584 формирует при посеве в ранний срок нормой высева 3,5 и 5,5 млн. всхожих семян гектар с внесением удобрения (К40) или без удобрения.

По сорту, отнесенному условно к пивоваренным ячменям Донецкий 8 наибольшую урожайность можно получить при посеве его во второй срок (через 7 дней после поспевания почвы) нормой высева 5,5-6,5 млн. всхожих семян с внесением удобрения в дозе К40.

Содержание  белка  в зерне  ячменя определяется  погодно -  климатическими факторами и технологическими приемами. В зоне обыкновенных черноземов оно составляет 14,52-14,96, в зоне южных черноземов – 11,86-12,13%. Увеличению содержания белка способствуют самые поздние сроки сева (через 14 дней после физической спелости почвы) с повышением нормы высева до 5,5-6,5 млн. всхожих семян на гектар, а также внесение полного минерального удобрения (N40-120Р40-120К40). Снижению белковости зерна ячменя способствует равномерное распределение осадков в течение вегетации.

Основные показатели пивоваренных качеств зерна ячменя (объемная масса зерна, масса 1000 зерен, экстрактивность солода, способность к прорастанию) в годы оптимальных сочетаний погодно-климатических  факторов формируются в пределах соответствий требованиям  ГОСТа, но иногда могут вступить в противоречие с показателями содержания белка. Это позволяет считать дискуссионным вопрос о показателе ГОСТа на содержание белка в 12%.

14. Перспективными для условий центра Оренбургского Предуралья (Заволжская степная провинция) для селекции и практики следует считать следующие сорта: Донецкий 8, Оренбургский 11, Оренбургский 15, Оренбургский 17, Нутанс 108, Нутанс 642, Нутанс 553, Поволжский 65, Скиф, Гранал, Тогузак и Зерноградский 584.

15. Экономическая эффективность различных технологий выращивания ярового ячменя зависит от цен на основные энергоносители и материально-технические ресурсы (удобрения, семена). Максимальной дозой удобрения, обеспечивающей получение дополнительного чистого дохода (по сорту Донецкий 8 в размере 372-1728 руб. с 1 га) во все сроки сева, а по сорту Донецкий 4 (323-584 руб. с 1 га) в первый и второй сроки является доза N40Р40К40. Доза удобрения N80Р80К40 обеспечивает получение дополнительного чистого дохода (357-487 руб. с 1 га) по сорту Донецкий 8 в посевах первого и второго сроков сева.

Экономически целесообразны ранние (с наступлением физической спелости почвы) с возможной задержкой на 7 дней.

Наибольшая чистая прибыль с 1 га (816-838 руб. с 1 га) и относительно высокий уровень рентабельности (17,00-21,69%) обеспечивается при скашивании ячменя в интервале спелости от 40 до 85% с подбором валков не позднее 9 дней и при скашивании более спелого посева (90-100% спелости) с подбором валков через 6 дней (чистая прибыль 906 руб. с 1 га, рентабельность – 24,01%).

Применение  гербицида  энергетически  затратно, особенно  увеличение его  дозы  на  25%. Чистый  доход снижается на 545 руб. с 1 га в сравнении с вариантом без применения гербицида, а уровень рентабельности - на 22,7%.

Предложения производству

1. Для повышения урожайности ячменя необходимо производить посев не позднее семи дней после наступления физической спелости почвы нормами высева 4,5-5,5 млн. всхожих семян на гектар в зоне обыкновенных черноземов и 3,5-4,5 млн. в зоне южных черноземов с внесением основного удобрения в дозе N80Р80К40. Параметры оптимального агроценоза должны составить: число всходов - 430 шт. на 1 кв. м при полевой всхожести семян 68-73%, число растений к уборке 289-320 шт. на 1 кв. м при сохранности 82-95%, коэффициент продуктивного кущения 1,7-2,1 с числом зерен в главном колосе ячменя 19-21 шт.

2. На территории области выделить зоны производства ячменя для пивоваренной промышленности и кормового направления.

3. Для получения низкобелкового зерна применять посев ячменя в ранний срок нормой 4,5-6,5 млн всхожих семян на 1 га с внесением основного удобрения в дозе N40P40K40. С целью получения высокобелкового зерна рекомендуется посев ячменя в течение 7 дней после наступления физической спелости почвы нормой 3,5-4,5 млн всхожих семян на 1 га при внесении основного удобрения в

дозах N80P80K40 или N120P120K40.

4. Скашивание ячменя начинать при содержании в посеве 65-85% зерен в восковой и полной спелости с подбором валков не позже чем через 6 дней.

5.  На посевах пивоваренного ячменя применять пониженную на 25% от рекомендуемой дозу гербицида. Для снижения отрицательного действия гербицида на растение ячменя применять предпосевное протравливание семян фунгицидом Дивиденд Стар (1 л/т) или предпосевную обработку семян агрохимикатом Гуми 30 (800 г/т). С этой же целью возможно обрабатывать растения ячменя по вегетации в фазе кущения или колошения регулятором роста Агат-25К в дозе 20 г/га.

       6. В целях повышения результативности селекции привлекать в селекционную практику следующие сорта: Нутанс 108, Оренбургский 11, Оренбургский 15, Оренбургский 17, Тогузак, Нутанс 553, Поволжский 65, Скиф, Гранал, Зерноградский 584, Нутанс 642.

Список статей, опубликованных по теме диссертации

  1. Бесалиев, И.Н. Соотношение элементов питания и качество семян /И.Н. Бесалиев, А.Г. Крючков, Р.Х. Абдрашитов. - Селекция и семеноводство. - М., 1980. - №5. - С.40.
  2. Бесалиев, И.Н. В совхозе „Тоцкий” / И.Н. Бесалиев, А.Г. Крючков, Т. П. Дягелева. Р.Х. Абдрашитов.- Зерновое хозяйство. - М., 1980. - №12. - С.36.
  3. Бесалиев, И.Н. Сроки уборки и качество семян /И.Н. Бесалиев, А.Г. Крючков, Р.Х. Абдрашитов // Уральские нивы. - 1984. - №7.
  4. Система сухого земледелия Оренбургской области (коллектив авторов). - Уфа, 1992. - 242 с.
  5. Бесалиев, И.Н. Как преодолеть недостатки почвозащитной обработки/ И.Н. Бесалиев, А.Г. Крючков, Р.Х. Абдрашитов. - Наука и хлеб: брошюра РАСХН, НПО „Южный Урал”, НПС „Семена”. - Оренбург, 1994. - С. 63-71.
  6. Бесалиев, И.Н. Роль факторов интенсификации в повышении эффективности почвозащитной обработки орудиями / И.Н. Бесалиев, А.Г. Крючков. - Тезисы докл. научно-практ. конф., посвященной 40-летию целины / Адм. Оренбургской обл.- Оренбург, 1994.
  7. Бесалиев, И.Н. Поиск лучших сортов / И.Н. Бесалиев,  Р.Х. Абдрашитов, М.П. Долгалев  и др. - Наука и хлеб: брошюра РАСХН, НПО „Южный Урал”, НПС „Семена”. - Оренбург, 1994. - С. 94-105.
  8. Бесалиев, И.Н. Эффективность протравителей семян / И.Н. Бесалиев, С.А. Камчатный. - Наука и хлеб / (Сборник науч. работ) Под ред. А.Г. Крючкова. - Оренбург. - 2001. - №7. - С. 215-216.
  9. Бесалиев,  И.Н. Влияние совместного применения средств защиты растений и стимуляторов роста на урожайность пивоваренного ячменя / И.Н. Бесалиев, А.А. Райов. - Бажановские чтения: (Сборник научных трудов к 90-летию Бузулукского опытного поля) РАСХН; ГНУ „Оренбургский НИИСХ”. - Оренбург, 2003. - С. 91-95.

10. Бесалиев, И.Н. Эффективность стимулятора роста в разные фазы вегетации ячменя / И.Н. Бесалиев, А.А. Райов. - Бажановские чтения: (Сборник научных трудов к 90-летию Бузулукского опытного поля) РАСХН; ГНУ „Оренбургский НИИСХ”. - Оренбург, 2003. - С. 95-98.

11. Бесалиев, И.Н. Качество ячменя при различных условиях выращивания в степной зоне Южного Урала / А.Г. Крючков, И.Н. Бесалиев. - Бажановские чтения: (Сборник научных трудов к 90-летию Бузулукского опытного поля) РАСХН; ГНУ „Оренбургский НИИСХ”. - Оренбург, 2003. - С. 98-107.

12. Бесалиев, И.Н. Ячмень в степной зоне Южного Урала / И.Н. Бесалиев. А.Г. Крючков, О.В. Литвинов // Зерновое хозяйство, 2004. - №2. - С.19-24.

13. Бесалиев, И.Н. Влияние средств защиты растений и стимуляторов роста на урожайность пивоваренного ячменя/ И.Н. Бесалиев, А.А. Райов // Зерновое хозяйство. - 2004. - №1. - С. 21-22.

14. Бесалиев, И.Н. Интенсивность транспирации листа ячменя при применении средств защиты растений/ И.Н. Бесалиев, А.А. Райов // Проблемы целинного земледелия (Сб. науч. тр. к 50-летию начала освоения целинных земель) / ГНУ„Оренбургский НИИСХ”. - Оренбург, 2004. - С. 289-291.

  15. Бесалиев, И.Н. Содержание белка в зерне главных и боковых побегов пивоваренного ячменя при применении химических средств защиты растений/ И.Н. Бесалиев, А.А. Райов // Проблемы целинного земледелия: (Сб. науч. тр. к 50-летию начала освоения целинных земель) / ГНУ„Оренбургский НИИСХ”. - Оренбург, 2004. - С. 292-297.

  16. Бесалиев, И.Н. Сроки сева, нормы высева и удобрения ячменя в степной зоне Южного Урала / А.Г. Крючков, И.Н. Бесалиев, О.В. Литвинов // Экономико-правовые и экологические проблемы землепользования в условиях рыночной экономики России и стран СНГ (Методология, теория и практика хозяйствования: Мат. междунар. научн.- практ. конф. Ч.2. - Оренбург, 2003. - С.69-78.

  17. Бесалиев, И.Н. Качество ячменя при различных условиях выращивания в степной зоне Южного Урала / А.Г. Крючков, И.Н. Бесалиев // Развитие инновационных процессов в агропромышленном комплексе Оренбургской области (Мат-лы регионал. научно-производ. конференции) Оренбург, 2003. - С. 69-72.

  18. Бесалиев, И.Н. Некоторые показатели пивоваренных качеств зерна ячменя при применении химических средств защитырастений / И.Н. Бесалиев, А.А. Райов // Социально-экономические, политические и экологические проблемы в сельском хозяйстве России и стран СНГ: история и современность: Материалы международного симпозиума. Часть 2 / Под общ. ред. С.А. Соловьева, Н.Н. Дубачинской. - Оренбург: Издат. центр ОГАУ, 2004. - С.35-44.

  19. Бесалиев, И.Н. Налив и созревание зерна ячменя ярового в условиях степной зоны Южного Урала / И.Н. Бесалиев // Технологические приемы выращивания зерновых культур на Южном Урале. - 9.-3730.-IBS№5-7689-0085-1 „Вестник Российской академии сельскохозяйственных наук”. - М.- 2005. - С. 279-284.

  20. Бесалиев, И.Н. Влияние химических средств защиты растений на урожайность пивоваренного ячменя в условиях Оренбургского Предуралья / А.А. Райов, И.Н. Бесалиев. - Известия Оренбургского ГАУ / теоретический и научно-практический журнал, 2004. - №2. - С. 85-87.

  21. Бесалиев, И.Н. Осадки по межфазным периодам вегетации ячменя и урожайность / И.Н. Бесалиев. - Известия Оренбургского ГАУ/ теоретический и научно-практический журнал, 2005. - №3 (7). - С. 117-119.

  22. Бесалиев, И.Н. Экологическое испытание сортов в центральной зоне Оренбургского НИИИСХ в условиях 1992-2004 гг. (БПХ им. Куйбышеа Оренбургского НИИСХ) / Бесалиев И.Н., Р.Х. Абдрашитов. - Технологические приемы выращивания зерновых культур на Южном Урале. - 9-3730-JBS№5 - 7689-0086-1 „Вестник Российской академии сельскохозяйственных наук”. - М., 2005. - С.191-208.

  23. Бесалиев, И.Н. К методике оценки сортов ячменя по реакции на погодные условия периода вегетации / И.Н. Бесалиев, А.Г. Крючков  // Проблемы целинного земледелия (Сб. науч. тр. к 50-летию начала освоения целинных земель) РАСХН ГНУ „Оренбургский НИИСХ”. - Оренбург, 2004. - С. 264-281.

  24. Бесалиев,  И.Н. Оводненность растений ячменя ярового при разных сроках сева, нормах высева и дозах удобрений / И.Н. Бесалиев. - Технологические приемы выращивания зерновых культур на Южном Урале. - 9.-3730.-IBS№5-7689-0086-1 „Вестник Российской академии сельскохозяйственных наук”. - М.- 2005. - С. 279-284.

  25. Бесалиев, И.Н. Влияние средств защиты растений и агрохимикатов на развитие корневой гнили ячменя / И.Н. Бесалиев, А.А. Райов // Защита и карантин растений. - 2006. - №6. - С.51.

26. Бесалиев, И.Н. Влияние параметров температурного режима и увлажнения межфазных периодов вегетации ячменя на формирование урожайности ярового ячменя / И.Н. Бесалиев. - Современные технологии в сельском хозяйстве / Материалы международной научно-практической конференции, посвященной 70-летию Оренбургского НИИСХ.- Оренбург. - 2007. - С. 129-137.

27. Бесалиев, И.Н. Моделирование продуктивности ячменя в степи Южного Урала / И.Н. Бесалиев, А.Г. Крючков. - Оренбург. - 2007. - 529 с.

  28. Бесалиев, И.Н. Параметры высокопродуктивных агроценозов, увлажнения и температурного режима воздуха для формирования урожайности ярового ячменя разного уровня в степной зоне Южного Урала / И.Н. Бесалиев. - Вестник ОГУ. – Оренбург. - 2008. - №4 (85). – С. 114-118.

  29. Бесалиев, И.Н. Параметры температурного режима и увлажнения межфазных периодов и урожайность ячменя / И.Н. Бесалиев, А.Г. Крючков // Вестник Российской академии сельскохозяйственных наук. – М., 2008. - №5. – С. 51-52.

 




© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.