Урожайність та якість зерна пивоварних сортів ячменю ярого залежно від мінерального живлення, норм висіву насіння, строків та способів збирання

Размещено на http://www.allbest.ru/

Інститут зернового господарства української академії аграрних наук

УДК 633.16:631.5:65.018:631.8

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата сільськогосподарських наук

Урожайність та якість зерна пивоварних сортів ячменю ярого залежно від мінерального живлення, норм висіву насіння, строків та способів збирання

06.01.09 - рослинництво

Барат Юрій Михайлович

Дніпропетровськ - 2009

Дисертацією є рукопис

Робота виконана в Полтавській державній аграрній академії Міністерства аграрної політики України

Науковий керівник - доктор сільськогосподарських наук, професор, академік АН ВО України Жемела Григорій Пимонович, Полтавська державна аграрна академія, завідувач кафедри рослинництва.

Офіційні опоненти: доктор сільськогосподарських наук, професор Ткаліч Ігор Дмитрович, Інститут зернового господарства УААН, завідувач лабораторії олійних та круп'яних культур;

кандидат сільськогосподарських наук, доцент Полторецький Сергій Петрович, Уманський державний аграрний університет, доцент кафедри рослинництва. агротехнічний ячмінь пивоварний

Захист відбудеться 22 січня 2010 р. о 10 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 08.353.01 в Інституті зернового господарства УААН за адресою: 49600, м. Дніпропетровськ, вул. Дзержинського, 14; телефон 745-02-36

З дисертацією можна ознайомитися у бібліотеці Інституту зернового господарства УААН за адресою: 49600, м. Дніпропетровськ, вул. Дзержинського, 14

Автореферат розісланий 18 грудня 2009 р.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради Шевченко М. С.

Загальна характеристика роботи

Актуальність теми. Основною проблемою як у попередні роки, так і зараз залишається низька врожайність та незадовільна якість зерна пивоварного ячменю. Вирішення цієї проблеми полягає у вдосконаленні технології вирощування пивоварних сортів ячменю. Тому, вивченням агротехнічних факторів вирощування сортів пивоварного ячменю повинна надаватися значна увага. Актуальними є дослідження особливостей росту і розвитку, формування репродуктивних органів рослин ячменю ярого та встановлення існуючих взаємозв'язків між ними. В умовах виробництва лівобережної лісостепової зони України актуальним є обґрунтування елементів сортової технології вирощування для отримання екологічно безпечного і якісного зерна сортів ячменю ярого пивоварного призначення. Отже, на вирішення цього актуального питання і були спрямовані наші дослідження.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дослідження за темою дисертації виконані згідно з державною науково-технічною програмою Полтавської державної аграрної академії “Урожайність та якість зерна пивоварних сортів ячменю ярого залежно від мінерального живлення, норм висіву насіння, строків та способів збирання” (№ державної реєстрації 0108U000578).

Мета та завдання досліджень. Мета досліджень полягала в науковому обґрунтуванні та розробці агротехнічних заходів сортової адаптованої технології вирощування ячменю ярого пивоварного призначення в лівобережній лісостеповій зоні, які б забезпечили одержання найбільшої врожайності якісного, екологічно безпечного зерна. Для досягнення поставленої мети програмою досліджень передбачалось вирішення таких завдань:

- визначити формування структури врожайності різних сортів ячменю ярого залежно від умов вирощування;

- виявити залежність урожайності та якості зерна досліджуваних сортів ячменю ярого від погодних умов і рівня мінерального живлення;

- встановити вплив норм висіву насіння, строків та способів збирання на зміну показників врожайності та якості зерна;

- встановити вміст важких металів у ґрунті та зерні ячменю ярого залежно від внесення мінеральних добрив;

- провести економічну оцінку досліджуваних елементів технології вирощування ячменю ярого;

- розробити рекомендації виробництву, які сприятимуть формуванню врожайності якісного, екологічно безпечного зерна ячменю ярого.

Об'єкт дослідження. Реакція рослин сортів ячменю ярого на технологічні заходи вирощування: норми висіву насіння, внесення мінеральних добрив, строки та способи збирання врожаю та особливості їхньої взаємодії у ґрунтово-кліматичних умовах.

Предмет дослідження. Сорти ячменю ярого: Цезар, Гетьман і Галактик, рівень врожайності та показники якості зерна.

Методи дослідження: польовий, який доповнювали лабораторним для встановлення взаємозв'язку об'єкта із засобами впливу на нього; математично-статистичний - для встановлення достовірності отриманих результатів; розрахунково-порівняльний - для встановлення існуючих взаємозв'язків між факторами, що вивчалися та економічної ефективності прийомів технології вирощування.

Наукова новизна. Вперше в умовах лівобережної лісостепової зони науково обґрунтовано комплексний вплив мінеральних добрив, норм висіву насіння, строків та способів збирання врожаю залежно від метеорологічних факторів на елементи структури врожайності, врожайність та якість зерна пивоварних сортів ячменю ярого Цезар, Гетьман і Галактик.

Уперше досліджено динаміку накопичення сухої речовини, склопо-дібності, вмісту білка в процесі достигання зерна, енергії проростання зерна залежно від удобрення, норм висіву насіння та погодних умов, визначено вміст важких металів у ґрунті і зерні ячменю ярого залежно від доз внесення мінеральних добрив. Встановлено кореляційні зв'язки урожайності з комплексною взаємодією показників, що зумовлюють біологічну продуктивність рослин, а також з показниками якості зерна ячменю пивоварного напряму використання. Обґрунтовано і експериментально доведено можливість одержання екологічно безпечного зерна ячменю ярого.

Практичне значення одержаних результатів. Розроблено науково обґрунтовані рекомендації щодо удосконалення елементів сортової технології вирощування ячменю ярого пивоварного, які включають оптимальні параметри живлення рослин, норми висіву насіння та способи збирання врожаю, що сприяє формуванню максимального рівня врожайності та забезпечення переробної промисловості екологічно безпечним зерном.

Впровадження результатів досліджень розробленої технології проведено в ТОВ АФ ім. Довженка ВП “Орданівка” Диканського району на площі 74 га, в ПСП “Нива” Шишацького району на площі 62 га, в ПП “Агроекологія” Шишацького району Полтавської області на площі 80 га, результати якої підтвердили їхню ефективність.

Особистий внесок здобувача полягає в сумісному разом із науковим керівником, закладанні модельних і польових дослідів, проведенні супутніх спостережень і досліджень, теоретичному обґрунтуванні та аналізі, інтерпретації коментарів експериментальних результатів, розробці положень, що виносяться на захист дисертації, формуванні висновків та пропозицій виробництву, контролі та перевірці результатів досліджень, отриманих у виробничих умовах. За результатами досліджень підготовлені та опубліковані наукові статті, зроблені доповіді на відповідних науково-практичних конференціях.

Апробація результатів досліджень. Основні положення і результати досліджень заслухано та обговорено на засіданнях вченої ради Полтавської державної аграрної академії Міністерства АПУ (2005-2007 рр.), Всеукраїнській науковій конференції молодих учених (Умань, 2005, 2006 рр.), Міжнародній науковій конференції “Основи формування продуктивності сільськогоспо-дарських культур за інтенсивних технологій вирощування” (Умань, 2008 р.), науково-практичних семінарах та конференціях, присвячених питанням вдосконалення технологій вирощування зернових колосових культур у виробничих умовах Полтавської області (Полтава, 2006-2008 рр.).

Публікації. За матеріалами дисертації опубліковано 9 наукових праць, з яких 7 надруковано у виданнях, що затверджено ВАК України як фахові.

Структура та обсяг роботи. Дисертація викладена на 213 сторінках комп'ютерного тексту, в т. ч. на 127 сторінках основного тексту, містить вступ, сім розділів, висновки, рекомендації виробництву, додатки. Робота ілюстрована 24 таблицями, 30 рисунками. Список використаних джерел нараховує 207 найменувань, у тому числі 20 праць латиницею.

Основний зміст роботи

Урожайність та якість зерна пивоварних сортів ячменю ярого залежно від агротехнічних заходів.

Огляд літературних джерел свідчить про те, що в наукових дослідженнях вивченню елементів технології ячменю ярого приділено досить багато уваги, проте недостатньо вивчено реалізацію продуктивного потенціалу різних сортів пивоварного напряму в конкретних ґрунтово-кліматичних умовах, для яких характерні специфічність погодних умов та різні рівні родючості ґрунту. Тому, метою наших досліджень було вивчити закономірності формування продуктивності та якості зерна різних сортів пивоварного ячменю ярого в умовах лівобережної лісостепової зони України залежно від особливостей технології вирощування. Це і обумовило напрям і задачі наших досліджень.

Умови та методика проведення досліджень

Експериментальні дослідження виконано протягом 2005-2007 рр. на полі навчально-дослідного господарства “Ювілейне” Полтавської державної аграрної академії, яке знаходиться у східностеповій зоні Полтавської області, що належить до Південно-східної частини Сумсько-Миргородського агроґрунтового району лівобережної лісостепової ґрунтово-кліматичної зони України.

Ґрунт дослідного поля представлений чорноземом опідзоленим важкосуглинковим на лесі, який характеризується зменшиним вмістом гумусу - 3,07…3,23%, рНКCl - 5,7…6,8; гідролітична кислотність - 4,37…4,9 мг/екв.; сума поглинутих основ 24,2…29,7 мг/екв. на 100 г ґрунту; ступінь насичення ґрунтів основами 84…87%, вміст азоту сполук, що лужно гідролізуються - 8…11 мг, рухомих сполук фосфору і калію - відповідно 9…12 і 12…16 мг/100 г ґрунту. Глибина залягання ґрунтових вод - 20…22 м.

Клімат території, де розташоване дослідне поле, помірно-континентальний і характеризується нестійким зволоженням. За даними метеостанції, середньо-багаторічна температура повітря становить близько 7,0°С, кількість опадів - 510 мм зі значними відхиленнями в окремі роки і пори року. За період вегетації сільськогосподарських культур випадає в середньому 338 мм опадів, але їхній розподіл в часі нерівномірний. Погодні умови у роки проведення досліджень досить різнилися, що дозволило всебічно встановити реакцію сортів на фактори зовнішнього середовища.

За темою дисертаційної роботи проведено два польові досліди.

Дослід 1. Закономірності формування продуктивності та якості зерна сортів ячменю ярого пивоварного призначення залежно від мінерального живлення та норм висіву насіння. Схема досліду наведена в табл. 1.

Розмір облікової ділянки - 50 м2. Повторність досліду - чотириразова, розміщення ділянок систематичне. Добрива вносили вручну під передпосівну культивацію згідно схеми досліду. Спосіб сівби - звичайний рядковий з шириною міжрядь 15 см. Збирали ячмінь прямим комбайнуванням шляхом суцільного обмолоту ділянок комбайном “ Sampo-500” за повної стиглості зерна.

Дослід 2. Формування продуктивності та якості зерна ячменю ярого залежно від фону мінерального живлення, норм висіву насіння та строків роздільного способу збирання. Схема досліду наведена в табл. 2.

Для проведення досліджень використано сорт Цезар. Розмір облікової ділянки - 50 м2. Повторність досліду - чотириразова, розміщення ділянок систематичне. Добрива вносили вручну під передпосівну культивацію згідно схеми досліду. Спосіб сівби - звичайний рядковий із шириною міжрядь
15 см. Збирали ячмінь згідно схеми досліду роздільним способом у чотири строки комбайном “Sampo-500”.

Агротехніка в дослідах, окрім елементів технології, що вивчалися, загальноприйнята для даної зони. Попередником ячменю ярого була кукурудза на зерно.

Обліки, спостереження та аналізи в дослідах проводили згідно з загальноприйнятими методиками: фенологічні спостереження - за методикою Держсортовипробування з визначенням початку та повних фаз сходів, кущіння, виходу в трубку, колосіння, молочного стану, воскової і повної стиглості зерна; структуру врожайності - перед збиранням ячменю ярого в двох місцях ділянки відбиралися снопові зразки з площі 0,25 м2; у лабораторних умовах підраховували густоту стояння рослин, загальну і продуктивну кущистість, кількість зерен у колосі та масу зерна з одного колоса; облік урожайності - поділяночно методом суцільного обмолоту кожної ділянки з наступним перерахунком на 100% чистоту та 14% вологість.

Аналіз зерна проводили в сертифікованій лабораторії якості зерна Полтавської державної аграрної академії згідно з методиками визначення показників якості та Державних стандартів за такими показниками: маса 1000 зерен (ГОСТ 10842-89); натура (ГОСТ 10840-64); склоподібність (ГОСТ 10987-76); плівчастість (ДСТУ 3769-98); вміст білка в зерні (ГОСТ 10846-91); енергія проростання (ГОСТ 10968-88). Вміст екстрактивних речовин у зерні (ГОСТ 12136-77) визначали в Селекційно-генетичному інституті м. Одеса. Визначення вмісту солей важких металів у ґрунті та зерні ячменю ярого проводили в лабораторії Полтавського обласного проектно-технологічного центру охорони родючості ґрунтів і якості продукції методом атомно-адсорбційної спектрометрії.

Економічну оцінку результатів досліджень здійснювали згідно з технологічними картами та відповідними рекомендаціями на основі цін, що склалися на ринку в 2007 р.

Для визначення достовірності досліду і виявлення залежності між досліджуваними показниками отримані результати піддавали статистичній обробці дисперсійним і кореляційним методами.

Ріст та розвиток ячменю ярого залежно від агротехнічних заходів

Густота продуктивного стеблостою. Підрахунки кількості продуктивних стебел на 1 м2 у ячменю ярого в наших дослідженнях показали, що цей показник значною мірою залежить від біологічних особливостей сорту, рівня мінерального живлення та норм висіву насіння.

У середньому за роки досліджень на формування кількості продуктивних стебел ячменю ярого найбільший вплив серед досліджуваних елементів технології мало внесення мінеральних добрив - відповідно 67,1%. Так, якщо у сорту Галактик у варіанті без удобрення залежно від норми висіву кількість продуктивних стебел на 1 м2 в середньому за роки дослідження становила 299…398 шт., а на фоні Р60К60 - 361…450 шт., то за додаткового внесення N30 рівень цього показника зріс на 22,4…27,8%. Подальше збільшення дози азотних добрив теж супроводжувалось збільшенням кількості продуктивних стебел - відповідно з N60 на 36,7…39,1%, N90 - на 54,8…66,5 і N120 - на 58,9…75,7% в середньому за нормами висіву. Така ж закономірність спостерігалася і в сортів Цезар і Гетьман.

Сорт ячменю ярого Цезар в середньому формував більшу кількість продуктивних стебел порівняно з сортами Гетьман і Галактик. Так, якщо у сорту Цезар залежно від норм висіву насіння і рівня мінерального живлення на 1 м2 у середньому за 2005-2007 рр. налічувалось від 312 до 688 шт. продуктивних стебел, то у сорту Гетьман - 303…657 шт., а у сорту Галактик - 299…668 шт.

Зі збільшенням норми висіву від 3 до 5 млн. схожих насінин на 1 га кількість продуктивних стебел в усіх досліджуваних сортів суттєво збільшувалася, проте подальше збільшення її до 6 і 7 млн. супроводжувалось зменшенням даного показника на всіх варіантах удобрення. Так, у сорту Цезар залежно від варіанту удобрення за норми висіву 5 млн. насінин/га формувалось 414…688 шт. продуктивних стебел, що на 102…197 і 4…15 шт. більше порівняно з мінімальною та максимальною нормами висіву.

Продуктивність колоса. Важливим показником структури врожайності є кількість зерен у колосі. Залежно від сорту, норм висіву насіння і рівня мінерального живлення цей показник був в межах від 11,6 до 19,3 шт.

Найбільша кількість зерен у колосі порівняно з іншими сортами була у сорту Гетьман на ділянках без внесення добрив і становила 17,9…19,3 шт., у сортів Цезар та Галактик - 16,3…17,7 та 15,0…16,0 шт.

Зі збільшенням норми висіву насіння від 3 до 7 млн. шт. насінин/га цей показник в усіх досліджуваних сортів суттєво зменшувався (залежно від рівня мінерального живлення від Р60К60 до N120Р60К60), у сорту Цезар відповідно з 17,2…15,1 до 15,3…13,0 шт., або на 9,3…12,4%, у сорту Гетьман з 18,7…16,7 до 17,2…14,5 шт., або на 8,0…11,1%, у сорту Галактик з 15,3…13,6 шт. до 14,3…11,6 шт., або на 6,5…14,1%.

Збільшення норм добрив також зменшувало кількість зерен у колосі досліджуваних сортів. Так, у сорту Цезар, порівняно з варіантом без добрив, збільшення рівня мінерального живлення від Р60К60 до N120Р60К60 в середньому по нормах висіву зменшувало цей показник на 3,2…16,4%.

Із кількістю зерен у колосі тісно пов'язаний такий показник структури врожайності, як маса зерна одного колоса. Залежно від біологічних особливостей сорту, норм висіву насіння і фону удобрення маса зерен у колосі в середньому за варіантами і роками досліджень була на рівні 0,57…0,87 г. На формування цього показника, за результатами дисперсійного аналізу, найбільше впливала норма висіву насіння - 49,8%. Дещо меншим виявився вплив мінерального живлення (28,7%) та сортових особливостей (18,8%). Необхідно також відмітити перевагу сорту Гетьман, у якого маса зерна з одного колосу була найбільша - 0,76 г, тоді як у сортів Цезар і Галактик - на рівні 0,72…0,70 г.

За результатами розрахунків коефіцієнтів парної кореляції було встановлено тісні прямі зв'язки між масою зерна з колоса і кількістю зерен в ньому (r = 0,75), а також обернені між густотою продуктивного стеблостою, кількістю та масою зерен з колоса (r = -0,64 і -0,86).

Вплив мінеральних добрив, норм висіву насіння, строків та способів збирання на врожайність ячменю ярого

Урожайність сортів ячменю ярого залежно від фону мінерального живлення та норм висіву насіння. В середньому за 2005-2007 рр. серед досліджуваних сортів найбільш врожайним був сорт Гетьман. Залежно від рівня мінерального живлення та норми висіву насіння його середня врожайність в досліді становила 3,46 т/га, що на 0,20 т/га більше, ніж у сорту Цезар і на 0,31 т/га у Галактик (табл. 1).

За результатами досліджень внесення лише фосфорно-калійних добрив не вплинуло на зміну врожайності ячменю ярого порівняно з вирощуванням без внесення добрив. Так, залежно від сортових особливостей та норми висіву насіння врожайність збільшилась на 0,17…0,29 т/га (НІР 05 = 0,30 т/га). За додаткового внесення азотних добрив у нормі N30 урожайність істотно збільшилась у сорту Цезар на 0,43…0,60 т/га, або на 15,6…23,3%, Гетьман - на 0,61…0,78 (20,9…29,3) і Галактик - на 0,40…0,61 т/га (15,1…24,8%). Внесення N60 також збільшувало врожайність сорту Цезар на 25,7…35,4%, Гетьман - на 33,1…41,2%, Галактик - на 29,2…40,2% порівняно з контролем. Найбільша врожайність у всіх досліджуваних сортів ячменю ярого була сформована за внесення мінеральних добрив із розрахунку N90Р60К60. Такий рівень мінерального живлення забезпечив приріст врожайності залежно від сорту та норми висіву від 1,09 до 1,28 т/га, або на 39,1…51,4%. Зростання доз азотних добрив до N120 порівняно з N90 не мало переваг.

Залежно від норм висіву в середньому за фонами живлення в усіх сортів упродовж років досліджень максимальний рівень врожайності був сформований у варіантах, де висівали 5 і 6 млн. насінин/га. При цьому, необхідно також відмітити перевагу сорту Гетьман, у якого врожайність у цих варіантах була на рівні 3,61…3,65 т/га, порівняно з 3,22…3,32 і 3,38…3,51 т/га у сортів Галактик і Цезар. Подальше збільшення норми висіву до 7 млн. насінин/га зменшувало рівень врожайності в усіх сортів у середньому за фонами живлення на 0,07…0,18 т/га.

Таблиця 1 Урожайність зерна сортів ячменю ярого залежно від мінерального живлення та норми висіву насіння, т/га (у середньому за 2005-2007 рр.)

Строки та способи збирання. Своєчасний збір зерна є однією з важливих і завершальних робіт, від якого залежать результати всієї праці, вкладеної у вирощування врожаю. Ячмінь збирають як роздільним способом, так і прямим комбайнуванням. Дуже важливим для своєчасного збору врожаю є оптимальне поєднання обох способів, так як запізнення або передчасне збирання призводять до значних втрат зерна. Тому, з метою встановлення оптимальних строків і способів збирання для отримання найбільшої врожайності високоякісного зерна ячменю ярого пивоварного був закладений польовий дослід 2 (табл. 2).

Таблиця 2 Вплив мінерального живлення, норми висіву насіння, способу та строку збирання на врожайність зерна ячменю ярого сорту Цезар, т/га (у середньому за 2005-2007 рр.)

Примітка. *І - початок воскової стиглості зерна; ІІІ - кінець воскової стиглості зерна; ІІ - середина воскової стиглості зерна; ІV - повна стиглість зерна.

Скошування у валки проводили в чотири строки - на початку, в середині, в кінці воскової та за повної стиглості з вологістю зерна відповідно 40…44%, 28…32, 18…22 і 14…16%.

Результати наших досліджень свідчать, що способи та строки роздільного збирання значно впливали на врожайність зерна ячменю ярого. В середньому по фонах живлення і в міру достигання зерна від тістоподібного стану до повної стиглості урожайність зерна ячменю ярого сорту Цезар збільшувалася. Так, за збирання ячменю ярого роздільним способом на початку воскової стиглості зерна врожайність була на рівні 1,74…3,16 т/га, у середині - вона збільшилась на 0,28…0,47, у кінці воскової стиглості - на 0,48…0,83, а у фазі повної стиглості роздільним і прямим комбайнуванням - вона була більшою відповідно на 0,60...0,87 і 0,59…0,99 т/га (НІР 05 = 0,34 т/га).

Вплив мінеральних добрив, норм висіву насіння, строків та способів збирання на якість зерна пивоварного ячменю ярого

В сучасній пивоварній промисловості існують досить високі вимоги до показників якості сировини. В систему оцінки пивоварних якостей зерна ячменю ярого входять понад 30 показників, що характеризують його зовнішні, фізичні, біохімічні та технологічні властивості.

Фізичні показники якості зерна. Маса 1000 зерен. У практиці для характеристики зерна широко використовується такий показник, як маса 1000 зерен. Вона залежить як від сортових особливостей, так і від умов вирощування.

Як видно з даних табл. 3 у середньому за роки досліджень маса 1000 зерен досліджуваних сортів відповідала показникам, характерним для пивоварного ячменю. Найбільш ваговите зерно було у сорту Галактик, в середньому по досліду маса 1000 зерен становила 58,21 г, порівняно з 48,58 і 50,69 г у сортів Цезар та Гетьман, що за результатами дисперсійного аналізу є істотним. При цьому перевагу мали мінімальні (N30) і середні (N60) дози азоту на фоні Р60К60, що збільшували даний показник порівняно з контролем на 1,94…4,86 г при НІР05 = 1,73.

Норма висіву насіння в середньому за роки досліджень суттєво на масу 1000 зерен не впливала. Проте, необхідно відмітити, що найбільшою вона була на зріджених посівах, а зі збільшенням норми висіву до 7 млн. насінин на 1 га цей показник зменшувався, але несуттєво.

На рівень даного показника істотно впливали способи та строки збирання. Так, за двофазного способу найбільшою маса 1000 була в кінці воскової стиглості зерна ячменю ярого (за вологості зерна 18…22%) і залежно від фонів живлення варіювала у межах 46,92…52,61 г, порівняно з початком і серединою воскової стиглості - відповідно 44,47…50,90 і 46,16…52,16 г. Збирання ячменю ярого в повній стиглості прямим комбайнуванням також сприяло збільшенню маси 1000 зерен порівняно з двохфазним.

Натура зерна. Одним з важливих показників якості зерна ячменю є його натурна маса, яка відповідно до вимог стандартів на пивоваріння повинна бути не менше 600 г/л.

За результатами досліджень встановлено, що внесення мінеральних добрив сприяло збільшенню натури зерна і лише високі норми азотних добрив (N90-120) дещо зменшували даний показник. При цьому необхідно відзначити, що перевагу мав сорт Гетьман за сівби нормою висіву 6 млн. насінин/га, де було отримано найбільший її рівень - відповідно 634…639 г/л.

Залежно від строків та способів збирання врожаю найбільшою натура зерна була в кінці воскової стиглості - 605…634 г/л, а із затримкою скошування даний показник зменшувався на 2…15 г/л. Застосування прямого комбай-нування в повну стиглість зерна збільшило натуру порівняно з роздільним способом, проведеним в кінці воскової стиглості зерна, - на 24 г/л.

Склоподібність зерна. До показників, що визначають придатність зерна ячменю ярого для пивоваріння належить склоподібність, яка характеризує консистенцію зернівки.

Проведені дослідження показали, що структура зерна ячменю за консистенцією ендосперму значною мірою залежить від сортових особливостей. Найбільшою склоподібністю в середньому за роки досліджень характеризувався сорт Галактик - 54…87% залежно від норми висіву та варіанта удобрення, порівняно з 49…82% у сорту Гетьман і 41…65% у сорту Цезар.

Таблиця 3 Вплив мінерального живлення, норм висіву насіння на фізичні показники якості зерна сортів ячменю ярого (у середньому за 2005-2007 рр.)

Примітки: * 1 - маса 1000 зерен, г; 2 - натура зерна, г/л; 3 - склоподібність, %; 4 - плівчастість, %.

При цьому необхідно також відмітити, що внесення мінеральних добрив супроводжувалось підвищенням рівня цього показника, досягаючи свого максимуму за N120Р60К60, що є негативним явищем. Залежно від норми висіву насіння найбільш оптимальною була середня - 5 млн. насінин/га, за якої цей показник зменшувався. Як зріджені, так і загущені посіви в усіх сортів призводили до збільшення склоподібності зерна. В міру достигання зерна його склоподібність збільшувалася і найбільшою була в кінці воскової та в повній стиглості зерна.

Плівчастість зерна. Згідно з вимогами для пивоварного ячменю цей показник повинен становити 8…10%.

У проведених нами дослідженнях найменша плівчастість була у сорту Цезар і в середньому за фонами удобрення впродовж років досліджень була 8,62…10,32%, а найбільшим відсотком плівки відзначився сорт Галактик - 9,17…11,99%. Збільшення норми мінерального живлення призводило до зменшення даного показника на 0,32…1,70% порівняно з варіантом без добрив. Норми висіву, строки та способи збирання врожаю суттєвого впливу на зміну плівчастості не мали.

Біохімічні показники якості зерна. Вміст білка в зерні. До найпоширеніших показників характеристики пивоварного ячменю належить вміст білка в зерні. Згідно з вимогами ДСТУ 3769-98 масова частка білка для зерна ячменю першого класу повинна бути не більше 11%, для другого - не більше 11,5%.

В результаті проведених аналізів нами було встановлено, що на цей показник значно впливали погодні умови в роки досліджень. Так, найбільш якісне зерно було сформоване у 2006 р. і в більшості відповідало першому класу.

Найменший вміст білка мало зерно у сорту Цезар - відповідно 9,46…12,73% порівняно з 9,52…12,94 та 9,87…13,84% у сортів Гетьман та Галактик.

Під дією мінеральних добрив вміст білка істотно збільшується (частка впливу 86,7%) і лише внесення Р60К60 дещо зменшує білковість зерна. Так, за вирощування ячменю ярого сорту Цезар без внесення мінеральних добрив вміст білка становив 10,03%, на фоні Р60К60 - 9,81%, що менше на 0,22%, а з внесенням азоту в нормах від 30 до 120 кг д. р./га зростав відповідно з 10,17 до 12,51%, що збільшило його вміст на 0,14…2,48% при НІР05 = 0,61%. Аналогічна тенденція спостерігалася і в інших досліджуваних сортів.

Строки та способи збирання на вміст білка в зерні ячменю ярого суттєво не впливали.

Енергія проростання зерна. Визначення нами енергії проростання показало, що даний показник значною мірою залежить від удобрення, сортових особливостей та певною мірою від норми висіву насіння.

Так, у середньому за роки досліджень внесення мінеральних добрив у нормі до N30-60Р60К60 збільшувало енергію проростання в середньому за сортами і нормами висіву на 0,2…2,0%, при цьому зерно відповідало вимогам першого класу якості. Збільшення азотних добрив до N90-120 зменшувало рівень цього показника, що в поєднанні з підвищеною та максимальною нормами висіву (6 і 7 млн. насінин/га) стало причиною формування зерна у сортів Цезар та Гетьман з енергією проростання менше 92%. Це можна пояснити досить високим вмістом білка в зерні при вирощуванні за таких умов, що ускладнювало процес проростання насіння.

Скошування у валки на початку та в середині воскової стиглості призвело до одержання зерна з низькою енергією проростання, при цьому зерно не відповідало вимогам пивоваріння. За прямого комбайнування в повній стиглості зерна енергія проростання була найбільшою.

Екстрактивність зерна. Головним показником, що характеризує якість зерна пивоварного ячменю, є екстрактивність: чим вона більша, тим більший вихід пива. Під екстрактивністю ячменю розуміють кількість сухих речовин зерна, які за певної температури води під впливом ферментів солодової витяжки переходять у розчинний стан. Найважливішою та найціннішою частиною екстрактивних речовин є крохмаль. Зерно ячменю, яке б відповідало вимогам першого класу, повинно мати екстрактивність 79, а другого - 77%.

Так, в середньому за 2005-2007 рр. найбільше значення даного показника мав сорт Цезар, зерно якого у всіх варіантах удобрення належало до першого класу якості та в середньому по сорту становило 79,4% (рис. 1).

У сорту Галактик екстрактивність на фоні без удобрення та з внесенням Р60К60 була менше 79% (другий клас), у решті варіантів - 79,4% (перший клас). У сорту Гетьман зерно належало до другого класу якості, за винятком варіанту з фоном N120 - перший клас і в середньому по сорту - 78,2%. Згідно з нашими дослідженнями, внесення мінеральних добрив дещо збільшує екстрактивність зерна.

Взаємозв'язок між урожайністю та показниками якості зерна ячменю ярого. За результатами розрахунків коефіцієнтів множинної кореляції в середньому за 2005-2007 рр. була побудована кореляційна плеяда, в якій виділили коефіцієнти кореляції на 5%-му рівні значущості (рис. 2). Центром побудованої плеяди є ознака-індикатор “урожайність” (Y), що на сильному прямому рівні пов'язана з рядом господарсько цінних показників якості зерна.

Аналіз побудованої плеяди дозволив встановити наступне: найтісніші зв'язки виділилися між урожайністю і вмістом білка (D) - відповідно коефіцієнт кореляції r = 0,72, а також обернений кореляційний зв'язок із плівчастістю зерна (F) - відповідно r = -0,73.

Рис. 1. Екстрактивність зерна сортів ячменю ярого пивоварного залежно від фону удобрення (за норми висіву 5 млн. насінин/га, 2005-2007 рр.).

B - маса 1000 зерен, г; C - натура зерна, г/л; D - вміст білка, %;E - склоподібність зерна, %; F - плівчастість зерна, %; G - енергія проростання, %.

Крім цього, було встановлено середньої сили прямі зв'язки урожайності з натурою (С) - r = 0,49 і склоподібністю зерна (Е) - r = 0,44, що через середньої сили зв'язок впливала на масу 1000 зерен (В) - відповідно r = 0,50.

У свою чергу виділені ознаки між собою теж мають середньої сили кореляційні зв'язки. Так, маса 1000 зерен (В) прямо (r = 0,37) і обернено (r = -0,50) через вміст білка, а також обернено через натуру зерна (r = -0,53 і -0,56) впливала на плівчастість (F); зі збільшенням вмісту білка в зерні (D) його склоподібність (Е) і натурна маса (С) зростають - відповідно коефіцієнти кореляції r = 0,73 і 0,36.

Рис. 2. Кореляційна плеяда залежності урожайності зерна сортів ячменю ярого пивоварного (Y) з показниками якості залежно від фону удобрення та норми висіву, середнє за 2005-2007 рр.:

Необхідно також відмітити, що така важлива ознака якості зерна ячменю пивоварного як енергія проростання (G) обернено на тісному рівні (r = -0,64) була пов'язана лише з вмістом білка в зерні (D) і відокремлена від інших показників якості (зв'язки були нижче 0,30, або зовсім відсутні).

Вміст токсичних елементів у ґрунті та зерні ячменю ярого залежно від мінеральних добрив

Вміст токсичних елементів у ґрунті. Одночасно з внесенням добрив в ґрунт поступають токсичні елементи. Так, згідно зі схемою досліду за внесення подвійного гранульованого суперфосфату в кількості 150 кг/га в ґрунт надійшло 1845 мг цинку, 4680 мг міді, 4350 мг свинцю, 37,5 мг кадмію; за внесення 150 кг/га калійної солі - 465 мг/га цинку, 1305 мг міді, 675 мг свинцю, 24 мг/га кадмію. За внесення аміачної селітри з розрахунку N30 у ґрунт поступило 17,6 мг цинку, 22 мг міді, 4,4 мг свинцю; за внесення аміачної селітри з розрахунку N60 токсичних елементів було внесено вдвічі більше, N90 - втричі і N120 - в чотири рази. Вказана вище кількість токсичних елементів, яка була внесена в ґрунт разом із мінеральними добривами, збільшила їхній вміст у ґрунті.

Відповідно до гранично допустимих концентрацій (ГДК), вміст цинку в ґрунті має становити не більше 23 мг/га, міді - 3 мг/га, кадмію - 0,7 мг/га та свинцю 2 мг/га.

Як свідчать результати проведених протягом 2005-2007 рр. досліджень, збільшення дози внесення мінеральних добрив збільшувало вміст цинку в ґрунті і його рівень досягав гранично допустимої концентрації. Так, за внесення N120P60K60 вміст цинку становив 22,90…23,00 мг/кг (ГДК - 23). Вміст інших важких металів також збільшувався, але був меншим ГДК: вміст міді - 0,26…0,27 мг/кг (ГДК - 3), кадмію - 0,18…0,21 мг/кг (ГДК - 0,7) та свинцю - 1,43…1,47 мг/кг (ГДК - 2).

Вміст токсичних елементів у зерні ячменю ярого. За результатами наших досліджень внесення мінеральних добрив супроводжувалось збільшенням вмісту токсичних елементів у зерні ячменю ярого пивоварного напряму використання, проте, згідно ДСТУ 3769-98 він був менше ГДК. Так, максимальний вміст цинку в зерні становив 38,21 мг/кг при ГДК - 50, міді - 4,68 (ГДК - 10), кадмію - 0,06 (ГДК - 0,1) та свинцю - 0,42 мг/кг (ГДК - 0,5).

Економічна ефективність вирощування ячменю ярого та впровадження результатів досліджень у виробництво

Економічний аналіз одержаних результатів показав, що ефективність вирощування пивоварного ячменю ярого в значній мірі залежить як від сортових особливостей, так і від умов вирощування.

В умовах лівобережної лісостепової зони України найвищі показники економічної ефективності були отримані за умови внесення під передпосівну культивацію мінеральних добрив у нормі N60Р60К60 та норми висіву 5 млн. насінин/га, що забезпечує збільшення чистого доходу у сортів Цезар, Гетьман і Галактик відповідно до 2688,6, 3041,8 та 2391,4 грн./га, найменшу
собівартість - 575,3, 537,6 і 624,4 грн. та найбільший рівень рентабельності - 126,0, 141,8 і 108,2%. Подальше збільшення норми добрив до N90P60K60 та N120P60K60 хоча і сприяло формуванню більшої врожайності, але зерно відповідало фуражному спрямуванню, тому показники чистого прибутку значно зменшувались порівняно з внесенням N60P60K60.

Як менші, так і більші норми висіву насіння були економічно менш вигідними, так як супроводжувались зменшенням рівня врожайності, що негативно позначилося на економічних показниках.

В трьох сільськогосподарських підприємствах Полтавської області проведено виробничу перевірку результатів наукових досліджень (мінеральне живлення, норми висіву насіння, строки збирання), які забезпечили збільшення врожайності і поліпшення якості зерна ячменю ярого порівняно з базовою технологією, що використовується в підприємствах.

Висновки

У дисертації наведено теоретичне узагальнення і нове вирішення питання формування продуктивності та якості зерна ячменю ярого пивоварного за використання різних сортів, норм висіву насіння, мінерального живлення, строків та способів збирання. Запропоновані для лівобережної лісостепової зони України елементи технології дозволяють отримувати велику врожайність екологічно безпечного зерна ячменю ярого пивоварного використання.

За результатами досліджень зроблені наступні висновки:

1. На формування кількості продуктивних стебел ячменю ярого найбільший вплив серед елементів технології мало внесення мінеральних добрив. Так, у середньому по сортах частка впливу цього фактора за роки досліджень була - 67,1%. Збільшення норми висіву насіння від 3 до 5 млн./га сприяє збільшенню продуктивних стебел, а подальше збільшення до 6 і 7 млн./га спричиняло деяке зменшення - відповідно частка впливу 28,7%.

2. Кількість зерен у колосі суттєво залежала від сортових особливостей і найбільшою була у сорту Гетьман - 14,5…19,3 шт. Зі збільшенням дози мінеральних добрив до N120Р60К60 рівень цього показника в усіх сортів зменшувався на 2,8…3,0 шт., а зі збільшення норми висіву насіння від 3,0 до 7,0 млн. насінин/га він зменшувався у середньому по сортах на 6,5…14,1%.

3. На формування маси зерна з колоса найбільший влив мала норма висіву насіння - відповідно частка впливу 49,8%. Так, збільшення норми висіву супроводжувалось зменшенням даного показника в усіх сортів на 7,8…16,6%. Частка впливу сортових особливостей і фону живлення були теж істотними - відповідно на рівні 18,8%…28,7%, з перевагою сорту Гетьман на фоні без добрив - 0,83 г.

4. Максимальну врожайність зерна досліджуванні сорти ячменю ярого формували за внесення N90Р60К60. Такий рівень мінерального живлення забезпечив приріст врожайності залежно від сорту та норми висіву насіння від 1,09 до 1,28 т. Збільшення азотних добрив до N120 не мало переваг порівняно з дозою N90. У середньому за роки досліджень найврожайнішим - 2,45…4,20 т/га був сорт Гетьман, дещо меншу врожайність формували сорти - Цезар (2,35…4,15 т/га) і Галактик (2,30…3,83 т/га). Оптимальною нормою висіву, за якої отримано істотні прирости врожайності для всіх сортів, є 5 млн. насінин/га. Подальше загущення посівів до 6,0…7,0 млн. насінин/га рівень врожайності зменшувало.

5. Залежно від строків збирання врожаю в міру достигання зерна від тістоподібного стану до повної стиглості врожайність збільшується. Так, за збирання ячменю ярого прямим комбайнуванням в повну стиглість зерна рівень врожайності був більшим, ніж за роздільного способу на початку воскової стиглості на 0,59…0,99 т/га, в середині воскової стиглості на 0,25…0,57 т/га, в кінці воскової стиглості на 0,02…0,28 т/га залежно від норми висіву насіння та удобрення.

6. Найбільша маса 1000 зерен за роки досліджень була у сорту Галактик - 53,69…60,42 г, у Цезар і Гетьман відповідно - 47,28…53,19 і 45,32…50,11 г. Під дією мінеральних добрив маса 1000 зерен та натура збільшувалися, лише високі дози азотних добрив N90-120 дещо зменшували ці показники. Зі збільшенням норми висіву до 7 млн. насінин/га спостерігалося зменшення маси 1000 зерен на 0,4…1,55 г та натури на 1…6 г/л. Перевагу у підвищенні даних показників мало пряме комбайнування, а за збирання роздільним способом вони були найбільшими в кінці воскової стиглості.

7. Зі збільшенням норми азотних добрив склоподібність зерна ячменю ярого збільшувалася. Так, за внесення N30 склоподібність збільшилася залежно від сорту та норми висіву насіння на 7%, за N60 - 5…17, а за N90 - на 9…20% порівняно з контролем Внаслідок внесення N120 отримали найбільше значення склоподібності зерна. Також рівень цього показника з подовженням у часі строку збиранн...