Эффективность применения различных доз биостимулятора роста Зеребра-Агро на урожайность и качество ярового ячменя

Размещено на http://www.allbest.ru/

ВВЕДЕНИЕ

АКТУАЛЬНОСТЬ

На сегодняшний день одной из актуальных проблем, которая стоит перед сельскохозяйственными производителями является повышение урожайности и устойчивости растений к неблагоприятным факторам среды, в том числе резистентности к различным заболеваниям.

С изобретением в конце 19 века и широким использованием пестицидов в настоящее время перед человеком и человечеством возник ряд проблем: ячмень биостимулятор зеребра

1. Проблема рационального использования пестицидов (в строгом соответствии с минимальными эффективными количествами).

2. Проблема хранения пестицидов (в специально предназначенных для этого помещениях, таре, при соответствующей охране и др.).

3. Проблема использования женского труда в сельском хозяйстве в контакте с пестицидами (влияние на репродуктивную функцию).

4. Проблема использования детского и подросткового труда в сельском хозяйстве (незавершенность созревания органов и систем).

5. Проблема детского питания (соответствие детского питания ВОЗовским рекомендациям по содержанию вредных, опасных веществ, в том числе, пестицидов).

6. Проблема сертификации исходных и конечных продуктов питания (на качество и соответствие).

7. Проблема поиска доступной и эффективной альтернативы пестицидам (например, биологические методы защиты растений, генная инженерия и др.).

Ежегодно в мире регистрируется около 500 тыс отравлений пестицидами, из них около 5 тыс случаев - со смертельным исходом /4;29/.

«Зеребра-Агро» -- адаптивная технология регулирования роста и профилактики заболеваний растений. 11.06.2014 года компания Grand Harvest Research запатентовала и вывела на мировой рынок уникальный продукт - препарат Зеребра® Агро, который в результате многочисленных испытаний и практического применения в 25 регионах России и странах СНГ доказал свою эффективность.

Продукт разработан в России совместно сотрудниками химического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова и Группы компаний «АгроХимПром», защищенная патентом технология. Это препарат №1 в России, так как универсальный стимулятор способен встраиваться в любую систему защиты и питания растений. Уникальное действующее вещество - коллоидное серебро, впервые в мире зарегистрированное для растениеводства. Экономичная и экологичная технология благодаря возможности использования минимальной нормы расхода фунгицида. Низкая гектарная стоимость. Безопасный продукт: 4 класс опасности.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА ИССЛЕДОВАНИЙ:

В июне 2014 года в Москве произошло знаменательное для мировой прикладной науки событие -- Министерство сельского хозяйства РФ выдало регистрационное удостоверение на первый в мире пестицид, действующим началом которого являются наночастицы серебра (коллоидное серебро) -- это стимулятора роста растений «Зеребра-Агро». Таким образом, Российская Федерация стала первой в мире страной, где применение средств защиты растений на основе коллоидного серебра официально признано экспертным сообществом на государственном уровне как эффективное безопасное и целесообразное в свете растущих угроз развития болезней растений, вызываемых фитопатогенами с множественной резистентностью к органическим пестицидам.

Впервые в Омской области изучена эффективность применения различных доз универсального стимулятора роста (на основе серебра с фунгицидными свойствами биостимулятора роста) «Зеребра-Агро», влияющее на формирование урожайности и качества зерна ячменя ярового сорта Подарок Сибири. Проведена экономическая оценка эффективности применения биостимулятора при возделывании ярового ячменя.

Компания Grand Harvest Research разрабатывает и выводит на мировые рынки продукты, применяемые в различных отраслях и направленные на снижение токсикологической нагрузки на природные ресурсы планеты.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ

Практическая значимость проведенных исследований состоит в том, что с помощью этого биостимулятора: увеличивается энергия прорастания и всхожесть семян; активируется развитие мощной корневой системы; иммунная система растений укрепляется; нарастает биомасса; формируется устойчивость к грибам и бактериям; снимается стресс у растений вследствие различных факторов (пестицидной нагрузки, заморозки, засухи и пр.); обеспечивается прибавку урожайности, повышается качество продукции.

Механизм действия препарата основан на ростостимулирующем, фунгицидном, синергетическом эффектах. Природа этих эффектов заключается в способности действующих веществ - коллоидного серебра и активирующих полимерных добавок - формировать у растения неспецифическую, системную, продолжительную устойчивость к грибам и бактериям, а также стимулировать ростовые и биологические процессы, что благоприятно сказывается на повышении урожайности и качества продукции.

Тема моей выпускной квалификационной работы «Эфективность применения биостимулятора роста «Зеребра-Агро» на урожайность и качество зерна ячменя ярового сорта «Подарок Сибири» на лугово - черноземной почве опытного поля Омского ГАУ.

В Российской Федерации в последнее время активно применяется фунгицидная обработка семян, а именно биостимулятор роста «Зеребра Агро», получившее немало позитивных отзывов.

Целью исследования было установить эффективность применения биостимулятора роста Зеребра-Агро на урожайность и качество зерна ярового ячменя сорта «Подарок Сибири».

В связи с поставленной целью были выдвинуты следующие задачи:

1. Изучить эффективность применения биостимулятора роста Зеребра-Агро на урожай зерна ячменя;

2. Исследовать влияние стимулятора роста на вынос питательных веществ из почвы;

3. Установить экономически эффективные дозы биостимулятора, для получения высоких и стабильных урожаев зерна ячменя ярового высшего качества.



1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1 Биостимуляторы, гуминовые и нанопрепараты

Последние годы значительно выросло количество исследований посвященных изучению биостимуляторов - инновационных препаратов, предназначенных для применения в растениеводстве целью увеличения продуктивности культурных растений улучшения качества урожая. Они могут использоваться в «традиционном», так и в органическом земледелии. Физиологическая активность этих препаратов проявляется в стимулировании ростовых процессов растений и уменьшения негативного действия стрессовых факторов. Их использование позволяет повысить эффективность и снизить объемы применения удобрений. Биостимуляторы могут стимулировать активность «полезных» почвенных микроорганизмов и поглощение растениями питательных веществ из почвы. Отдельные биостимуляторы могут иметь защитные свойства против нематод и вирусов.

Биохимические аспекты применения биостимуляторов связаны с изменением гормонального статуса и метаболических процессов у растений. Молекулярные и генетические аспекты могут включать их влияние на экспрессию различных генов и антимутагенное действие. Выявляемые биологические эффекты биостимуляторов могут быть опосредованы наличием в их составе таких биоактивных соединений, как фитогормоны, витамины, пептиды, органические кислоты, аминокислоты, гуминовые кислоты, фенольные соединения,моно- и полисахариды и др. токсикологические и эколого-токсикологические аспекты основаны на низкой токсичности, биодеградабельности и метаболизируемости биостимуляторов, что является чрезвычайно важным для обеспечения безопасности продовольственного сырья и минимизации риска загрязнения окружающей среды. При этом следует отметить, что использование при конструировании применяемых в растениеводстве отдельных категорий биостимуляторов различных химических растворителей (по мимо воды), кислот и щелочей в процедурах экстракции и гидролиза требует большего внимания к безопасности в процессе их производства. Наряду с этим необходимо учитывать, что использование гидролизующих агентов может приводить к образованию соединений, не присутствующих в исходном сырье. Для производственного получения биостимуляторов характерны технологичность, доступность и распространенность сырьевых источников, возможность использования возобновляемого сырья, а также переработки и утилизации отходов разных видов производств (пищевого, сельскохозяйственного), как правило - безотходность, либо малое количество отходов и «конверсионность» их использования, низкие энергетические затраты при производстве.

Анализ состояния исследований биостимуляторов в мире показывает, что к настоящему времени сформирована четкая тенденция и стремление как со стороны компаний - производителей продуктов, которые могут быть отнесены к категории биостимуляторов, так и ученых, изучающих различные аспекты их разработки и применения, так и государственных органов - определить место биостимуляторов в системе средств защиты растений и удобрений и разработать основные критерии для их нормативно-правового регулирования.

Классификация биостимуляторов включает в себя 8 категорий соединений и веществ разной природы (гуминовые вещества, комплексные органические материалы, «полезные» химические элементы, неорганические соли, экстракты водорослей, хитин и производные хитозана, антитранспиранты, свободные аминокислоты и другие азотсодержащие вещества), и, согласно последним представлениям - микроорганизмы /29/.

Многие биостимуляторы фактически являются регуляторами роста растений. Регуляторы роста - это соединения, действующие в малых дозах и не имеющие питательного значения для растений. Исторически первыми регуляторами роста растений были фитогормоны (абсцизовая кислота, ауксины, цитокинины, гиббереллины, этилен), затем их количество возросло благодаря выявлению новых классов фитогормонов (брассиностероиды, жасминовая кислота и др.) и синтезу различных не природных соединений, в большинстве случаев являющихся ксенобиотиками. /29/.

Применяемая в России система классификации пестицидов и агрохимикатов имеет научное и правовое обоснование, является логически структурированной, интуитивно понятной и удобной для использования.

В России биостимуляторы не выделены в отдельную группу. Термин «биостимулятор» все чаще встречается и в отечественных научных публикациях применительно к препаратам, которые зарегистрированы в России, например, в качестве регуляторов роста растений и др. на основе представленной в «Государственном каталоге пестицидов и агрохимикатов, разрешенных к применению на территории РФ» информации можно выделить препараты, которые могут быть классифицированы современным представлениям в качестве биостимуляторов. К биостимуляторам можно отнести препараты, в частности, на основе продуктов метаболизма симбионтного гриба Cylindrocarpon magnusianum («агростимулин»), Acremonium lichenicola симбионтного гриба продуктов метаболизма («эмистим»), грибов-эндофитов женьшеня продуктов метаболизма («симбионта»), многокомпонентный комплекс ростовых веществ - продуктов метаболизма микромицета, штамм Cylindrocarpon magnusianum («агропон»), продуктов метаболизма эндофитного гриба Mycelium radices var/ Ledum («мицефит»).

Биостимуляторы - это препараты приимущественно на основе природного сырья, применяемые в ультра- и малых дозах для модификации физиологических и биохимических процессов растений с целью более полной реализации генетического потенциала их продуктивности посредством изменения гормонального статуса, активации метоболических процессов, повышения эффективности питания, стимуляции роста, развития и усиления способности противостоять негативному процессу стрессовых факторов различной природы.

Следует признать, что вопросы терминологии и классификации биостимуляторов требуют дальнейшего обсуждения. Так как наука о биостимуляторах находится в интенсивном развитии и в настоящее время - в стадии формирования. В то же время анализ ее состояния позволяет утверждать, что созданы значимые предпосылки для их развития как полноценного научного направления. Необходимы дальнейшие совместные усилия ученых, разработчиков, представителей регистрирующих и лицензирующих органов, производителей сельскохозяйственной продукции в разработке теоретических и прикладных аспектов создания и применения биостимуляторов в контексте перспективного направления исследований агро- и биотехнологиях /14/.

1.2 Зеребра-Агро (разработка компании Grand Harvest Research, назначение, свойства серебра, о препарате, применение)

Зеребра-Агро -- адаптивная технология регулирования роста и профилактики заболеваний растений.

Зеребра Агро -- это

* Совместная разработка сотрудников химического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова и Группы компаний «АгроХимПром»;

* Защищенная патентом технология;

* Произведенный в России продукт;

* Уникальное действующее вещество -- коллоидное серебро, впервые в мире зарегистрированное для растениеводства;

* Универсальный препарат, способный встраиваться в любую систему защиты и питания растений;

* Низкая гектарная стоимость;

* Экономичная и экологичная технология благодаря возможности использования минимальной нормы расхода фунгицида;

* Безопасный продукт: 4 класс опасности.

Grand Harvest Research - международная инновационная компания, объединяющая научные потенциалы самой компании и ведущих государственных и коммерческих исследовательских центров и институтов по всему миру.

Компания разрабатывает и выводит на мировые рынки продукты, применяемые в различных отраслях и направленные на снижение токсикологической нагрузки на природные ресурсы планеты /4/.

В 2014 году компания Grand Harvest Research запатентовала и вывела на мировой рынок уникальный продукт - препарат Зеребра® Агро, который в результате многочисленных испытаний и практического применения в 25 регионах России и странах СНГ доказал свою эффективность.

Назначение. Повышение урожайности и качества продукции. Механизм действия препарата основан на ростостимулирующем, фунгицидном, синергетическом эффектах.

Ростостимулирующий эффект заключается в снижении негативного воздействия патогенной микрофлоры, стимулировании восстановительных процессов и улучшении энергетического обмена в растительных тканях, а также включении естественных защитных функций самого растения.

Фунгицидный эффект заключается в ингибировании и частичном уничтожении патогенной микрофлоры. Основная заслуга в этом принадлежит коллоидному серебру - природному антисептику, входящему в состав препарата. Наночастицы серебра подвергаются медленному окислительному растворению в непосредственной близости от бактерий и грибов, вызывая гибель патогенов путем нарушения проницаемости клеточной мембраны и метаболизма микробной клетки. Особо стоит отметить ингибирование бактериозов, против которых известные средства защиты растений работают слабо /12/.

Синергетический эффект заключается в усилении и пролонгации действия химических фунгицидов: применение стимулятора роста ® Зеребра Агро позволяет сокращать норму расхода химических фунгицидов до нижнего предела, рекомендованного регламентом, при этом сохраняя эффективность подавления вредных объектов, так же как и при максимальной норме расхода препарата /29/.

Свойства серебра. Бактериальные свойства серебра известны с давних времен. Человек применяет серебро как натуральный биоцид на протяжении более 100 лет. Единственной проблемой при применении этого металла всегда было то, что природное серебро нестабильно и получить стабильные рецептуры не представлялось возможным. В рецептуре Зеребра-Агро, благодаря современным технологиям, реализована стабильная активность серебра. Именно коллоиды серебра уничтожают бактериальную и грибную инфекции, блокируя дыхание, питание, транспорт метаболитов через клеточную стенку, вызывая необратимые структурные повреждения патогенной клетки на уровне цитоплазматической мембраны нуклеотидов и цитоплазмы /4/.

О препарате:

Действующее вещество

500 мг/л коллоидного серебра + 100 мг/л полигексаметиленбигуанид гидрохлорида.

Препаративная форма. Водный раствор.

Селективность. Препарат эффективен на многих сельскохозяйственных культурах.

Резистентность. Случаев возникновения резистентности не выявлено.

Возможность варьирования культур в севообороте: Не влияет на варьирование культур в севообороте.

Совместимость. Совместим со многими гербицидами, фунгицидами и инсектицидами. В каждом случае необходима предварительная проверка на физико-химическую совместимость смешиваемых компонентов.

Фитотоксичность. При использовании указанных концентраций и предлагаемом способе обработки, препарат фитотоксичностью не обладает.

Применение:

• Усиление энергии прорастания и повышение всхожести семян;

• Выравненность всходов Активация развития мощной корневой системы;

• Продуктивный рост и развитие вегетативной массы растений;

• Эффективное сдерживание развития грибов и бактерий;

• Укрепление иммунной системы растений и снижение стресса;

• Повышение качества продукции;

• Прибавка урожайности.

1.3 Эффективность применения биостимулятора роста Зеребра-Агро на различных зерновых, овощных, и плодово-ягодных культурах

В сезоне 2014 года в КФП «Варданян» в Омском районе Омской области были проведены опыты по применению универсального стимулятора роста Зеребра-Агро

По результатам наблюдений по всей вегетации:

Яровая пшеница сорт «Омская 36» - растения обработанные препаратом Зеребра Агро, были значительно выше растений, чем на контроле, количество колосьев в метре квадратном было больше, чем на необработанных участках.

Урожайность, где применяли препарат Зеребра-Агро, составила 21 ц/га, на контроле 12 ц/га. Прибавка от применения препарат Зеребра-Агро составила 75% /4/.

Хлопчатник сорт «Ирам» - препарат, как показали наблюдения, оказывает сильное влияние на ростовые процессы и формирование урожая растений. В частности, общая листовая поверхность обработанных препаратом растений превосходила таковую необработанных почти в 2 раза (на 94,3%). На обработанных растениях симптомы каких-либо грибных, бактериальных болезней, а также развитие полевых популяций насекомых - вредителей не обнаружены.

По числу плод-элементов и их размерам обработанные растения превосходили необработанные более чем на 30 %. Все это в совокупности способствовало повышению урожайности: в опытном варианте она составила 33,2 ц/га, что на 53% выше контрольного варианта (21,7 ц/га) /4/.

На винограднике сорта «Гисарский ранний», где был применен препарат Зеребра-Агро, грозди на кустах формировались больше, их качество было намного лучше, чем в контрольном варианте. На опытном участке мы взвешивали несколько гроздей винограда, средняя их масса была 4,3 кг, а в контрольном она не превышала 2,5 кг /4/.

На айве сорта «Изобильная» и землянике «Сюрприз ВИРа» влияние препарата было тоже заметным. Таким образом, можно заключить, что препарат Зеребра-Агро является эффективным регулятором роста для многих сельскохозяйственных культур /4/.

Яблоня сорт «Анисик Омский» - урожайность одного дерева в среднем составила 250 кг, а в контрольном 200 кг, что соответственно равно 62 и 50 т/га. При этом отличен размер плодов (нередко 250-300 гр./шт.) и улучшение их качества (внешний вид, сочность, ароматность). Подобные параметры наблюдались и на груше сорта «Кармен» /4/.

Положительное влияние препарата отмечено и на рост саженцев яблони и груши. Обработанные препаратом растения к осени превышали необработанные в среднем на 25-30 см. Развитие грибных, бактериальных болезней, а также полевых популяций насекомых - вредителей в саду и питомнике не наблюдалось.

Подсолнечник сорт «Иртыш» - При дозировке препарата 100 мл/т была отмечена наиболее высокая прибавка урожайности, она составила 16,1%. В этом варианте возросла масличность семян (на 1,1%), была выше масса 1000 семян и сбор масла. Более того, отмечено снижение степени развития и распространения болезней, что говорит о повышении иммунитета растений под действием Зеребра-Агро к возбудителям ржавчины, фомоза и серой гнили. В настоящее время в большинстве случаев подсолнечник аграрии покупают уже обработанный химическим протравителем и поэтому не проводят дополнительных обработок семян. В случае с Зеребра-Агро этим приёмом не следует пренебрегать, так как он имеет очень высокую экономическую окупаемость /4/.

Соя сорт «Сибирячка»- при дозировке препарата 100 мл/т прибавка урожайности составила 15,7% относительно не обработанных посевов. Зеребра-Агро оказывает положительное влияние и на масличность сои. Стоит отметить и повышение устойчивости сои под действием Зеребра-Агро к аскохитозу и жёлтой мозаике. Исследованиями также было установлено, что эффективность препарата Зеребра-Агро на сое повышается при его совместном применении с препаратами на основе гуминовых кислот /4/.

Таким образом, в отделе физиологии растений мы испытываем большое количество регуляторов роста растений, но среди них особое место занимает препарат Зеребра-Агро. Это принципиально новый препарат, позволяющий положительно воздействовать на физиологические процессы, определяющие рост и развитие. В чём проявляется это воздействие? Прежде всего, применение препарата при обработке семян способствует развитию более мощной корневой системы, а обработки во время вегетации позволяют получить крупный колос, преодолевать стрессы, а также сдерживать развитие болезней. В конечном итоге свойства препарата сказываются на повышении урожайности и качества сельхозпродукции. Препарат разработан российскими учёными и имеет сравнительно низкую стоимость, что сегодня очень важно для наших аграриев. При всех достоинствах стоит отметить и низкую токсичность Зеребра Агро, а значит, экология и здоровье человека от применения препарата точно страдать не будут.

При лабораторном и производственном применении стимулятора роста Зеребра-Агро на протяжении 2014-2015 гг. выявлена следующая прибавка урожая:

· Яровая пшеница - 17-25%

· Яровой ячмень - 3-15%

· Озимая пшеница - 7-13%

· Бобовые культуры - 7-19%

· Гречиха, рапс - 9-29%

· Подсолнечник - 8-28%

· Картофель - 19-34%

1.4 Ячмень яровой, морфология, назначение, распространение, биологические особенности

Ячмень яровой - это зерновая культура, которая используется в продовольственных, кормовых и технических целях. Благодаря своей скороспелости и засухоустойчивости в России посевы этого культурного растения находятся повсеместно. Для увеличения урожайности этой культуры необходимо освоить энергосберегающие технологии, которые базируются на строгом соблюдении всех правил выращивания этой культуры /2/.

Ячмень принадлежит к числу древнейших полезных растений сельскохозяйственного назначения. Раскопки свидетельствуют, что он наряду с пшеницей был известен еще в каменном веке. Родина ячменя - Передняя Азия. Диким родичем его считают Hordeum spontaneum C. Koch em Bacht - широко распространенный вид в Ливане, Сирии, Турции, Ираке, Иране, Афганистане, Средней Азии и Закавказье. Возделывание ячменя начинается в эпоху неолита, то есть 12 - 10 тысяч лет до нашей эры. Его возделывание в передней Азии связано с разведением и одомашниванием животных. На территории бывшего СССР самые древние районы возделывания ячменя были - Туркмения и юг Украины, где его выращивали в 5 - 4 тысячелетии до нашей эры. В Закавказье (Азербайджан) ячмень был известен в 3 - 4 тысячелетии до нашей эры (Тихонов, 2007). Ячмень относится к роду Hordeum L., включающему огромное разнообразие диких видов (42) и один вид культурного ячменя Hordeum vulgare L., который разделяют на два подвида - ячмень двурядный и ячмень многорядный (Головко и др., 2004; Родина, 2006; Тихонов, 2007). Около 40 видов, в Евразии и Америке; в России свыше 10 видов, в Европейской части, Западной и Восточной Сибири, на Дальнем Востоке /5/.

Морфология. Ячмень относится к семейству Мятликовых. Соцветие - колос. Соломка внутри полая. Число колосков - 4. Число зёрен в колосе колеблется в пределах 25-30 шт. Колосковые чешуи чаще всего плоские и узкие, а наружные цветковые широкие с продольными жилками. Цветковые чешуи срастаются с зерновкой. Зерно ячменя удлиненной, пленчатое, масса 1000 семян в зависимости от сорта и условий колеблется от 40 до 60 г. Ячмень, у которых пленка зерновки тонкая и морщинистая, больше пригодны к пивоварению, чем сорта с грубой гладкой оболочкой зерна (Тихонов, 2011). Существуют разновидности и голозёрного ячменя, характеризуемые повышенным содержанием белка и используемые для приготовления крупы, ячменного кофе, муки и т.д. среди яровых зерновых культур ячмень - наиболее скороспелая культура (период вегетации 70-100 дней) /32/.

Прорастает ячмень 5-8 корешками. Кустится через 18-20 дней после всходов сильнее, чем яровая пшеница и овёс, образуя до 4-5 стеблей на растении, из них 2-3 продуктивных. Корневая система и её усвояющая способность у ячменя относительно слабые. В процессе жизненного цикла растения ярового ячменя проходят следующие фазы роста и развития:

1. Прорастание семян (2-5 дня);

2. Всходы (от 5 дней до 2-3 недель);

3. Кущение;

4. Выход в трубку;

5. Колошение;

6. Цветение;

7. Формирование и созревание зерна.

Народнохозяйственное значение

Яровой ячмень -- важная продовольственная, кормовая и техническая культура. Из его зерна приготовляют перловую и ячневую крупу, а также муку, которую при необходимости в количестве 20--25% можно примешивать к ржаной или пшеничной /2/.

Яровой ячмень используется для откорма свиней, а в южных районах страны, где не возделывают овес,-- для кормления лошадей (1 кг зерна содержит 1,2 кормовой единицы). Эта культура дает сырье для пивоваренной и спиртокуренной промышленности. Для приготовления пивного солода особенно ценятся двурядные ячмени с крупным, выравненным зерном пониженной пленчатости (8--10%) и высокой энергией прорастания (95% на 4-й день проращивания) /2/.

Ячмень относится к числу наиболее древних сельскохозяйственных культур. Раскопки показывают, что он наряду с пшеницей был известен еще в каменном веке. В Египте ячмень возделывали за 5 тыс. лет до н. э. С доисторических времен его выращивали в Греции, Италии, Китае.

Материалы раскопок свидетельствуют о. том, что на территории Среднеазиатских республик ячмень возделывался при поливном земледелии примерно за 4--5 тыс. лет до н. э. На территории современной Украины и Молдавии его выращивали в III тысячелетии до н. э. В настоящее время он высевается во всех частях света /32/.

Районы возделывания и урожайность

Яровой ячмень -- наиболее скороспелая и пластичная культура с большим разнообразием форм. В нашей стране его высевают повсеместно -- от Заполярья до южных границ. На Памире скороспелые сорта выращивают на высоте свыше 3000 м. На Крайнем Севере и в высокогорных районах Средней Азии и Кавказа это наиболее надежная культура, успевающая созреть до наступления осенних заморозков.

Основные посевы ярового ячменя сосредоточены в Центрально-Черноземной зоне, в степных районах Украины и на Северном Кавказе, где он занимает около половины всех посевных площадей под этой культурой в нашей стране; значительные площади ярового ячменя есть в Белоруссии и Литве. Достаточно высок его удельный вес в посевных площадях северных районов Нечерноземной зоны /31/.

Яровой ячмень относительно хорошо выносит воздушную засуху, поэтому им заняты значительные площади на Юго-Востоке, а также в Казахстане и Киргизии.

В мировом земледелии эта культура занимает около 76 млн. га. Кроме Российской Федерации, ее широко возделывают в Западной Европе, Северной и Центральной Америке, а также в Азии /31/.

В нашей стране можно выделить три важнейшие ячменные зоны:

1) северную -- продовольственного ячменя;

2) южную -- кормового и экспортного ячменя;

3) западную (Белоруссия, Лесостепь Украины, северо-западные районы РСФСР и Прибалтийские республики) -- пивоваренного ячменя. Это подразделение весьма условно, так как зональность не исключает универсального использования ячменя во всех районах страны.

Однако требования, предъявляемые к ячменю, особенно к пивоваренному, в большей степени удовлетворяются в западной зоне, где он дает зерно, богатое высокомолекулярными белками и наиболее пригодное для пивоварения.

Среди яровых хлебов первой группы яровой ячмень имеет наиболее высокие и устойчивые урожаи. Средняя урожайность его по стране в 1976--1980 гг. составила 16,1 ц/га /31/.

На лучших участках передовых хозяйств урожайность ячменя достигает 70 ц/га. Опыт этих хозяйств свидетельствует о возможности получения высоких урожаев ячменя во всех зонах страны.

Биологические особенности

Отношение к температуре. Ячмень является холодостойкой культурой, сумма необходимых температур составляет от 1200 до 1800⁰С, в зависимости от скороспелости сорта. Семена ячменя могут прорастать при температуре 1-2⁰С. Но лучшая температура для появления дружных всходов 15-20⁰С. Небольшие заморозки (4-5⁰С) всходы ячменя переносят без особых отрицательных последствий, хотя при этой температуре верхушки листьев частично оказываются поврежденными. Отрицательные температуры во время прорастания вредно сказываются на дальнейшем росте растений. Верхний слой почвы должен быть влажным в течение 7-10 дней, поскольку при пересыхании корни побегов кущения «зависают» в сухой земле и не могут проникнуть вглубь. В последующий период (до фазы колошения оптимальная температура 15-17⁰С). В период наливания и созревания зерна ячменя легче переносит высокие температуры. Температура ниже 13-14⁰С тормозят развитие растений. Ячмень хорошо приспособлен к различным почвенно-климатическим условиям /32/.

Отношение к свету. Как растение длинного дня, ячмень для своего развития требует сравнительно длительного освещения, поэтому в северных районах вегетационный период меньше, чем в южных, где световой день короче. Именно фактор требовательности к длине дня объясняет феномен, что сорта, созданные на западе страны (сорта одесской, черниговской селекции и др.) возделываются далеко за пределами зон их создания - Приуралье, Западной и Восточной Сибири, на Дальнем Востоке, в Казахстане, Киргизии и других странах и областях (Тихонов, 2007).

Отношение к влаге. Ячмень наиболее засухоустойчивая культура. Семена ячменя при прорастании нуждаются в меньшем количестве воды (48-65% от массы зерна), чем семена других злаков. После появления всходов из-за слабого развития корневой системы требует большого количества влаги, поэтому в течение всей вегетации ему необходимо оптимальное увлажнение. Много влаги расходуется в фазе кущения и особенно выхода в трубку (до колошения). Сильная засуха в этот период ведет к стерильности пыльцы и значительно снижает урожай. Дефицит влаги в фазу молочной спелости сопровождается усыханием стеблей и листьев, прекращением образования крахмала в зерне, повышением доли белковых веществ, снижением выравненности и крупности зерна. Поэтому зерно с высокими пивоваренными качествами можно получить только при бесперебойном обеспечении растений ячменя влагой в этот период (Головко и др., 2004) /5/.

Широкий ареал ячменя в мировом земледелии характеризует его приспособленность к различным почвам. Однако его биологические особенности, связанные с относительно слабо развитой корневой системой, ее низкой усвояемой способностью и интенсивным накоплением органических веществ за короткий отрезок времени делают ячмень требовательным к почвенному плодородию (Головко и др., 2004, Родина, 2006) /32/.

В Нечерноземной зоне лучшими для ячменя являются дерново-карбонатные и серые лесные почвы, глинистые и суглинисты, из дерново-подзолистых лучше других подходят слабо оподзоленные суглинки. Наивысшие урожаи ячмень дает на плодородных структурных посевах с глубоким пахотным горизонтом (Головко и др., 2004) /32/.

На лёгких песчаных и супесчаных почвах ячмень растет плохо, так же как и на заболоченных с близким стоянием грунтовых вод (Трофимовская, 1972; Борисоник, 1974; Лепайыэ, 1980; Неттевич, 1982; Сокол, 1985; Беляков, 1990; Гриб, 1992; Филин, 1994; Новолоцкий, 2003) /32/.

Ячмень плохо переносит кислые почвы - оптимальный уровень рН равен 5,5-6,0. На кислых почвах хороший урожай ячменя можно получить при внесении извести. При возделывании ячменя на дерново-подзолистых почвах предпочтительны поля, где рН=6-6,5, гумуса содержание не менее 2%, подвижного фосфора и обменного калия 15-20 мг/100 г почвы (Культурная флора, 1990; Родина, 2006).

Хорошими предшественниками являются озимые культуры и силосные пропашные культуры. После силосных пропашных культур в почве уменьшается концентрация нитратов, что обеспечивает формирование пониженного содержания белка в зерне ячменя (Борисоник, 1974; Сокол, 1985; Ипатова, 2003; Букин, 2004; Федотов, 2004). Система предпосевной подготовки почвы должна складываться из боронования для закрытия влаги, и предпосевной культивации, с целью заделки удобрений, внесенных по схеме опыта. Около 50 % выращиваемого в России ячменя не отвечает требованиям современного пивоваренного производства /32/.

Особенности питания и качества ячменя ярового

Ячмень -- важнейшая продовольственная и зернофуражная культура многоцелевого использования.

Площадь его посевов в мире составляет примерно 82 млн. га, в том числе в России 10 млн. га. Зерно ячменя служит для приготовления различных видов круп и основным сырьем для пивоваренной промышленности. Ячневая и перловая и крупы, получаемые из ячменя, по своим пищевым достоинствам не уступают крупам из других культур. Однако большая часть производимого в разных странах зерна используется в животноводстве для производства различных видов комбикормов. По биологической характеристике зерновые культуры (ячмень, пшеница, овес и др.) довольно близки между собой, однако каждая из них имеет свои специфические особенности, обусловливающие характерные требования к условиям возделывания /5/.

В связи с восстановлением поголовья скота в РФ и необходимостью увеличения производства кормов, возделыванию ячменя во многих зонах страны стали уделять больше внимания.

Ячмень часто дает более высокие прибавки урожая от минеральных удобрений и навоза, чем яровая пшеница. По биологическим особенностям ячмень довольно требовательный к уровню минерального питания, что обусловливается коротким вегетационным периодом (80-100 дней) и чрезвычайно активным потреблением элементов питания. Поглощение питательных веществ из почвы у ячменя заканчивается в фазе колошения, примерно за 30-35 дней, до созревания. Наиболее интенсивное потребление элементов питания происходит в период кущения и выхода в трубку до колошения. На формирование 1 т зерна и соответствующего количества побочной продукции ячмень потребляет примерно такое же количество элементов питания, как и другие зерновые культуры: 25-30 кг N- NО³, 10-15 кг Р₂О₅ и 20-26 К₂О /10/.

В зрелом ячмене содержится 85-88% сухого вещества и 12-15% воды. В состав сухого вещества ячменя входят: крахмал (50-65%), белок (11-15%), гемицеллюлоза и пентозаны (10-14%), клетчатка (3-6%), гумми и слизи (5-7%), декстрины (35%), растворимые сахара (1-3%) и 2-3% зола /2;5/.

Наиболее важными компонентами зерна ячменя являются белок и крахмал. Их суммарное содержание в зерне относительно стабильно - 75-80%. Однако в зависимости от условий произрастания и минерального питания соотношение между белком и крахмалом может существенно изменяться. Биологическая ценность белка зерна ячменя, в значительной мере зависит от содержания незаменимых аминокислот и она выше, чем белка других зерновых культур, кроме овса. Качество зерна ячменя определяется, прежде всего, его целевым назначением. Высокое содержание белка в зерне выращиваемого для пищевых и/или фуражных целей является основным показателем его качества. В зерне пивоваренного ячменя, напротив, содержание сырого протеина не должно превышать 11,5%, а безазотистых экстрактивных веществ (углеводов и полисахаридов) не ниже 80% /10/.

Ячмень плохо переносит как кислые, так и щелочные почвы. Необходимая реакция почвы для оптимального роста и развития ячменя близка к нейтральной (рН_КСl 6-6,5). Он более требовательный к почвенному плодородию, чем овес или рожь. Ячмень хорошо отзывается на внесение минеральных и органических удобрений. Внесение необходимого количества питательных веществ с минеральными и органическими удобрения позволяет, при соответствующей агротехнике, получать на дерново-подзолистых, серых лесных и черноземных почвах, довольно стабильные урожаи зерна ячменя на уровне 60-70 ц/га /10/.

Наибольшие прибавки урожая ячменя от применения удобрений наблюдаются в зоне дерново-подзолистых и серых лесных почв. По мере уменьшения количества осадков урожайность ячменя и эффективность удобрений снижаются. Поэтому в лесостепной и степной зоне (на черноземах и каштановых почвах) его урожайность, как правило, ниже, чем в Нечерноземной зоне. Действие минеральных удобрений на этих почвах и урожай ячменя в значительной мере определяется условиями увлажнения. В более влагообеспеченные годы действие удобрений в степи заметно выше, чем засушливые. На черноземах и каштановых почвах наибольшие прибавки урожая зерна получаются от фосфорных удобрений или их сочетания с азотом. Калийные удобрения на этих почвах обычно не эффективны /15/.

Наряду с климатическими и погодными условиями, положительное действие удобрений значительной мере определяется агрохимическими свойствами почвы (эффективным плодородием) и, прежде всего, уровнем содержания доступных растениям элементов питания: азота, фосфора и калия.

Примерные дозы минеральных удобрений для ячменя рассчитывают исходя из выноса элементов питания планируемым урожаем, содержания подвижных питательных веществ в почве, доступности растениям элементов питания почвы и удобрений.

Ячмень весьма отзывчив на известкование. Внесение извести оказывает как прямое, так и косвенное действие на растения. Прямое положительное действие известкования заключается в устранении избытка ионов водорода и алюминия. Косвенное его действие многогранно и обусловлено улучшением агрофизических свойств почвы (агрегатного и структурного состояния почвы, воздухопроницаемости и др.), изменением доступности растениям элементов питания, усилением биологической активности почвы, а также повышением действия минеральных удобрений /10/.

Сроки и способы внесения азотных удобрений зависят от климатических условий, планируемой урожайности, типа почвы и ее гранулометрического состава. На черноземах и каштановых почвах азотные удобрения вносят весной под предпосевную культивацию или другой вид обработки почвы. Если азот находится в составе комплексных удобрений и его приходится вносить вместе с фосфором и/или калием осень под зяблевую вспашку, то это может быть оправданным приемом лишь на почвах среднего и тяжелого гранулометрического состава. На легких почвах, независимо от зоны возделывания ячменя, внесение азота виде односторонних (азотных) или комплексных удобрений недопустимо в связи со значительными потерями азота из почвы за осенне-зимний период.

При разработке системы удобрения и технологии возделывания ячменя очень важно пользоваться методами комплексной почвенной и растительной диагностики оптимизации питания и удобрения растений, которые универсальны для и других зерновых культур. В системе удобрения ячменя соотношение элементов питания, дозы и сроки внесения удобрений должны быть дифференцированы в зависимости от сорта и хозяйственного назначения зерна ячменя на кормовые или пивоваренные цели /10/.

Урожай ячменя и эффективность удобрений зависят от особенностей возделываемых сортов. В последние годы в производстве возделывают новые сорта ячменя интенсивного типа, которые для формирования высоких урожаев и используют большое количество элементов питания.

При возделывании ячменя на продовольствие и фураж наиболее важными показателями, характеризующими его качество, являются содержание белка в зерне, аминокислотный состав и биологическая ценность белков. Качество пивоваренного ячменя, напротив, определяется в основном содержанием крахмала и выходом экстракта, чему способствует хорошее фосфорно-калийное питания. Повышенный уровень азотного питания ячменя существенно ухудшает его пивоваренные качества.

На нейтральных почвах с повышенным и высоким содержанием подвижного фосфора и обменного калия определяющее влияние на урожай и качество зерна ячменя оказывает азотное удобрение. Особенно актуально в последние годы повышение качества зерна. В этой связи технологией должно быть предусмотрено оптимальное использование азотных удобрений с учетом форм, доз, сроков и способов их внесения. Так, внесение под ячмень на дерново-подзолистых и серых лесных почвах 40-60 кг/га азота увеличивает урожайность зерна на 10-15 ц/га, однако практически не повышают белковость ячменя. Существенно увеличить содержание белка в зерне при довольно высоком урожае возможно только при применении повышенных и высоких доз азота удобрений. Результаты многочисленных полевых опытов показали, что дозы азота удобрений должны быть дифференцированными с учетом плодородия почвы, климатических и погодных условий, предшественников и сортовых особенностей. В Нечерноземной зоне РФ применение 90-120 кг/га азота удобрений на высоком фоне фосфорно-калийных удобрений повышали содержание белка в зерне ячменя на 4-5% /24;27/.

Азотные удобрения следует вносить под предпосевную культивацию почвы. Фосфорные и калийные удобрения рекомендуется вносить в расчетных дозах на планируемую урожайность как и под фуражный ячмень. На качество зерна большое влияние оказывает также неравномерность внесения азотных удобрений, поэтому она не должна превышать 10-15%. Дробное внесение азотных удобрений проводить не следует, поскольку поздние подкормки азотом способствуют увеличению содержания белка в зерне.

В условиях избыточного увлажнения под ячмень и другие зерновые не рекомендуется применять повышенные дозы азотных удобрений во избежание полегания растений и связанного с ним уменьшением урожайности и ухудшения качества зерна /24;27/.

В засушливых районах высокие дозы азотных удобрений могут оказывать негативное влияние на урожай ячменя, поскольку, образующаяся при внесении высоких доз азота большая надземная вегетативная масса растений, в результате интенсивной транспирации влаги, сильно иссушает почву в период воздушной и почвенной засухи, что приводят к «захвату» посевов из-за дефицита воды. В таких условиях увеличивается доля соломы, снижается урожайность, ухудшается качество зерна. Поэтому в засушливой зоне дозы азота удобрений не должны быть выше 40-50 кг/га.

Небольшие и умеренные дозы азота (N_50-60) оказывают влияние в основном на урожайность ячменя, а повышенные -- на качество белка. При внесении высоких доз азотных удобрений, наряду с урожайностью, заметно увеличивается доля проламинов и глютелинов, а доля более ценных водо -- и солерастворимых белков, напротив, пропорционально уменьшается, что приводит к снижению содержания незаменимых аминокислот, в том числе /24;27/.

Большое влияние на продуктивность посевов ячменя и качество зерна оказывает уровень фосфорного питания растений. При полном удовлетворении растений в фосфатном питании существенно повышается урожайность ячменя и его устойчивость к полеганию и болезням. При низком содержании фосфора в почве урожайность при внесении только азотных и калийных удобрений редко достигает 18-20 ц/га, значительно снижается, задерживается процесс образования и созревания репродуктивных органов. Поэтому применение фосфорных удобрений на почвах с недостаточным количеством подвижных фосфатов является важнейшим приемом увеличения урожайности зерна /24;27/.

Фосфор и калий под ячмень вносят осенью в виде основного удобрения с достаточно глубокой заделкой их в нижние горизонты пахотного слоя, которые обычно лучше обеспечены влагой. Поэтому удобрения, внесенные осенью под зяблевую вспашку, дают более высокие устойчивые прибавки урожая зерна ячменя, чем мелкая их заделка под культиватор, борону и лущильник. Глубокая заделка фосфорных и калийных удобрений при зяблевой вспашке имеет особо важное значение в зонах неустойчивого и недостаточного увлажнения на черноземных и каштановых почвах, поскольку в этих условиях, при дефиците влаги, корневая система в поисках воды уходит в более влагообеспеченные глубокие горизонты почвы. Однако песчаных и супесчаных почвах, во избежание вымывания удобрений, не только азотные, но и фосфорные и калийные удобрения следует вносить весной под предпосевную культивацию почвы /24;27/.

При выращивании ячменя фосфорные и калийные удобрения следует вносить во всех почвенно-климатических зонах РФ осенью под вспашку зяби, азотные -- весной под предпосевную культивацию /10/.

Большое влияние на рост и развитие ячменя в первые 12 -15 дней после всходов оказывает внесение при посеве фосфора. В рядки следует вносить гранулированный суперфосфат или аммофос из расчета 10 -15 кг/га Р₂О₅. Это позволяет получить дополнительно 2-4 ц/га зерна /10/.

В практике сельского хозяйства навоз и другие органические удобрения непосредственно под ячмень обычно не вносят, поскольку в хозяйстве всегда имеются культуры, которые более отзывчивы на внесение навоза. Ячмень возделывают обычно в полевых севооборотах, где он использует последействие органических удобрений, внесенных под предшествующие пропашные культуры /10/.

1.5 Характеристика изучаемого сорта

В качестве объекта исследований был использован сорт ярового ячменя селекции ГНУ СибНИИСХ Подарок Сибири (Медикум 4712). Сорт относится к разновидности медикум /15/.

Колосья двурядные, пленчатые, остистые, соломенно-желтые, цилиндрической формы, средней длины, рыхлые. Переход цветочной чешуи в ость постепенный. Нервация цветочной чешуи слабо выражена. Ости длинные, гладкие, расположены вдоль колоса (параллельно колосу), соломенно-желтые, средней грубости, в отдельные годы могут быть слабо зазубрены в начале или конце ости, а иногда и по всей длине ости. Характер щетинки волосистый. Зерно желтое, пленчатое, полуудлиненное, крупное. Масса 1000 зерен в среднем составила 47,3, что на 4,6 г выше, чем у стандартного сорта Омский 91. Сорт среднерослый. Высота 63-71 см. Соломина прочная. Подарок Сибири относится к степной экологической группе сортов, засухоустойчив, среднеспелый (от всходов до созревания 73-86 сут.), характеризуется высокой устойчивостью к полеганию. За годы изучения сорт Подарок Сибири на искусственном фоне заражения по поражению пыльной головней варьировал от практически устойчивого (поражение 4,2%) до средневосприимчивого. Биохимический анализ зерна ячменя образцов КСИ свидетельствует о том, что новый сорт Подарок Сибири в среднем за три последних года имеет 13,5% белка в зерне, это выше чем у стандарта Омский 91 /15/.

Родословная ячменя ярового Подарок Сибири Агрономия, Вестник Алтайского государственного аграрного университета № 10 (132), 2015. По содержанию жира и крахмала он не уступает стандарту, а это значит, что новый сорт с учетом высокой продуктивности дает возможность получать наибольший выход белка с единицы площади. Сорт рекомендуется на кормовые и крупяные цели. По продуктивности сорт Подарок Сибири относится к высокоурожайным в условиях Западной Сибири. Максимальный урожай был получен в 2003 г. в КСИ СибНИИСХ -- 6,6 т/га, прибавка к стандартному сорту Омский 91 составила 0,8 т/га. В среднем за три года испытания (2012-2014 гг.) при урожае 5,3 т/га прибавка к Омскому 91 достигла 0,86 т/га, ранее переданному сорту Саша -- 0,47 т/га. В экологическом сортоиспытании в ОЗС п. Новоуральский новый сорт в среднем за 5 лет (2010-2014 гг.) при урожайности 3,9 т/га превысил стандартный сорт Омский 91 на 0,6 т/га /15/.

Почва опытного участка представлена лугово-черноземной почвой с пахотным горизонтом Апах=26 см, содержанием гумуса 6,4%, суммой поглощенных оснований 31 мг экв/100г, рНсол=6,7 (по данным лаборатории агрохимии ГНУ СИБНИИСХ).



2. МЕТОДИКА И УСЛОВИЯ ПРОВЕДЕНИЯ

2.1 Объекты и методы исследований

При изучении влияния удобрений на урожайность ячменя сорта «Подарок Сибири» на лугово-черноземной почве применялись полевые и лабораторные методы исследований.

Полевой опыт закладывался на опытном поле ОмГАУ им. П.А.Столыпина на лугово-черноземной маломощной среднегумусовой тяжелосуглинистой почве.

2.2 Метеорологические условия проведения исследований

Омская область расположена на юге Западно - Сибирской равнины в среднем течении Иртыша. Поверхность - пологоволнистая равнина с высотами 100 - 140 м; типичны грядообразные возвышенности (гривы) - главным образом в южной части; в северной части - обширные заболоченные пространства. Много озерных котловин и западин /1/.

Протяженность территории области с севера на юг составляет 600 км, а с востока на запад - 300 км. На территории области несколько природно - климатических зон, от тайги до степи на юге.

Климат - типично континентальный (его еще называют материковым или климатом суши). Континентальность климата проявляется в резком колебании температур в течении года и от месяца к месяцу, сравнительно небольшом количестве осадкой, малой области и т.д. эти особенности климата в значительной мере обусловлены влиянием преобладающих на территории Западно - Сибирской низменности в течении года континентальных воздушных масс умеренных широт. Частая смена воздушных масс обуславливает неустойчивость и изменчивость метеорологических условий, особенно в переходные сезоны, когда теплые массы воздуха могут быть в течение нескольких часов вытеснены холодными и теплая погода сменяется резким похолоданием /1/.

Продолжительность вегетационного периода, т.е. периода со среднесуточной температурой выше +50⁰С, области 151-162 дня, а периода со среднесуточной температурой +100⁰ С 114-132 дня. Осенние заморозки могут наблюдаться уже в конце августа. В Омской области 9 из 12 месяцев имеют среднемесячную облачность, не превышающую 60%. Самые ясные месяцы- март и апрель, наиболее облачные- октябрь и ноябрь /1/.

Среднее многолетнее годовое количество осадков составляет 300-400 мм в год, что на 30-50% меньше, чем в областях европейской части страны, расположенных на тех же широтах.

Погодные условия: зимний сезон продолжается с ноября по март. Для зимних месяцев характерна сравнительно небольшая облачность, незначительное количество осадков, слабые ветра, морозная ясная солнечная погода.

Среднее количество часов солнечного сияния в июне - 317, в июле 287, в августе 262. В июле температура воздуха может составлять 40-42⁰С, поверхность почвы нагревается до 40-50⁰С. Суточные колебания температур незначительны /1/.

Вегетационный период 2015 года имел свои особенности, повлиявшие на рост, развитие кормовых, зерновых культур и их уборку. Повышенный температурный фон в апреле, мае, июне ускорил вегетацию многолетних трав, что сдвинуло проведение первого укоса на более ранние сроки. Вторая половина лета была с недобором тепла, что замедлило созревание зерновых. Повышенные температуры весной и в начале вегетации сочетались с хорошим атмосферным увлажнением в лесостепи. Недобор осадков в июле был компенсирован неплохим увлажнением августа, что в целом за вегетацию сбалансировало соотношение тепла и влаги.

...