Формирование высокопродуктивных агроценозов ярового ячменя в степной зоне Южного Урала

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 (з = 0,885), для средней температуры воздуха (з = 0,942), для максимальной температуры воздуха в среднем за период (з = 0,904) и для максимальной температуры воздуха (з = 0,867).

Оптимальным количеством осадков за период после колошения до созревания, способствующим формированию наибольшей объемной массы зерна (683 г/л) является 92,6 мм при средней температуре воздуха 19,2єС и максимальной температуре не более 28,5єС.

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). урожайность ячмень посев агроценоз

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 (з = 0,969, Кд = 93,91%, критерий Fфакт. = 14,77 при F01 = 3,18), всходы - кущение (з = 0,914, Кд = 83,51%, критерий Fфакт. = 5,46 при F01 = 3,18) и молочная - восковая спелость (з = 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 молочная - 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 отношений белковости с суммой средних температур (з=0,829, Кд = 68,72%), максимальной скоростью ветра (з=0,896, Кд = 80,20%) и уровнем минимальной относительной влажности воздуха (з=0,915, Кд = 83,64%).

С гидротермическим коэффициентом периода вегетации ячменя и содержанием в нем белка обнаруживается тесная связь (зух =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 (з=0,943, при Кд = 88,88%, Fфакт. = 7,49, F01= 4,76), к июню (з=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 соответствуют 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

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.

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

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 468,3єС, а для посева, перестоявшего на корню 10-15 дней - 1029-1157єС. Существенно менялся при этом характер увлажнения посевов.

Связь метеоусловий вегетации ячменя до скашивания с урожайностью определилась параболическими функциями: с числом дней до скашивания з = 0,791, с суммой средних температур воздуха - з = 0,824, со степенью средне- дневного увлажнения валков осадками - з = 0,941, с суммой осадков за период з = 0,841, с дождливостью суток з = 0,850, с числом дней с осадками 11 мм и более з = 0,871 и с максимальной скоростью ветра з = 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 850,1єС 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 (з = 0,814), минимальной температурой воздуха (з = 0,945), количеством осадков за сутки (з = 0,973), числом дней с осадками в 6-10 мм и более 11 мм (соответственно з = 0,870 и 0,991), минимальной относительной влажностью воздуха (з = 0,961).

Максимальной урожайности ячменя соответствуют: срок отлежки валков - 9 дней (1,38 т с 1 га), при средней температуре воздуха - 19,3єС (1,43 т с 1 га) с максимальной температурой воздуха - 26,8єС (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 25,9єС) и максимальной (до 38,9єС) 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 обеспечивать 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 назначением 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.

3. 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.

4. Формирование основных агробиологических показателей посевов ярового ячменя определяется комплексным взаимодействием погодно-климатических 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.

5. Фотосинтетическая деятельность посевов ярового ячмен...