Биология

Озимый ячмень превосходит по засухоустойчивости все хлеба первой группы, включая яровой ячмень. Его коэффициент транспирации самый низкий среди хлебов первой группы.

Озимый ячмень созревает раньше озимой пшеницы на 6-9 дней; ярового ячменя – на 12-16 дней. Это позволяет ему уйти от дефицита влаги, «запала», «захвата» и суховеев.

Ячмень озимый потребляет осеннюю и ранневесеннюю влагу. Созревая до наступления сухих ветров, он дает более высокий урожай, чем яровой ячмень. В Краснодарском крае ячмень озимый не уступает по продуктивности озимой пшенице.

Однако, ячмень озимый менее зимостоек, чем озимая пшеница. Долгое время он практически не возделывался из-за отсутствия морозостойких сортов.

Районы возделывания. Основные площади возделывания ячменя озимого сосредоточены на Северном Кавказе.

Сроки сева несколько различаются по районам Северного Кавказа:

• 1-20 сентября (степные районы);
• 15 сентября – 5 октября (предгорные районы).

Фосфорные и калийные удобрения вносят под зяблевую вспашку, около половины всего азота (50...60 %) – под предпосевную культивацию.

Вторую часть азота(40-50%) вносят в виде подкормок:

• рано весной период отрастания растений;
• в фазу выхода в трубку;
• в фазе колошения для повышения содержания белка в зерне ячменя, используемого на кормовые цели (20...25 кг/га мочевины).

Сорта. В результате длительной селекционной работы, начатой в Краснодарском крае в 1922 г., получены многочисленные озимого ячменя, обладающие высокой полевой зимостойкостью и другими полезными признаками.

Большинство озимых сортов ячменя принадлежат к разновидности паллидум. Они рекомендованы к возделыванию в следующих регионах:

• Северо-Кавказский: Добрыня 3,Мастер, Полет Лазарь, Спринтер, Рубеж, Романс, Платон, Хуторок, Федор, Кондрат, Самсон и др.;
• Северо-Кавказский, Средне- и Нижневолжский: Жигули;
• Волго-Вятский, Средневолжский: Волжский первый;
• Северо-Западный: Хайлайт, Циндерелла.

Наиболее высокой полевой зимостойкостью отличаются сорта Добрыня – 3, Жигули, Мастер, Полет. Особенно устойчивы к комплексу вредоносных болезней сорта Хуторок, Федор, Кондрат, Платон, Романс. Не полегает даже на высоком агрофоне Лазарь – раннеспелый сорт интенсивного типа, высота которого составляет 85-95 см. Сорт способен формировать урожайность более 10 т/га.

Благодаря высокой фотопериодической чувствительности, новый ультраскороспелый сорт Спринтер защищен от перерастания теплой осенью. При этом, он отличается повышенной морозостойкостью и толерантностью к подкислению и уплотнению почвы.

Одним из лучших по толерантности к кислотности почвы является среднеспелый сорт Рубеж. Это один из основных сортов при возделывании ячменя на выщелоченном черноземе.

Морфология

2n=14. Однолетнее травянистое растение. Корневая система мочковатая. Различают корни первичные (зародышевые) и вторичные (узловые). Зародышевые корни формируются из корешка зародыша и продолжают развиваться и сохранять свои функции до конца вегетации растения. Вторичные корни образуются из нижних подземных узлов стебля у поверхности почвы. Высота стебля сильно варьирует от 45 до 160 см в зависимости от условий выращивания. Длина междоузлий увеличивается от основания к вершине стебля. Толщина стебля составляет 1,7-6,5 мм. Сильное снижение толщины стебля в верхнем междоузлии приводит к ломкости колоса и, следовательно, к большим потерям при уборке урожая.

Листья расположены поочередно. Лист состоит из листового влагалища и листовой пластинки. Листовая пластинка отгибается от стебля под острым углом, образуя с боковых сторон у основания роговидные ушки, заходящие концами друг за друга. Ушки имеют белесоватую окраску, иногда окрашены антоцианом в фиолетовый цвет. Форма и окраска ушек являются сортовыми признаками.

Стебель, листовое влагалище, лист и колос у ячменя часто покрыты восковым налетом различной интенсивности, наиболее ярко выраженным в засушливых условиях. Верхний лист меньше по размеру, но сходен по форме с нижележащим. Наиболее типичными считают листья второго яруса сверху. Длина листа составляет 8-25 см, а ширина - 0,4-3,2 см. Листовая пластинка имеет различия по интенсивности зеленой окраски.

Соцветие - колос, без конечного плодоносного колоска. Колос состоит из коленчатого плоского колосового стержня и сидячих колосков (цветков), расположенных попеременно в его выемках. Длина члеников колосового стержня колеблется от 2 (плотноколосные формы) до 4-5 мм (рыхлоколосые). Каждый колосок у ячменя одноцветковый и образует одну зерновку. У шестирядных ячменей обычно по 3 плодовитых колоска на каждом уступе колосового стержня. Двурядные ячмени несут лишь срединный плодущий колосок, два боковых остаются бесплодными. Колос имеет 2 колосковые и 2 цветковые чешуи (наружная и внутренняя), одну завязь, 3 тычинки и 2 лодикулы. Колосковые чешуи могут быть узкими, линейно-ланцетными (шириной до 1 мм) или широкими (до 2 мм), опушенными волосками или гладкими и часто с очень тонкой остью. Форма и характер опушения колосковых чешуй являются константными признаками и используются при апробации сортов.

Внутренняя цветковая чешуя прилегает к колосовому стержню. Она имеет двухкилевую форму и всегда безостая. Наружная цветковая чешуя в верхней части переходит в ость зазубренную или гладкую, длинную или короткую. Фуркатные ячмени вместо остей имеют лопастные, трехвильчатые придатки - фурки. В редких случаях цветковая чешуя не имеет ни остей, ни фурок. Цветки у ячменя обоеполые. Андроцей состоит из 3 тычиночных нитей, несущих на концах пыльники. Завязь одногнездная, с одной семяпочкой яйцевидной формы. Оплодотворение обычно происходит собственной пыльцой данного цветка (клейстогамия). Перекрестное опыление у культурного ячменя является исключением, а автогамия - обычным явлением для большинства современных сортов. Плод - зерновка длиной 7-10 мм и диаметром 2-3 мм. Форма зерновки ромбическая, удлиненная или эллиптическая, окраска - желтая, зеленая, коричневая, фиолетовая. Масса 1000 зерен 37-48 г.

Экология

Ячмень начинает прорастать при сравнительно низкой температуре (1-3° С), но оптимальная температура составляет 18-25° С. Зерно, не закончившее период послеуборочного дозревания, прорастает быстрее при пониженных температурах (6-8° С). В период прорастания растения чувствительны к неблагоприятным факторам среды (недостаток влаги, низкие температуры, образование почвенной корки, избыточное увлажнение и чрезмерная глубина заделки семян). Период от появления всходов до начала кущения продолжается в среднем 10-15 дней, а иногда затягивается до 20-25 дней. Число побегов на одном растении называют энергией кущения.

Процесс кущения имеет различную продолжительность и интенсивность. Задержка в развитии влечет усиление ростовых процессов, в том числе кущения. Степень кущения связана с генетическими особенностями сортов. У ярового ячменя начало выхода в трубку в умеренных широтах протекает через 3-4 недели, а на юге - через 4-6 недель после появления всходов. Задержка на юге связана с реакцией растений на более короткий день. Цветение начинается при созревании и выбрасывании пыльников, что у ячменя часто совпадает с началом колошения. В условиях умеренных температур и влажной почвы иногда цветение наступает спустя несколько дней после колошения. Процесс налива зерна может быть нарушен неблагоприятными факторами среды - засухой, чрезмерно высокой температурой, заморозками и др. В молочной спелости зерно еще зеленое, как и все остальные части колоса. Содержание воды достигает 50-65 %, зерно мягкое. Для формирования высокого урожая и ценных свойств зерна имеет большое значение равномерный, оптимальный процесс его налива.

Вынужденное быстрое созревание, усыхание зерна приводит к низкому накоплению крахмала, снижению его ценных фракций и нежелательной группировке азотистых соединений. Длительная дождливая погода в период налива зерна удлиняет срок созревания и снижает его товарные качества. Особенно опасно прорастание зерна на корню, которое приводит к потере пищевых, кормовых и пивоваренных качеств и утрате всхожести. Вегетационный период у ярового ячменя колеблется в широких пределах (55-110 суток) в зависимости от сорта и условий выращивания, озимого - 280-300 суток. Несмотря на ускорение сроков колошения под воздействием более высоких температур, последние имеют второстепенное значение по сравнению с длиной дня.

При наличии более высоких температур на юге, в условиях короткого дня, межфазный период (от появления всходов до колошения) обычно почти в два раза длиннее, чем в Заполярье. Главным фактором в прохождении второго межфазного периода от колошения до созревания является уровень температур. В силу этого срок налива и созревания зерна сильно возрастает на севере и почти в два раза сокращается по мере продвижения на юг. У озимого ячменя сорта с пониженной зимостойкостью характеризуются ускоренным ростом с осени и более интенсивными темпами дифференциации конуса нарастания, что ослабляет их закалку и приводит к гибели при низких температурах.

Содержание сахарозы в зеленой массе сравнительно зимостойких сортов ячменя составляет 3 %, слабозимостойких сортов - 1,2-1,6 %, а у яровых сортов - менее 1%. Ячмень отличает высокая приспособленность к различным почвам, включая подзолы нечерноземной полосы, солонцеватые земли юго-востока и Закавказья, мощные и обыкновенные черноземы, сероземы Средней Азии и др. Наилучшие результаты по урожайности и качеству зерна он дает на плодородных суглинистых почвах с нейтральной рН и глубоким пахотным горизонтом.

Предшественники: пропашные и зернобобовые культуры. Отзывчив на органические (20-40 т/га) и минеральные (30-45 кг/га N, 45-60 кг/га P2O5 и 60 кг/га K2O) удобрения. Орошение в значительной мере повышает высоту и кустистость растений. Возрастают число зерен в колосе и вес 1000 зерен, что увеличивает нагрузку на стебель. Поэтому для сортов орошаемого земледелия обязательна высокая устойчивость к полеганию.

Распространение

Ячмень принадлежит к числу древнейших возделываемых растений земного шара. Археологические находки зерен двурядного ячменя в древних поселениях Передней Азии (Иран, Ирак, Турция) относят к 8-7 тысячелетиям до н. эры. На территории Египта в 6-5 тысячелетиях до н. эры возделывали только шестирядные формы в основном пленчатого ячменя. Лишь последующие раскопки в Файюме выявили в слоях более позднего додинастического периода Египта зерна двурядного ячменя наряду с шестирядным. Продвижение ячменя на территорию Европы осуществлялось из Месопотамии через Малую Азию в Грецию, а оттуда через Балканы в долину Дуная и Южную Россию. На территорию современной Англии ячмень проник в середине 4-го тысячелетия до н. эры. Наиболее древними сельскохозяйственными культурами Китая являются просо, рис и сорго. О возделывании пшеницы и ячменя имеются сведения, относящиеся к концу 2-го тысячелетия до н. эры. В Америку ячмень завезен переселенцами из Европы в 16-18 веках, а в Австралию интродуцирован англичанами в конце 18-го века. На территории Украины и Молдавии уже в 3-м тысячелетии до н. эры существовала трипольская культура, в период которой земледелие носило развитый характер. Ячмень, так же как пшеницу и просо, на этой территории возделывали еще в дотрипольскую эпоху, в 4-3 тысячелетиях до н. эры. Б.Б. Пиотровский относит Закавказье к одному из центров древнейшей культуры ячменя. В настоящее время ячмень широко возделывают во многих зонах с контрастными природно-климатическими условиями. Обширный ареал культуры связан с исключительным богатством экотипов и их приспособленностью к условиям среды. На севере Европы ячмень выходит за пределы Полярного круга: 70° с. ш. в Норвегии, 68° - в Финляндии. В Западной Сибири и Якутии крайняя граница возделывания достигает 67° с. ш. В Азии и Африке ячмень распространен до тропиков включительно, приближаясь к экватору в южных районах Индии, Китая, оазисах Сахары, низовьях реки Нил. В высокогорных районах ячмень достигает возможных пределов земледелия, чем превосходит другие зерновые культуры. В Тибете его возделывают на высоте 4500 м над уровнем моря, в Перу - более 4000 м, в Таджикистане - 3000-3200 м. В Российской Федерации посевные площади в 2001 году в хозяйствах всех категорий составили 10121 тысяч га (21,4 % к посевной площади всех зерновых культур). В структуре посевных площадей ячмень занимает 2 место после пшеницы. В 2004 г. районировано 16 сортов озимого для южных областей России (Бастион, Виктория, Росава и др.).

Хозяйственное значение

Основная зерновая и фуражная культура. Зерно ячменя - концентрированный корм для сельскохозяйственных животных. Солому и мякину также скармливают скоту. Зерно используется для производства муки, перловой и ячневой круп, как суррогат кофе. Ячменный солод является необходимым сырьем для пивоваренной промышленности. Хлеб из ячменя низкого качества: он груб, низкого качества и крошится, это объясняется качеством и содержанием клейковины.

В зерне зрелого ячменя обычно содержится 80-90 % сухого вещества и 10-20 % воды. Общее количество углеводов максимально достигает 82 % от сухого вещества зерна. В состав углеводного комплекса входят: крахмал 45-66 %, гемицеллюлоза - 13-15 %, клетчатка - 3-5 %, гумми и слизи - 6-8 %, декстрины - 2,7-4,2 %, растворимые сахара - 1,2-2,8 %. Крахмал состоит из амилозы - 15-20 % и амилопектина - 80-85 %. Для пивоваренной промышленности наиболее ценной фракцией является амилоза, по количеству которой определяют ценность солодовых качеств сортов. В составе белкового комплекса ячменя насчитывают более 20 аминокислот, из которых 8 являются незаменимыми. Клейковина темного цвета, короткорвущаяся, неэластичная и непористая (2-5 %). Зерно содержит витамины группы В (аневрин и рибофлавин), аскорбиновую кислоту, токоферол и жирное масло. Содержание белка в зерне колеблется от 9,5 % до 20 %.

Высокое содержание белка характеризует кормовые достоинства сорта. Пивоваренные сорта ячменя имеют зерно с низким содержанием белка (9,5-11 %) и высоким крахмала (60-65 %). Наибольшее значение при изучении солодовых свойств сортов имеют экстрактивность солода в тонком помоле и его ферментативная активность. Высокие показатели по выходу экстракта (более 78 %) характеризуют комплексно ценные солодовые свойства сортов. Высевают обычным рядовым или узкорядным способом, норма посева семян 180-250 кг/га, глубина посева 3-4 см. Убирают прямым комбайнированием и раздельным способом (пивоваренный ячмень при полном созревании зерна, фуражный - начиная с восковой спелости). Средняя урожайность составляет 1,6-2 т/га.

Литература

1. Беляков И.И. Технология выращивания ячменя. М., 1985
2. Государственный реестр селекционных достижений, допущенных к использованию. М., 2004
3. Жуковский П.М. Культурные растения и их сородичи. Л., 1971
4. Культурная флора СССР. Под ред. Вульф Е.В. Л., 1941
5. Мальцев В.Ф. Ячмень и овес в Сибири. М., 1984
6. Пиотровский Б.Б. Основные этапы древнейшего земледелия в Армении. Л.,1951
7. Трофимовская А.Я. Ячмень. Л., 1972
8. Суворов В.В. Ботаника. Л.,1961
9. Черепанов С.К. Сосудистые растения России и сопредельных государств. СП-б, 1995

© Гашкова И.В.