Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Современное состояние научной проблемы (обзор литературы)
1.1. Сорт как фактор инновационного процесса в растениеводстве 12
1.2. Сроки посева и нормы высева – основные факторы продукционного процесса 21
1.3 Формирование урожайности и качества зерна ячменя в зависимости от уровня минерального питания . 30
Глава 2. Условия и методика проведения исследований 37
2.1. Объект и место проведения исследований. Агротехника в опыте. Схема опыта 37
2.2. Агроклиматические условия Смоленской обла сти. 40
2.3. Методика проведения исследований 47
ГЛАВА 3. Результаты исследований 50
3.1 Рост и развитие перспективных сортов ячменя в период вегетации 50
3.2. Влияние сроков посева, фонов минерального питания и норм высева
новых сортов ячменя на полевую всхожесть и выживаемость растений 56
3.3. Засоренность посевов сортов ячменя в зависимости от условий возделывания 61
3.4. Фотосинтетическая деятельность посевов 66
3.4.1. Формирование листовой поверхности и фотосинтетического потенциала растений 66
3.4.2. Накопление сухого вещества 76
3.4.3. Чистая продуктивность фотосинтеза 82
3.5. Урожайность сортов ячменя 88
3.6 Элементы структуры урожая 94
ГЛАВА 4 Влияние агроприемов на посевные качества семянячменя 101
Глава 5 Физические, химические и технологические качества зерна сортов ячменя 105
5.1. Физико-технологические показатели новых сортов ячменя в зависимости от сроков посева, фонов минерального питания и норм высева 105
5.2. Химико-технологические показатели новых сортов ячменя в зависимости от изучаемых агроприемов 115
ГЛАВА 6. Экономическая и энергетическая эффективность возделывания ярового ячменя 121
6.1 Энергетическая эффективность возделывания новых сортов ячменя 121
6.2. Экономическая оценка изучаемых агроприемов 125
Заключение 130
Список использованной литературы 135
- Формирование урожайности и качества зерна ячменя в зависимости от уровня минерального питания
- Агроклиматические условия Смоленской обла
- Засоренность посевов сортов ячменя в зависимости от условий возделывания
- Химико-технологические показатели новых сортов ячменя в зависимости от изучаемых агроприемов
Введение к работе
Актуальность решения этой проблемы во многом определяется подбором и максимальным использованием потенциальных возможностей современных пивоваренных сортов ячменя, разработкой и совершенствованием технологий их возделывания.
Степень разработанности темы исследований. Большой вклад в изучение технологии возделывания, селекции, семеноводства, переработки и распространение посевов ячменя внесли многие ученые и селекционеры: Н.И. Вавилов, И.С. Шатилов, Э.Д. Неттевич, М.К. Каюмов, В.П. Смолин, Н.В. Войтович, Л.М. Еро-шенко, В.П. Чепелев, И.Н. Романова, В.Ф. Мальцев, В.Е. Ториков, З.И. Усанова, И.Ш. Фатыхов, П.Д. Бугаёв и др.
В то же время в регионах Нечерноземной зоны не в полной мере изучены вопросы агроэкологической пластичности новых сортов ячменя, их хозяйственно-ценные признаки (крупяные и пивоваренные); не обоснована система взаимодополнения по выращиванию сортов ячменя разных экотипов, направленная на повышение урожайности и улучшения качества зерна. Поэтому возникла необходимость проведения исследований по разработке и совершенствованию элементoв сортoвой агротехники для новых сортов ячменя разных экотипов.
Цели и задачи исследований. Целью исследований было изучение продукционного процесса формирования урожайности и качества зерна новых высокопродуктивных сортов ячменя разных экотипов (Владимир, Надежный, КВС Орфелия) в зависимости от сроков посева, фонов минерального питания и норм высева семян, а также их пригодность на крупяные и пивоваренные цели.
Для реализации поставленной цели предусматривалось решить следующие задачи:
-выявить сортовые особенности роста, развития и формирования плотности стеблестоя новых сортов ячменя: Владимир, Надежный, КВС Орфелия, разных экотипов в зависимости от метеорологических условий, сроков посева, фонов минерального питания и норм высева;
-изучить морфобиологические и генетические ресурсы, особенности формирования продуктивности, фотосинтетическую деятельность посевов и их фитомет-рические показатели в зависимости от метеорологических условий и изучаемых агроприемов;
- определить экологическую пластичность, адаптивность и сырьевые достоин
ства новых сортов ячменя отечественной (Владимир, Надежный) и зарубежной
(КВС Орфелия) селекции, а также разработать приемы повышения урожайности и
качества зерна;
-выявить основные элементы и параметры структурных показателей, формирующих величину урожайности интенсивных сортов ячменя;
-изучить влияние условий выращивания и агроприемов на посевные, физико-химические и технологические качества зерна новых сортов ячменя и выявить их сортовые особенности по пригодности на пивоваренные и продовольственные (крупяные) цели;
-рассчитать экономическую и энергетическую эффективность производства новых сортов ячменя в зависимости от сроков посева, фонов минерального питания, норм высева и рекомендовать производству наиболее эффективные варианты изучаемых агроприемов;
- разработать и дать научно-обоснованные рекомендации производству.
Новизна исследований заключается в том, что в условиях Центрального района Нечерноземной зоны России впервые проведена сравнительная оценка сортов ячменя Владимир, Надежный и КВС Орфелия разных экотипов и выявлена их аг-роэкологическая пластичность и адаптивность с формированием уровня урожайности 6 т/га и более. Обоснована система управления продуктивностью растений и качеством зерна сортов ячменя путем оптимизации сроков посева, фонов минерального питания, норм высева с учетом почвенно-климатических и погодных условий выращивания.
Дана комплексная оценка фотосинтетической продуктивности посевов сортов ячменя разных экотипов и установлены в зависимости от агроприемов их максимальные фитометрические показатели (Lmax-41,1-48,3 тыс.м2/га; ФПП -1933-2140 тыс.м2*дней/га; ЧПФ -5,8-6,3 г/м2*дней; сбор сухого вещества-10,67-12,71 т/га).
Выявлено, что по физическим, химическим и технологическим показателям зерна, отражающим его сырьевые достоинства и использование, выделился ячмень Надежный Центрального экотипа России.
Теоретическая и практическая значимость работы. По результатам исследований доказаны высокая экономическая и энергетическая эффективность, а также рентабельность возделывания сортов ячменя разных экотипов в Центральном Нечерноземье (48-71 %).
Научно обоснованы оптимальные границы сроков посева, фоны минерального питания, нормы высева, позволяющие получать выживаемость растений более 85 %; плотность продуктивного стеблестоя – 486 шт./м2; массу зерна с колоса – 1,37г; массу 1000 семян – до 50,11 г и более; содержание белка до 11 %; пленчатость – 8,70 %; экстрактивность -78,95%; крахмал -60,44%.
Наиболее оптимальные условия для получения высококачественного зерна ячменя и пригодного на пивоваренные цели складывались при ранних сроках посева
с нормой высева 3,5-4,0 млн. шт./га. Запоздание с посевом приводит к потере зерна от 0,15 до 0,28 т/га в день и увеличению нормы высева до 4,5 и более млн. шт/га.
Доказано преимущество ранних сроков посева(24.04-05.05), позволяющих максимально использовать влажность и доступность элементов питания, дробное внесение азотных удобрений по схеме N60+40 на фоне P100K100 и нормы высева 3,5-4,0 млн. шт/га.
Применение разработанных агроприемов на предприятиях АПК позволит значительно повысить уровень урожайности и получать высококачественное зерно, пригодное на продовольственные, крупяные и пивоваренные цели.
Методология и методы диссертационного исследования. Методологической основой разработки полевого эксперимента были основы и принципы программирования урожаев и интенсификации земледелия и растениеводства, применительно к технологии возделывания ярового ячменя, оценка влияния изучаемых агро-приемов на урожайность и качество зерна.
В диссертационной работе использовались следующие методы: лабораторные, полевые, лабораторно-полевые, агрохимические и математические анализы полученных данных.
Для планирования и проведения исследований источниками информации служили информационные издания, книги специализированной научной тематики, монографии, статьи и другие материалы.
Степень достоверности результатов, апробация и внедрение результатов работы. Исследования по теме «Формирование продуктивности и качества зерна сортов ячменя разных экотипов в зависимости от условий выращивания в Центральном регионе России» проводились согласно программе исследований, утвержденной на кафедре агрономии и экологии и Ученым советом инженерно-технологического факультета ФГБОУ ВО Смоленская ГСХА.
Результаты исследований ежегодно докладывались на заседаниях кафедры аг
рономии и экологии (2014,2015,2016гг.). Основные положения работы были до
ложены и обсуждены на Международных научно – практических конференциях,
посвященных инновационному развитию АПК (ФГБОУ ВО Смоленская ГСХА, г.
Смоленск, 2014-2016 гг.; ФГБОУ ВО Ижевская ГСХА, г. Ижевск,2014 г.; ФГБОУ
ВО Ярославская ГСХА, г. Ярославль,2016 г.; ФГБНУ Смоленская ГОСХОС, п.
Стодолище, Смоленской области, 2016 г.) и международных научно-
практических семинарах (НЦ «Олимп», г. Москва, 2017 г.; НЦ «Диспут», г. Вологда, 2017 г.; ООО «Институт управления и социально-экономического развития», г. Саратов, 2017 г.)
Научно-исследовательская работа заняла I место в стипендиальной программе «ЭкоНива – Студент 2014» в номинации «Земледелие. Агрономия. Растениеводство».
Производственное внедрение. Результаты исследований по теме диссертационной работы прошли производственную проверку на предприятиях АПК Смоленской области и внедрены в ООО «Извеково» Новодугинского района на площади 60 га; СПК «Дружба» Починковского района - 120 га; ПСК «Новомихайлов-ский» Монастырщинского района - 80 га и могут быть в дальнейшем использова-
ны при производстве семян и зерна ячменя в условиях Нечерноземной зоны России.
Положения, выносимые на защиту:
1. Особенности роста и развития интенсивных сортов ячменя Владимир,
Надежный, КВС Орфелия в зависимости от метеорологических условий, сроков
посева, фонов минерального питания и норм высева семян;
2. Продукционный процесс и фотосинтетическая деятельность растений сор
тов ячменя разных экотипов.
3. Основные элементы и параметры структурных показателей в формировании
величины урожайности и их корреляционная зависимость.
4. Оценка физических, химических и технологических показателей качества
зерна интенсивных сортов ячменя отечественной (Владимир, Надежный) и зару
бежной (КВС Орфелия) селекции и их пригодность на продовольственные и пиво
варенные цели.
5. Энергетические и экономические обоснования полученных результатов.
Личный вклад автора. Автор лично принимала участие в разработке темы,
планировании исследований, проведении полевых и лабораторных экспериментов. Анализ литературных источников, сбор, обработка, анализ и обобщение экспериментальных данных, а также оформление диссертационной работы выполнялись автором самостоятельно.
Автор участвовала и самостоятельно проводила подготовку научных публикаций, представляла лично результаты на конкурсах и научно-практических конференциях. Доля участия автора составила 88 %.
Публикации. По материалам диссертационной работы опубликовано 16 научных статей, в том числе 3 работы в ведущих рецензируемых журналах из перечня изданий, рекомендованных ВАК Минобрнауки РФ.
Структура и объем диссертационной работы.
Диссертационная работа изложена на 181 странице компьютерного текста, включает в себя: введение, основную часть (состоящую из 6 глав), заключение (выводы, предложения производству и перспективы дальнейшей разработки темы диссертационной работы), список использованной литературы и приложения. Работа включает 50 таблиц, 10 рисунков и 20 приложений. Список использованной литературы состоит из 217 источников, в том числе 11 иностранных авторов.
Благодарности.
Автор выражает искреннюю признательность и благодарность своему научному руководителю Заслуженному работнику высшей школы РФ, доктору сельскохозяйственных наук, профессору Романовой Ираиде Николаевне, за помощь в проведении экспериментов, ценных советов и замечаний, профессору Прудникову А.Д., доцентам Глушакову С.Н., Князевой С.М., Терентьеву С.Е., Птицыной Н.В., Лякиной О.А., магистру Мартыновой К.В., лаборантам и сотрудникам кафедры агрономии и экологии.
Формирование урожайности и качества зерна ячменя в зависимости от уровня минерального питания
Зерно ячменя, используемое на пивоваренные цели должно быть с четко фиксированными показателями качества (Мельникова,2009; Khokkonona, 2015).
Согласно ГОСТу 5060-86 «Пивоваренный ячмень» необходимо применять зерно ячменя от светло-желтой до желтой окраски, а по 2-му классу допускается только серовато-желтый цвет (ГОСТ 5060-86). На цвет оболочки, так же оказывают влияние сортовые особенности, агроклиматические условия, технология уборки. Потемневшая оболочка, является один из основных признаков, свидетельствующих о неблагоприятных условиях выращивания. Из такого зерна солод получается низкого качества (Kunze, 1998; Меледи-на,2003).
Запах зерна должен напоминать запах качественной соломы. Наличие посторонних запахов в зерне, особенно запах плесневых грибов, затхлый запах продуктов жизнедеятельности микроорганизмов, сладковатый, характеризует присутствие процесса самосогревания. Наличие в зерне ячменя большого количества питательных веществ приводит к активному развития микроорганизмов, изменяя тем самым физические и химические свойства (ГОСТ 5060-86; Тихонов, http://refdb.ru/look/2348854.html).
При запаздывании с просушиванием, очисткой и неудовлетворительном хранении убранного зерна, появляются нежелательные процессы, одним из которых является самосогревание, которое активизирует микроорганизмы (Неттевич,1981; Хонокова,2010).
Важными требованиями стандарта являются: наличие сорной примеси не больше 1-2 % и влажность зерна от 14 до 15,5 % в зависимости от классности. Поэтому обязательно нужно проводить очистку от семян сорняков, которые повышают влажность зерна, и от различных органических остатков, способны накапливать высокое количество вредной микрофлоры. В связи с этим необходимо проводить сушку зерна или активное вентилирование. Хранить зерно ячменя необходимо при температуре 10 0С с влажностью 13-14 %, так как в этих условия полностью останавливаются процессы самосогревания и размножения микроорганизмов, и способствуют сохранению высокого качества пивоваренного ячменя (ГОСТ 5060-86; Личко,2000).
Способность прорастания - способность зерен давать проростки на 5-ые сутки и является одним из главных показателей (Ториков,2014). В лаборатории также определяют жизнеспособность и энергию прорастания через три дня. Эти показатели определяют после завершения послеуборочного дозревания, т.е. через 45 дней после уборки зерновых (Никитин,2006). Способность прорастания 1-го класса зерна ячменя для пивоварения должна быть больше 90 %, а жизнеспособность более 95 %. Наличие в партии кондиции 2-го класса по прорастаемости, говорит о непригодности такого зерна на производство солода. Одной из причин ограниченного использования зерна ячменя с 90-ой % способностью прорастания это его низкая экстрактивность, которая уменьшает выход и фильтруемость пива, за счет снижения ферментативной активности, замедления и неполного процесса осахаревания (Тихо-нов,2007). Высокий показатель способности прорастания обеспечивает высокую активность ферментов, содержащихся в зерна ячменя. Основная роль в этом процессе принадлежит - и – амилазе, которые расщепляют крахмал до простых сахаров (Коданев,1976; Головин,2007).
К важным показателямотносятся равномерность и интенсивность развития проростка и корешков, которые при проращивании не должны быть больше длины зерновки (Тихонов,2007). Также качество солода портят излишне удлиненные корешки «зародыши» и ростки так, называемые «гусары», и непроросшие зерна (Kunze,1998; Aastrup, 2010).
Крупность зерна основной признак качества пивоваренного ячменя (85 % и 60 %). К крупному зерну, относится в основном масса из двух фракций: сход с сит диаметром- 2,8 х 20 мм и 2,5 х 20 мм. Крупное зерно характеризуется наличием большого количества крахмала и меньшим содержанием бел-18
ка, имеет пониженную пленчатость, характеризуется дружностью прорастания, высокой экстрактивностью.
Не маловажное значение в пивоварении имеет масса тысячи зерен, которая во многих странах мира входит в формулу для расчета экстрактивно-сти. М1000 зерен для лучших пивоваренных сортов должна составлять не менее 40г (ГОСТ 5060-86; Тихонов, http://refdb.ru/look/2348854.html).
Наличие мелкого зерна ГОСТ 5060-86 по I классу должно быть не больше 5 %, а по II – не превышать 7 %. Зерно, которое проходит через сита диаметром 2,2 х 20мм относится к мелким с низким качеством зерна. Остаток зерна на решете 2,2 х 20мм не должен превышать 2 %. Ячменю с мелким зерном присуще сильное нагревание при выработке солода с большими потерями сухих веществ.
Отмечается также и всплывание зерна при замачивании из-за его легкости. Такое зерно зачастую трудно удержать в чане, в котором проводится его замочка. Щуплое зерно считается непригодно для пивоварения (Ториков, 2014).
Большую роль для качества ячменя в пивоваренние играет показатель пленчатости зерна, который варьирует от 8 до 10 %. Она относится к сортовому признаку, но так же зависит от почвенно-климатических условий возделывания (Пасынков,2002). Чрезмерно тонкая пленка (менее 8 %) не обеспечит необходимый слой для фильтрации сусла, поэтому такое зерно не считается ценным для пивоваренного производства (Тихонов, http://refdb.ru/ look/2348854.html; Tomorrow, 2013).
Установлено, что повышенная пленчатость приводит к ухудшению вкуса пива и вызывают появление в пиве холодной мути, за счет большого содержание полифенольных и горьких веществ (Федотов,2004).
Агроклиматические условия Смоленской обла
Апрель характеризовался погодой теплее обычного. Дневные температуры воздуха в основном повышались до 11-15, при похолодании до 5-10, при очень теплой погоде составляли 17-21. Максимальная температура воздуха за месяц составила 23. Среднемесячная температура воздуха в апреле была равна 7,7, что на 1,9 выше нормы. Осадки выпадали в виде дождя. Наиболее интенсивными были в третьей декаде. Количество выпавших осадков в среднем 69 мм, т.е. 162% нормы.
Май характеризовался умеренно-теплой погодой. Дневные температуры воздуха в первой и в начале второй декады повышались до 17-25, при понижениях до 14-19, при очень теплой погоде температуры составляли 26-27, что и составило месячный максимум. Заморозки в травостое (на высоте 2 см от поверхности почвы) отмечались по востоку области 13-14 числа интенсивностью 0,-2. Средняя температура воздуха за май оказалась равной 14,3, что на 2,1 выше климатической нормы. Осадки выпадали во второй половине месяца в виде обложных и ливневых дождей. Количество выпавших осадков в среднем 101 мм, т.е. 180% месячной нормы.
Летний период характеризовался в, основном, теплой, с ливневыми дождями, погодой.
В июне преобладала теплая погода, с ливневыми дождями в основном в первых двух декадах. Дневные температуры воздуха в период пониженного температурного фона составляли 16-19, в большинстве дней повышались до 22-26, при жаркой погоде составляли 27-30. Ночью, в первой половине месяца минимальные температуры были низкими и составляли 5-10, во второй половине 14-18. Средняя температура воздуха за июнь оказалась равной 17, что на 1,1 выше нормы. Дожди различной интенсивности выпадали в каждую из декад, в отдельные сутки прошли сильные ливни. С осадками 1 мм и более насчитывалось 8-11 дней (норма 11 дней). Количество выпавших осадков в среднем по области 61 мм, т.е. 70% месячной нормы.
В июле отмечалась теплая погода, с периодами жаркой погоды. Дневные температуры воздуха в большинстве дней составляли 22-26, в жаркие дни прогревались до 27-30, а месячный максимум составил 32. В отдельные дни каждой из декад ночные температуры понижались до 9-12. Средняя температура воздуха за месяц оказалась равной 18,9, что на 1,8 выше нормы. Ливневые дожди, в основном, выпадали во второй декаде, в отдельные дни были очень интенсивными. С осадками 1 мм и более насчитывалось 10-16 дней (норма 12 дней). Количество выпавших осадков в среднем составило 124 мм, т.е. 123% месячной нормы.
Август характеризовался, в основном, теплой погодой. Дневные температуры воздуха в период пониженного температурного фона составляли 19-22. В большинстве дней повышались до 23-26, при жаркой погоде до 27-29. Максимальная температура воздуха повышалась до 30. Ночные темпе-46
ратуры в холодные ночи понижались до 6-10, в большинстве дней месяца составляли 12-16. Минимальная температура воздуха опускалась до 3-4 тепла. Среднемесячная температура воздуха оказалась равной 17,1, что на 1,3 выше климатической нормы. Дожди выпадали не часто, но были интенсивными. В среднем количество выпавших осадков 44 мм, т.е. 64% нормы.
Вегетационный период сельскохозяйственного сезона 2016 г. для роста и развития основных сельскохозяйственных культур, по условиям тепло и влагообеспеченности был, в основном, благоприятным. В период уборки сельскохозяйственных культур погодные условия оценивались как хорошие и удовлетворительные.
Наблюдения, лабораторные анализы, учеты проводились по общепринятым методиками соответствующим ГОСТам, а также по методике Госсор-тиспытания (1989г). 1. Агрохимические анализы почвы проводились по методикам, принятым в агрохимической службе: - Обменная кислотность (pHKCl) ионометрическим методом (ГОСТ 24483-84); - содержание подвижного фосфора и подвижного калия по А.Т. Кирса нову в модификации ЦИАНО (ГОСТ Р 26207-1991); -содержание гумуса по И.В. Тюрину в модификации ЦИАНО (ГОСТ 26213-91); -сумма поглощенных оснований по Каппену-Гильковицу (ГОСТ 27821-88); 2. Посевные качества семян определяли согласно ГОСТ 12038-84 в тер мостате без освещения при постоянной температур 200С, энергия прораста ния – на 3 день, всхожесть – на 7 день. Показатели силы роста – длину про ростка и главного корешка измеряли на 7 день при проращивании на свету в кварцевом песке при влажности 60 % от ПВ при постоянной температуре 200С в специальных кюветах. 3. Влажность почвы определяли в слое 0-20 и 20-40 см термостатно-весовым способом по каждой фазе развития растений. (ГОСТ 28268-89) 4. Учет густоты стояния растений ярового ячменя проводился дважды: во время полных всходов и перед уборкой урожая, в 4-х кратной повторности на делянках площадью 0,25 м2. В этот же период были рассчитаны показатели структуры посевов, такие как полевая всхожесть, выживаемость растений и сохранность растений (Госсортоиспытание,1989). 5. В период вегетации растений проводились наблюдения за их ростом и развитием по методике Государственного сортоиспытания. (,1989). 6. Определение площади листьев проводился весовым методом с помощью высечек (Ничипорович А.А.,1961,1987) в трех кратной повторности и рассчитывалась по формуле: S =(M S1 N): m1 , где S–общая площадь листьев в пробе, см2; M - общая масса листьев в пробе, г; S1- площадь одной высечки, см2; N- количество высечек; m1- масса одной высечки, г (Романова,1999). 7. Анализ сухой биомассы в период вегетации проводили через 10-11 дней. С каждого опыта отбирались по двадцать пять растений в двух кратной повторности. Пробы взвешивали после обрезки корней. Затем отбирались навески в четырех повторностях и высушивались при температуре 10 0C до постоянной массы. Затем проводили пересчет пробы на сухое вещество. 8. Для определения фитометрических показателей ФПП использовали формулу (Ничипорович А.А.,1972): ФПП= Т1 (L1+L2)/2 +Т2(L2+L3)/2+..+Тn(Ln+Ln+1)/2, где ФПП- фотосинтетический потенциал, тыс.м2 дн/га; L-площадь листьев в начале и конце межфазного периода, тыс.м2/га; Т- продолжительность периода, дней. 9. Для расчета чистой продуктивности фотосинтеза (ЧПФ) использовали формулу Кидда, Веста и Бриггса (Ничипорович А.А.,1961), г/м2 дней: ЧПФ= (V2-V1)/0,5 п (L1+L2), где V1,V2 – сухая масса проб в начале и конце учетного периода, г; L1, L2- площадь проб листьев а начале и в конце периода, м2 п-число дней в учетном периоде.
Засоренность посевов сортов ячменя в зависимости от условий возделывания
При прохождении более поздних фаз роста и развития растений площадь листовой поверхности уменьшалась, за счет отмирания на стебле нижних и средних ярусов листьев. Резкое снижение площади листьев отмечалось на поздних сроках посева.
Уровень минерального питания один из основных факторов, оказывающих воздействие на рост и развитие ярового ячменя. Азоту отводиться основное место в повышение эффективности фотосинтеза, увеличении ассимиляционной поверхности растений и накопления сухого вещества.
В наших исследованиях внесение азотных удобрений приводило к увеличению площади листовой поверхности во всех вариантах от фазы кущения до молочной спелости, наибольшего значения она достигает к фазе колошения и составляет 39,3-47,7 тыс.м2/га (рис.4, прил.6).
Максимальное значение площади листьев без внесения удобрений в фазу колошения составило у сорта Надежный -31,9 тыс.м2/га; у сорта КВС Орфелия -31,7тас.м2/га. Фактически это уровень урожайности 2,5-3,0 т/га, т.е. генетический потенциал эти сорта ячменя без интенсификации технологии, а именно без применения минеральных удобрений не реализуют. Относительно контроля площадь листьев возрастает у сорта ячменя Надежный на умеренном фоне на 9,5 тыс.м2/га (30%), на повышенном – на 12,8 тыс.м2/га (40%), на интенсивном – на 15,4 тыс.м2/га (48%) и на планируемую урожайность 6 т/га – 15,0 тыс.м2/га (47%), у сорта КВС Орфелия соответственно на 7,6 (24%); 11,4 (36%); 14,9 (47%) и 14,3 (45%)тыс.м2/га. Наибольшее значения было при интенсивном фоне с дробным внесением удобрений (N60+40P100K100) у сорта Надежный -48,0 и у сорта КВС Орфелия-45,5 тыс.м2/га.
Повышение продукционного потенциала листовой поверхности и его функциональной способности приводит к большей адаптации ячменя Надежный и КВС Орфелия к условиям внешней среды.
На формирование листовой пластины положительное влияние оказали нормы высева. В ходе исследований было выявлено увеличение ассимиляционного аппарата с одновременным уменьшением площади питания растений. Таким образом, наибольшая площадь листовой поверхности была отмечена при норме 5,0 млн. всхожих семян на первом сроке посева и составила 61,9 тыс. м2/га. Поздний срок посева с такой же нормой высева снизил площадь листовой поверхности на 75 % (табл.17).
Площадь листовой поверхности во многом определялась густотой стояния растений в период вегетации. В свою очередь густота стояния определялась нормой высева и зависела от срока посева. Площадь листовой поверхности, как при низких, так и при высоких нормах высева уменьшалась. Это связано в первом случае с меньшим числом растений, но хорошим его кущением, а во втором – с затенением листьев и низкой продуктивностью растений. Максимальная площадь листьев была в межфазный период «выход в трубку – колошение» и колебалась от 33,8 до 45,3 тыс.м2/га. В дальнейшем она снижалась, что связано с прекращением образования листьев, линейного их роста и отмиранием листьев нижних и средних ярусов стебля. Оптимальная площадь листовой поверхности при раннем сроке посева была в варианте с нормой высева ячменя Надежный 4,0-4,5 млн. всх. сем./га и составила 4,6,6-45,0 тыс.м2/га, при позднем сроке посева при норме высева 4,5 млн. всх. сем./га – 38,8 тыс.м2/га.
Поздние сроки посева снижали площадь листьев по всем нормам высева на 81-25%.
Нами выявлено, что на формирование площади листьев большое влияние оказали метеорологические условия в год вегетации. Оптимальные условия по тепло и влагообеспеченности, формирующие листовую поверхность у сортов ячменя Владимир, Надежный, КВС Орфелия складывались в 2015 году и их максимальные показатели составляли на I сроке – 45,4-49,4 тыс.м2/га, на интенсивном фоне 47,4-49,6тыс.м2/га и при норме высева 4,5 млн.шт/га -47,4 тыс.м2/га. Как сухой (2014), так и влажный (2015) годы снижали эти показатели на 1,0-10,5 %.
В результате проведенных агротехнологий сорта ячменя высокоинтенсивны и способны формировать большую площадь листовой поверхности -39,8-48,0 тыс. м2/га.
В целом, из всех опытов по площади листьев выделился сорт Надежный (45,3-48,0 тыс. м2/га).
Фотосинтетический потенциал (ФПП) используется для оценки рабочего состояния листовой поверхности посевов во времени. ФПП является показателем обобщающим в зависимости от водного режима сроки посева, нормы высева и уход за посевами и определяющим возможности посевов использовать солнечную энергию для создания оптимального урожая, а так же позволяет сопоставить эту возможность у разных сортов ячменя с разным периодом вегетации и активной работой листьев (Тооминг,1977).
В наших исследованиях ФПП колебался от 1252 до 2056 тыс. м2хдней/га и зависел от сроков посева, сортовых особенностей и условий вегетации. Наиболее длинный период вегетации и жизненный цикл листьев отмечался в фазы «выход в трубку-колошение» и был у сорта Надежный. Мак-71 симальным этот показатель был при первом сроке посева по всем сортам и составил у сорта Владимир 1962; у сорта Надежный -2056; у сорта КВС Ор-фелия -2007 тыс.м2хдней/га, запоздание с посевом снижало этот показатель на 45-711; 25-696;36-690 тыс.м2хдней/га соответственно или в среднем на 1,5-35 % (табл.18, рис.5).
Химико-технологические показатели новых сортов ячменя в зависимости от изучаемых агроприемов
К числу показателей, характеризующих физические свойства зерна, относится масса 1000 зерен. Масса 1000 зерен относится к одному из основных элементов структуры, а так же является качественной и количественной оценкой урожайности.
Наибольшая масса 1000 семян наблюдалась в посевах первого срока и составила по сортам ячменя Владимир -49,21, Надежный -48,61 и КВС Орфе-лия- 50,11г. Второй, третий, четвертый и пятый сроки снизили этот показатель 1,01-1,1 раза (15-20 %) (табл.39).
Наибольшая масса 1000 зерен была отмечена у сорта КВС Орфелия (50,11 г), что связано с его сортовыми особенностями.
Крупность один из основных показателей качества пивоваренного ячменя, который взаимосвязан с другим не менее ценным показателем таким, как выравненность по размеру.
Терентьев С.Е. считает, что «выровненное и однородное зерно с одинаковой скоростью роста впитывает воду при замачивании, дружнее прорастает и больше накапливает различных ферментов во время солодоращения. Из максимально выравненного по размерам зерна ячменя получают высококачественный солод» (Терентьев,2014).
В зависимости от сроков посева крупность и выравненность на первом сроке для сортов ячменя были выше относительно позднего срока посева на 2-30 и 11-13 %. Наибольшая крупность и выравненность наблюдались в посевах первого срока и были у сорта Владимир 84 %и 95 %,у сорта Надежный 86 %; 95% и у сорта КВС Орфелия 88%; 97 %, на втором сроке 82 % и 94 %; 83% и 94 %;84 % и 94 %; на третьем 70% и 89%;76% и 89%; 76% и 90%; на четвертом 64% и 87%; 65% и 87%;70% и 88%; на пятом 62% и 84%; 64% и 85%; 62% и 84 % соответственно.
По сортам эти показатели были выше у сорта КВС Орфелия и составили 88 % и 97%, что на 2 % выше, чем у сортов ячменя Владимир и Надежный.
Низкие показатели крупности и выравненности наблюдались в сухие годы (2014), снижение достигало 7 %, по сравнению с оптимальным (2015) годом.
При оценке физико-технологических качеств пивоваренного ячменя используется такой показатель добротности зерна как натура. Высокий показатель натуры подтверждает, хорошую сушку и наличие большого количества веществ, повышающих экстрактивность. Зерно с натурой 610 г/л. считается хорошим, 670-700г/л. – отличным.
В ходе исследований нами было установлено, что натурная масса (натура), в основном, зависела от агроприемов (35,0 %) и абиотических факторов (32,0%).
Высокий показатель натуры был отмечен при первом сроке посева и составил по сортам: Владимир 691; Надежный 700; КВС Орфелия 698 г/л. На втором сроке посева она снижалась на 1,14-2,3; на третьем – на 3-3,7; на четвертом – на 4,1-7,2 и на пятом –на 7,3-8,8 г/л. Это связано с уменьшением массы 1000 семян, крупности и выравненности.
Пленчатость – основной показатель качества пивоваренного ячменя, повышенная пленчатость (более 9%) снижает экстрактивность, увеличивая горечь пива, резко снижая его качество. Но и низкое содержание цветковых пленок так же отрицательно влияет на технологический процесс (в размолотом виде пленки являются естественный фильтр), на вкус и цвет готового продукта.
В наших исследованиях установлено, что пленчатость характеризовала пригодность высокоинтенсивных сортов ярового ячменя на пивоваренные и крупяные цели, которая зависела от сроков посева, сорта и погодных условий. Установлено, что меньший процент цветковых пленок содержался на первом и втором сроках посева и составил у сорта Владимир -8,77;8,82, у сорта Надежный -8,73;8,75, у сорта КВС Орфелия -8,61;8,64 %. На третьем, четвертом и пятом сроках посева пленчатость зерна ячменя повышалась более чем на 6 % (9,03-9,67), что связано с повышением крупности, такое повышение нежелательно для пивоварения, так как способствует уменьшению экстрактивности.
Из изученных сортов более пригодным на пивоваренные цели оказался сорт КВС Орфелия с процентом цветочных пленок от 8,61 до 9,16 %, что на 1,4-5,6 % ниже, чем у сортов Владимир и Надежный.
Наименьший показатель пленчатости отмечался в нормальный (2015) год. Нами выявлены межфакториальные закономерности, подтвержденные уравнениями множественной регрессии: для сорта Владимир – У = 8,45 + 0,22х, для сорта Надежный – У = 8,49 + 0,17х , для сорта КВС Орфелия – У = 8,40 + 0,16х с коэффициентами множественной детерминации 0,84; 0,93 и 0,91 соответственно и указывают на тесную связь между сроками посева и процентом цветковых пленок. Для оценки пригодности ячменя в пивоварении, идущего на получение солода, используют такой показатель как способности прорастания. По спо-108 собности прорастания согласно ГОСТу 5060-86 ячмень, поставляемый для пивоварения, подразделяется на два класса: первый – не менее 95 % и второй – не менее 90 % (Никитин,2006).
В наших исследованиях показатели по способности прорастания были наилучшими на первом и втором сроках посева и колебались в пределах от 94 до 96 %. Запаздывание со сроком посева на 5, 10 и 15 дней снижали показатель прорастаемости на 4-13 %, поэтому зерно с поздних сроков не соответствовало даже второму классу ГОСТа.
Способность прорастания по сортам колебалась у ячменя: Владимир 84-95; Надежный 85-95 и КВС Орфелия 84-96 %. Наибольшим этот показатель был у сорта КВС Орфелия и относит его к первому классу по ГОСТу.
Для пивоварения требуется ячмень со средней стекловидностью зерна (40-60 %). Для производства крупы, наоборот, необходимы сорта сохраняющие высокую стекловидность зерна. В проведенных исследованиях со сроками посева показатель стекловидности увеличивался с 42,3 % на первом сроке до 59,3 % на пятом сроке. В наших исследованиях стекловидность была наименьшей при ранних сроках посева и составила у сорта Владимир 44,3-44,9 %, у сорта Надежный -42,4-42,8% и у сорта КВС Орфелия 42,3-42,8%. Третий и последующие сроки увеличивали стекловидность в среднем до 59,3 %.
По сортам показатель стекловидности находился у сорта Владимир от 44,3 до 59,3 %, у сорта Надежный от 42,4 до 58,5% и у сорта КВС Орфелия от 42,3 до 57,6%. Наименьшее значение было у сортов Надежный и КВС Ор-фелия. Таким образом, на пивоваренные и продовольственные цели рекомендуется использовать зерно всех сортов ячменя. По качественным показателям выделились сорта Надежный и КВС Орфелия. Для переработки зерна ячменя в крупу необходимо использовать доброкачественное зерно. Крупное выполненное зерно содержит меньше оболочек, поэтому из него вырабатывают крупу высокого качества и с большим выходом.